Brevet FR2928523A1 — publié le 20090918

CHAUSSURE EN MATERIAU COMPOSITE DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION L'invention est relative à une chaussure en matériau composite comportant une coque ayant un pourtour de découpe destiné au passage du pied et un collier. Le collier est fixé de manière pivotante sur la coque. La coque et le collier sont composés respectivement de plusieurs couches superposées de tissu en matériau composite bidirectionnel. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE L'utilisation de matériau composite pour la fabrication d'articles de sport, 10 notamment de chaussures de ski, est connue. Les propriétés intrinsèques des matériaux composites autorisent la fabrication de chaussures qui sont à la fois légères et très rigides. Les matériaux composites utilisés sont généralement constitués de fibres de carbone ou de fibres de verre. De préférence, les fibres sont agencées sous la 15 forme de tissu comprenant une partie des fibres orientées selon une première direction (trame) et une seconde partie des fibres orientées selon une seconde direction (chaîne). On parle alors de tissu bidirectionnel où une première partie des fibres est par exemple orientée à 90° par rapport à la seconde partie des fibres. 20 Les chaussures sont généralement réalisées en superposant plusieurs couches de tissu les unes sur les autres. Le nombre de couches est choisi en fonction de la résistance et/ou de la rigidité que l'on souhaite obtenir. En outre, un compromis doit être fait entre la résistance et le poids souhaité. Les matériaux composites sont généralement anisotropes par opposition aux 25 matériaux plastiques traditionnellement utilisés pour les chaussures de ski qui sont isotropes. La résistance et la rigidité sont beaucoup plus grandes dans le sens des fibres que dans les autres directions. L'orientation des fibres dans les tissus utilisés dans la fabrication conditionne la solidité des chaussures. L'utilisation des tissus bidirectionnels paraît indispensable pour obtenir des chaussures qui présentent des caractéristiques mécaniques satisfaisantes, notamment en terme de déformation. La prise en compte des propriétés d'anisotropie est essentielle pour la conception et le dimensionnement d'une structure en matériaux composites. A titre d'exemple, le comportement d'une chaussure réalisée avec des matériaux composite sera très différent de celui d'une chaussure ayant une géométrie sensiblement identique mais possédant une structure isotrope. Par ailleurs, grâce à l'anisotropie des matériaux composites, il est possible de disposer les matériaux en fonction des états de chargement en chaque point, ce qui permet une réduction importante de la quantité de matière et donc du poids. Cependant, compte tenu des rigidités importantes des chaussures réalisées en matériau composite et notamment en fibres de carbone, lesdites chaussures présentent des zones de fracture et/ou de rupture. Certaines zones des chaussures, notamment les chaussures de ski de randonnée sont sollicitées en flexion. En effet, les chaussures de ski de randonnée sont aussi utilisées pour la marche au cours de la montée. La chaussure travaille alors en flexion au niveau de l'articulation entre les phalanges et les métatarsiens (articulation métatarsophalangienne). Des casses peuvent alors se produire en montée et/ou en descente. Une augmentation du nombre de couches de tissu permettrait de garantir une meilleure solidité de la chaussure dans ces zones. Cependant, cette solidité accrue se fait au détriment du confort de l'utilisateur. En effet une chaussure trop rigide devient difficilement supportable pour des utilisations de plusieurs heures. En outre, les chaussures de ski fabriquées en matériau composite présentent plus particulièrement des zones de fragilité au niveau des zones de découpe de la coque, notamment au niveau du pourtour de découpe de la coque. Le pourtour de découpe de la coque définit une ouverture pour le passage du pied. Ce problème se rencontre aussi au niveau du collier lorsque que ce dernier est aussi réalisé en matériau composite. La découpe des fibres des tissus augmente le risque d'amorce de rupture. Le pourtour de découpe est une zone particulièrement sensible au risque d'amorce rupture. Une trop grand rigidité de certaines zones de la chaussure combinée à la présence de zone d'amorces de rupture, peut donner naissance à des fissures se propageant dans la chaussure. Ces fissures se propagent de préférence le long des trames et/ou des chaînes des tissus constituant la chaussure. EXPOSE DE L'INVENTION L'invention vise donc à remédier aux inconvénients de l'état de la technique, de manière à proposer une chaussure en matériau composite fiable, rigide et légère. La coque de la chaussure en matériau composite selon l'invention comprend au moins une bande de renfort en matériau composite positionnée le long du pourtour de découpe, ladite bande comprenant au moins un fil en matériau composite disposé sensiblement parallèlement audit pourtour. De préférence, ladite au moins une bande de renfort s'étend d'une zone arrière de la coque vers une zone avant de la coque. De préférence, deux bandes de renfort s'étendent respectivement au niveau du pourtour le long d'une des faces latérales de la coque. De préférence, ladite au moins une bande de renfort est disposée sur tout le pourtour de découpe de la coque. Selon un mode de développement de l'invention, la bande de renfort comporte plusieurs fils en matériau composite, les fils étant disposés cote à cote les uns par rapport aux autres. Avantageusement, ladite au moins une bande de renfort est positionnée entre deux couches de tissu en matériau composite bidirectionnel constituant la coque. Avantageusement, ladite au moins une bande de renfort est positionnée sur une couche de tissu externe constituant la coque. Avantageusement, ladite au moins une bande de renfort est positionnée sur une couche de tissu interne constituant la coque. Selon un mode développement de l'invention, une première bande de renfort est 5 positionnée sur une couche de tissu interne et une seconde bande de renfort est positionnée sur une couche de tissu externe. Selon un mode développement de l'invention, chaque face latérale de la coque comporte une zone médiane placée entre la zone arrière et la zone avant, lesdites zones médianes étant composées d'une superposition au moins une première et 10 une seconde couches de tissu bidirectionnel, la première couche de tissu comportant une trame et une chaîne décalées respectivement par rapport à la trame et la chaîne de la seconde couche de tissu. De préférence, la trame et la chaîne de la première couche de tissu sont décalées respectivement de plus de 15° par rapport la trame et la chaîne de la 15 seconde couche de tissu. De préférence, le collier comporte un pourtour de découpe ayant au moins une bande de renfort, ladite bande comprenant au moins un fil en matériau composite disposé sensiblement parallèlement audit pourtour. Avantageusement, le matériau composite bidirectionnel comporte des fibres de 20 carbone. Selon un mode développement de l'invention, la coque comporte des moyens de fixation destinés à collaborer avec une fixation de ski. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la 25 description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et représentés aux dessins annexés sur lesquels : La figure 1 présente une vue en perspective d'une chaussure selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention ; La figure 2 représente en coupe la coque d'une chaussure selon la figure 1 ; La figure 3 présente une vue de détail d'une superposition d'au moins une première et une seconde couches de tissu bidirectionnel constituant la zone médiane d'une coque de chaussure selon la figure 1. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION Selon un premier mode préférentiel de réalisation de l'invention présenté sur la figure 1, la chaussure en matériau composite 1 comporte une coque 2 ayant un pourtour de découpe 21 destiné au passage du pied. Cette coque 2 est composée de plusieurs couches de tissu en matériau composite superposées. Les couches de tissu possèdent de préférence une trame et une chaîne perpendiculaire entre eux. Pour une chaussure de ski, afin d'obtenir une rigidité suffisante, au moins trois couches de tissus sont de préférence utilisées. Cette superposition de couches de tissu permet d'assurer une résistance à des impacts, notamment à des impacts contre des pierres. Les tissus se composent généralement des tissus bidirectionnels. Le matériau composite bidirectionnel comporte de préférence des fibres de carbone. La coque s'étend selon une direction axiale Z et comporte deux faces latérales reliées entre elles par une semelle. La semelle comporte de préférence des renforts crantés en matériau plastique (non représentés). Ces renforts sont généralement collés et permettent une meilleure adhérence de la chaussure sur le sol. La coque de la chaussure est liée à un collier 3. Le collier est fixé de manière pivotant 32 sur la coque 2. Ce pivotement du collier par rapport à la coque permet d'utiliser la chaussure pour la marche à pied. Le collier 3 est composé de plusieurs couches superposées de tissu en matériau composite bidirectionnel. Le collier 3 est utilisé avec ou sans sangle de serrage pour maintenir la cheville et/ou le mollet solidaires de la chaussure. La coque 2 comporte au moins une bande de renfort 5 en matériau composite positionnée le long du pourtour de découpe 21. Ladite bande comprend au moins un fil 51 en matériau composite disposé sensiblement parallèlement audit pourtour. Ladite au moins une bande de renfort 5 s'étend d'une zone arrière 22 de la coque vers une zone avant 24 de la coque 2. La zone arrière 22 se situe sensiblement au niveau du talon tandis que la zone avant 24 est située au niveau de phalanges du pied. Chaque face latérale de la coque 2 comporte une zone médiane 23 placée entre la zone arrière 22 et la zone avant 24. La zone médiane de chaque face latérale de la coque est généralement délimitée d'une part par la zone d'articulation métacarpophalangienne 26 et d'autre par le point de pivot 32 entre le collier 3 et la coque 2. Selon une premier mode particulier de réalisation de l'invention tel que représenté sur le figure 1, ladite au moins une bande de renfort 5 est disposée sur tout le pourtour de découpe 21 de la coque 2. Selon une autre mode particulier de réalisation de l'invention, la coque 2 comporte deux bandes de renfort 5. Chaque bande 5 s'étend respectivement au niveau du pourtour de découpe 21 le long d'une des faces latérales de la coque 2. Chaque bande de renfort 5 s'étend sur toute la zone médiane 23 et déborde un peu sur les zones arrière et avant 22, 24. La bande de renfort 5 comporte de préférence plusieurs fils 51 en matériau composite. Les fils 51 sont disposés cote à cote les uns par rapport aux autres. On utilisera de préférence un tissu unidirectionnel ayant l'avantage d'être plus résistant aux efforts de traction, compression et flexion qu'un tissu bidirectionnel. Le tressage d'un tissu bidirectionnel n'est pas favorable à la reprise des efforts de compression ou de traction. Le tissu unidirectionnel grâce à la rectitude de ces fibres a de très bonnes propriétés mécaniques dans le sens des fibres. Cette bande de renfort 5 a pour fonction de limiter le risque d'amorce de déchirement qui peut se produire sur le pourtour de découpe 21 de la coque 2. A titre d'exemple de réalisation, la largeur de la bande de renfort 5 est comprise entre 5 et 30 millimètres. De préférence le ou les fils 51 de la bande de renfort 5 sont des fils de carbone. Selon un mode préférentiel de réalisation de l'invention tel que représenté sur la figure 2, une première bande de renfort 5 est positionnée sur une couche de tissu interne de la coque 2 et une seconde bande de renfort 5 est positionnée sur une couche de tissu externe de la coque 2. Selon des variantes de réalisation, ladite au moins une bande de renfort 5 peut être positionnée entre deux couches de tissu en matériau composite bidirectionnel constituant la coque 2. Ladite au moins une bande de renfort 5 peut être aussi seulement positionnée sur une couche de tissu externe ou sur une couche de tissu interne de la coque 2. Selon un mode particulier de réalisation, les zones médianes 23 sont de préférence composées d'une superposition au moins une première couches de tissu bidirectionnel comportant une trame et une chaîne décalées respectivement par rapport à la trame et la chaîne d'une au moins seconde couche de tissu. A titre d'exemple de réalisation, comme représenté sur la figure 3, la trame et la chaîne de la première couche de tissu sont décalées respectivement de plus de 15° par rapport la trame et la chaîne de la seconde couche de tissu. Selon un mode particulier de réalisation, le collier 3 comporte un pourtour ayant au moins une bande de renfort 5 comprenant au moins un fil 51 en matériau composite disposé sensiblement parallèlement audit pourtour. Selon une variante de réalisation, la chaussure en matériau composite comporte 25 une coque 2 ayant des moyens de fixation 28A, 28B destinés à collaborer avec une fixation de ski. REVENDICATIONS 1. Chaussure en matériau composite (1) comportant une coque (2) ayant un pourtour de découpe (21) destiné au passage du pied et un collier (3) fixé de manière pivotante (32) sur la coque (2), la coque (2) et le collier (3) étant composés respectivement de plusieurs couches superposées de tissu en matériau composite bidirectionnel, chaussure caractérisée en que la coque (2) comporte au moins une bande de renfort (5) en matériau composite positionnée le long du pourtour de découpe (21), ladite bande comprenant au moins un fil (51) en matériau composite disposé sensiblement parallèlement audit pourtour. 2. Chaussure en matériau composite selon la revendication 1, caractérisée en que ladite au moins une bande de renfort (5) s'étend d'une zone arrière (22) de la coque (2) vers une zone avant (24) de la coque (2). 3. Chaussure en matériau composite selon la revendication 2, caractérisée en qu'elle comporte deux bandes de renfort (5), chaque bande (5) s'étendant respectivement au niveau du pourtour de découpe (21) le long d'une des faces latérales de la coque (2). 4. Chaussure en matériau composite selon la revendication 2, caractérisée en que ladite au moins une bande de renfort (5) est disposée sur tout le pourtour de découpe (21) de la coque (2). 5. Chaussure en matériau composite selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en que la bande de renfort (5) comporte plusieurs fils (51) en matériau composite, les fils (51) étant disposés cote à cote les uns par rapport aux autres. 6. Chaussure en matériau composite quelconque des revendications précédentes, caractérisée en que ladite au moins une bande de renfort (5) est positionnée entre deux couches de tissu en matériau composite bidirectionnel constituant la coque (2). 8 7. Chaussure en matériau composite quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en que ladite au moins une bande de renfort (5) est positionnée sur une couche de tissu externe constituant la coque (2). 8. Chaussure en matériau composite quelconque des revendications 1 à 5, 5 caractérisée en que ladite au moins une bande de renfort (5) est positionnée sur une couche de tissu interne constituant la coque (2). 9. Chaussure en matériau composite la revendication 7 ou 8, caractérisée en que une première bande de renfort (5) est positionnée sur une couche de tissu interne et une seconde bande de renfort (5) est positionnée sur une couche de 10 tissu externe. 10. Chaussure en matériau composite selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque face latérale de la coque (2) comporte une zone médiane (23) placée entre la zone arrière (22) et la zone avant (24), lesdites zones médianes (23) étant composées d'une superposition 15 au moins une première et une seconde couches de tissu bidirectionnel, la première couche de tissu comportant une trame et une chaîne décalées respectivement par rapport à la trame et la chaîne de la seconde couche de tissu. 11. Chaussure en matériau composite selon la revendication 10, caractérisée en 20 ce que la trame et la chaîne de la première couche de tissu sont décalées respectivement de plus de 15° par rapport la trame et la chaîne de la seconde couche de tissu. 12. Chaussure en matériau composite selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en que le collier (3) comporte un pourtour de 25 découpe ayant au moins une bande de renfort (5), ladite bande comprenant au moins un fil (51) en matériau composite disposé sensiblement parallèlement audit pourtour. 13. Chaussure en matériau composite selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en que le matériau composite bidirectionnel comporte des fibres de carbone. 14. Chaussure en matériau composite selon l'une quelconques des revendications 5 précédentes, caractérisée en ce que la coque (2) comporte des moyens de fixation (28A, 28B) destinés à collaborer avec une fixation de ski.