Brevet FR2930171A1 — publié le 20091023

Dispositif et vêtement d'assistance au balancement des bras lors d'un effort physique, et leurs utilisations La présente invention concerne un dispositif d'assistance au balancement des bras lors d'un effort physique. L'effort de la marche ou de la course à pied mobilise pratiquement tous les muscles du corps humain. En effet, depuis que l'homme marche et court sur deux pieds, il continue à conserver un automatisme de mobilisation des bras synchronisés avec les jambes de manière à garder en permanence son équilibre. Le mouvement même de la marche ou de la course à pied mobilise ainsi les muscles des jambes, des bras et des avant-bras, mais aussi les muscles para-vertébraux et abdominaux. Cette mobilisation du haut du corps s'accompagne d'une dépense énergétique qui ne sert pas directement à l'effort physique utile pour le déplacement du sujet dans l'espace. L'invention a pour but de proposer un dispositif qui permette de réduire cette dépense énergétique du haut du corps de manière à réduire la dépense énergétique totale pour le même effort physique, pour le même déplacement dans l'espace. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'assistance au balancement des bras lors d'un effort physique, caractérisé en ce qu'il comprend une pièce de support destinée à être disposée derrière le cou, des moyens de suspension des bras reliés à chaque extrémité latérale de la pièce de support, et des moyens de fixation adaptés pour être fixés aux avant-bras, aux poignets ou aux mains, de manière à mettre les bras en suspension dans une position pliée. Le dispositif selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - les moyens de fixation comportent deux manchons destinés à être disposés sur les avant-bras, les poignets ou les mains ; - la pièce de support et les moyens de suspension forment une sangle continue qui s'étend d'un bras à l'autre en passant derrière le cou ; - les moyens de fixation sont formés par les parties d'extrémité de la sangle ; - les moyens de suspension sont venus de matière avec la pièce de support; - les moyens de suspension comprennent deux fils fixés chacun, par une extrémité, à une extrémité latérale de la pièce de support et, par une autre extrémité, aux moyens de fixation ; - chaque fil est fixé à la pièce de support à proximité de la clavicule par un mousqueton ; et - le dispositif comprend des moyens adaptés pour permettre à l'utilisateur de libérer ses bras du dispositif. L'invention a également pour objet un vêtement d'assistance au balancement des bras lors d'un effort physique, caractérisé en ce qu'il comprend une partie de support destinée à être portée derrière le cou et un dispositif tel que décrit précédemment, la pièce de support étant solidaire de la partie de support. Une utilisation du dispositif ou du vêtement définis ci-dessus consiste à assister au balancement des bras lors d'un effort sportif, notamment une marche ou une course à pied. Une autre utilisation du dispositif ou du vêtement décrits précédemment consiste à améliorer le confort de vie au quotidien d'une personne souffrant de problèmes cardio-respiratoires. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la Figure 1 est une vue de face d'un sportif équipé d'un dispositif selon l'invention ; - la Figure 2 est une vue de dos du sportif de la Figure 1 ; - les Figures 3 et 4 sont des vues analogues à celles respectivement des Figures 1 et 2 montrant le sportif de la Figure 1 équipé d'un vêtement selon l'invention ; et - la Figure 5 est un tableau indiquant les résultats d'une étude effectuée sur douze coureurs de marathon utilisant le dispositif des Figures 1 et 2. Les Figures 1 et 2 représentent, de façon schématique, un sportif qui est dans l'exemple considéré un coureur de marathon 10. Le coureur 10 est vêtu d'un maillot 12 et équipé d'un dispositif 14 d'assistance au balancement des bras. De manière classique, le maillot 12 est fabriqué à partir d'une matière souple, par exemple à base de polyester. Le maillot 12 est porté à même la peau, moulant le corps du coureur 10, et s'étend du haut des cuisses jusqu'aux épaules. Le dispositif 14 comprend une pièce de support 16 (Figure 2) disposée derrière le cou du coureur 10, des moyens 18 de suspension des bras reliés à la pièce de support 16, et des moyens de fixation 20 reliés d'une part aux moyens de suspension 18 et d'autre part aux poignets du coureur 10. Les moyens de fixation 20 sont venus de matière avec les moyens de suspension 18, eux-mêmes venus de matière avec la pièce de support 16. L'ensemble forme une sangle continue 22, de largeur sensiblement constante sur toute sa longueur et qui s'étend d'un bras à l'autre du coureur 10 en passant derrière le cou. La sangle 22 est fabriquée à partir d'un tissu du type � ceinture de judo �. Les extrémités libres 24 de la sangle 22 sont enroulées et cousues sur elles-mêmes de manière à former chacune un manchon 26. Chaque manchon 26 définit ainsi un passage tubulaire de réception des poignets du coureur 10. Le dispositif 14 comprend des moyens adaptés pour que le coureur 10 puisse libérer facilement ses bras du dispositif 14. Dans l'exemple considéré, ces moyens sont mis en oeuvre par le fait que les manchons 26 sont assez lâches, de façon à ne pas serrer les poignets du coureur 10, le diamètre des passages tubulaires étant supérieur à celui des poignets. Ainsi, le coureur 10 peut se libérer facilement du dispositif 14 en cas de besoin, et s'en équiper tout aussi facilement. La longueur de la sangle 22 est telle que les bras du coureur 10 sont mis en suspension dans une position pliée. Lors d'un marathon ou d'un entraînement, le coureur 10, revêtu du maillot 12, peut s'équiper à tout moment du dispositif 14. Le coureur 10 passe alors la sangle 22 derrière le cou et enfile un manchon 26 sur chacun de ses poignets. Les Figures 3 et 4 illustrent le coureur 10 portant un vêtement 28 d'assistance au balancement des bras. Le vêtement 28 comprend un maillot 30 sur lequel est fixé un dispositif 32 d'assistance au balancement des bras. Le maillot 30 est identique au maillot 12 des Figures 1 et 2. Le dispositif 32 comprend une pièce de support 34 (Figure 4) disposée derrière le cou du coureur 10, des moyens 36 de suspension des bras reliés à la pièce de support 34, et des moyens de fixation 38 reliés d'une part aux moyens de suspension 36 et d'autre part aux poignets du coureur 10. La pièce de support 34 comprend une bande de tissu 40 résistant, par exemple du type � ceinture de judo �, fixée, par exemple cousue, dans la partie supérieure 42 du dos du maillot 30. La bande 40 s'étend d'une épaule à l'autre du coureur 10 en passant derrière le cou, ses extrémités latérales 44 (Figure 3) étant disposées à proximité des clavicules du coureur 10. Les moyens de suspension 36 comprennent deux fils 46 et deux mousquetons 48. Chaque fil 46 est fixé, par une extrémité, à une extrémité latérale 44 de la bande 40 par un mousqueton 48, et par une autre extrémité, aux moyens de fixation 38. Les moyens de fixation 38 comprennent deux manchons 50 chacun fixé à un fil 46 et disposé sur un poignet du coureur 10. Comme précédemment, les manchons 50 sont assez lâches, de façon à ne pas serrer les poignets du coureur 10, le diamètre des manchons 50 étant supérieur à celui des poignets. Ainsi, le coureur 10 peut se libérer facilement du dispositif 32 en cas de besoin. Les fils 46 sont fabriqués à partir d'une matière légère, par exemple une matière plastique, et leur longueur est telle que les bras sont mis en suspension dans une position pliée. Lors d'un marathon ou d'un entraînement, le coureur 10 enfile le vêtement 28 et insère ses poignets dans les manchons 50. Une étude de la performance à l'exercice physique a été réalisée sur douze coureurs de marathon de niveau national. Test d'effort sur tapis roulant L'objet de cette étude était de démontrer que l'utilisation du dispositif 14 d'assistance au balancement des bras illustré sur les Figures 1 et 2 permet, lors d'une course à pied, de diminuer la consommation en oxygène. Méthode La performance à l'exercice physique a été évaluée au cours d'une épreuve d'effort sur tapis roulant avec enregistrement en continu de l'électrocardiogramme (ECG), des grandeurs ventilatoires, de la consommation en oxygène et de la production de gaz carbonique. La dépense énergétique était ainsi évaluée sur le niveau de consommation en oxygène, et on sait que dépense énergétique et consommation en oxygène varient de manière parfaitement proportionnelle à des niveaux d'exercice physique pour lesquels la fréquence cardiaque (FC) atteinte n'est que de 75% de la fréquence maximale théorique (FMT), alors que le métabolisme est totalement aérobie (production d'énergie mécanique au niveau des muscles uniquement par les voies de combustion des substrats énergétiques par l'oxygène). Les voies anaérobies, c'est-à-dire la combustion des substrats énergétiques sans oxygène, sont recrutées pour la dépense énergétique pour des niveaux d'exercice physique amenant la FC au-delà de la FMT. Douze sujets (notés de A à L) ont effectué le test d'effort sur tapis roulant. Ils étaient tous de sexe masculin, âgés de 38 +/- 7 ans, d'un poids de 67 +/- 10 kg et d'une taille de 174 +/- 9 cm. Chaque sujet courait à vitesse constante (V) sur un tapis roulant pendant une heure. La vitesse V était déterminée au cours de la mise en accélération du tapis roulant. Pour chaque sujet, cette vitesse V de défilement du tapis roulant correspondait au moment où la fréquence cardiaque FC atteignait 75% de la fréquence cardiaque maximale théorique FMT, avec FMT = 210 û (A2e ). La vitesse V de défilement du tapis roulant était alors maintenue constante pendant toute la période d'observation et de mesure (1 heure). Six sujets (A à F) portaient le dispositif 14 uniquement pendant la deuxième demi-heure, tandis que six sujets (G à L) portaient le dispositif 14 uniquement pendant la première demi-heure. De cette façon, il était alors possible d'écarter un effet de séquence. Principaux paramètres cardio-respiratoires enregistrés en continu pendant la période d'observation (1 heure de course sur tapis roulant) : - débit ventilatoire (VE), exprimé en L/min ; - volume courant au cours d'un cycle respiratoire (VTex), exprimé en L ; - fréquence respiratoire (FR), exprimée en nombre de cycles respiratoires/min ; - consommation en oxygène (VO2), exprimée en mL/min ; et - production de gaz carbonique (VCO2), exprimée en mL/min. Les résultats sont présentés pour chaque sujet et exprimés en valeur moyenne +/- déviation standard (Moy +/- SD), et sont exposés dans le tableau de la Figure 5. La différence entre les grandeurs mesurées avec et sans le dispositif 14 d'assistance au balancement des bras est établie à l'aide d'un test de t-Student pour valeurs appariées (avec/sans dispositif). Une différence était retenue comme significative quand le test statistique montrait une probabilité d'identité inférieure à 5% (2 On pense que le bénéfice en terme d'économie énergétique peut être expliqué par le report du poids des bras sur le cou grâce au dispositif 14 ou au vêtement 28 d'assistance au balancement des bras. On obtient ainsi le relâchement de l'ensemble de la musculature du haut du corps, notamment les trapèzes, deltoïdes, biceps et muscles des bras et avant- bras, sans pour autant restreindre le mouvement naturel des membres supérieurs. La consommation en oxygène est le reflet mesurable de la dépense énergétique au cours de l'exercice physique. On met donc en évidence une diminution de cette consommation de 83 +/- 40 mL/min soit 3,42 % (p L'invention propose donc un dispositif et un vêtement d'assistance au balancement des bras lors d'un effort physique qui permettent de diminuer la dépense énergétique du balancement des bras au profit de l'effort physique de déplacement proprement dit. De plus, le port du dispositif ou du vêtement n'est pas contraignant et apporte même une sensation agréable de confort sur le cou. Une première utilisation du dispositif ou du vêtement est donc destinée à des sportifs pratiquant la marche à pied, la course à pied, le marathon ou encore l'athlétisme. L'utilisation du dispositif ou du vêtement d'assistance au balancement des bras peut être, à terme, être homologuée par les pouvoirs sportifs, dans la mesure où il s'agit d'une aide passive et non dopante. Une deuxième utilisation du dispositif et du vêtement selon l'invention pourrait être destinée à des personnes souffrant de problèmes cardio- respiratoires, en les aidant, par l'amélioration de leurs possibilités d'oxygénation, dans leur vie quotidienne, dans leurs loisirs et bien entendu en augmentant leurs performances (en vitesse et/ou en distance). En variante, les manchons sont fabriqués à partir de mousse. Dans une autre variante, les manchons possèdent une bande velcro, des agrafes ou encore des boutons de manière à s'ajuster à la taille des poignets de l'utilisateur. Toujours en variante, les fils reliant les manchons à la bande sont réglables en longueur. En variante encore, les manchons sont disposés sur les avant-bras de l'utilisateur. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les moyens de fixation comportent deux gants disposés sur chaque main de l'utilisateur. REVENDICATIONS1.- Dispositif (14, 32) d'assistance au balancement des bras lors d'un effort physique, caractérisé en ce qu'il comprend une pièce de support (16, 34) destinée à être disposée derrière le cou, des moyens (18, 36) de suspension des bras reliés à chaque extrémité latérale (44) de la pièce de support (16, 34), et des moyens de fixation (20, 38) adaptés pour être fixés aux avant-bras, aux poignets ou aux mains, de manière à mettre les bras en suspension dans une position pliée. 2.- Dispositif (14, 32) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de fixation (20, 38) comportent deux manchons (26, 50) destinés à être disposés sur les avant-bras, les poignets ou les mains. 3.- Dispositif (14) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la pièce de support (16) et les moyens de suspension (18) forment une sangle continue (22) qui s'étend d'un bras à l'autre en passant derrière le cou. 4.- Dispositif (14) selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de fixation (20) sont formés par les parties d'extrémité (24) de la sangle (22). 5.- Dispositif (14) selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les moyens de suspension (18) sont venus de matière avec la pièce de support (16). 6.- Dispositif (32) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de suspension (36) comprennent deux fils (46) fixés chacun, par une extrémité, à une extrémité latérale (44) de la pièce de support (34) et, par une autre extrémité, aux moyens de fixation (38). 7.- Dispositif (32) selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque fil (46) est fixé à la pièce de support (34) à proximité de la clavicule par un mousqueton (48). 8.- Dispositif (14, 32) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens adaptés pour permettre à l'utilisateur (10) de libérer ses bras du dispositif (14, 32). 9.- Vêtement (28) d'assistance au balancement des bras lors d'un effort physique, caractérisé en ce qu'il comprend une partie de support (42) destinée à être portée derrière le cou et un dispositif (32) selon l'une quelconque desrevendications 1 à 8, la pièce de support (34) étant solidaire de la partie de support (42). 10.- Utilisation du dispositif (14, 32) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 ou du vêtement (28) selon la revendication 9 pour assister au balancement des bras lors d'un effort sportif, notamment une marche ou une course à pied. 11.- Utilisation du dispositif (14, 32) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 ou du vêtement (28) selon la revendication 9 pour améliorer le confort de vie au quotidien d'une personne souffrant de problèmes cardio- respiratoires.