Brevet FR2947460A1 — publié le 20110107

-1- PLANCHE DE GLISSE SUR NEIGE Domaine technique L'invention se rattache au domaine de la fabrication des planches de glisse sur neige, et plus particulièrement des skis alpins. Elle concerne plus spécifiquement les skis dont le relevé de planche, c'est-à-dire la spatule ou le talon sont élargis pour améliorer la portance de la planche. Elle vise plus particulièrement une architecture de la structure interne de telles planches, destinée à en améliorer le comportement et en faciliter la conduite. Dans la suite de la description, l'invention pourra être décrite en relation plus spécifiquement avec le relevé situé au niveau de l'extrémité avant, autrement dit la spatule, mais il va de soi que les mêmes caractéristiques peuvent être transposées au niveau du relevé arrière de la planche, autrement dit le talon, en adaptant bien entendu les proportions et dimensions. Techniques antérieures De façon générale, on définit le relevé de la planche comme étant la partie du ski située entre la ligne de contact, définie de façon normalisée, et le point extrême du ski. Les relevés de planche sont généralement appelés � spatule � et � talon � lorsqu'il concerne les extrémités respectivement avant et arrière. La tendance à un raccourcissement des planches pour en faciliter la maniabilité, combinée à l'adaptation pour la pratique du ski dans des neiges poudreuses, a 25 conduit à définir des géométries particulières de la spatule et du talon. Antérieurement, et comme décrit dans le document DE2556841, les skis possédaient une ligne de cote telle qu'ils présentaient à un point de largeur maximale sensiblement au niveau de la ligne de contact avant, cette largeur 30 diminuant progressivement au-delà de la ligne de contact avant pour former la spatule. Puis, afin d'améliorer la portance, on a eu tendance à repousser vers 2947460 -2- l'avant le point de largeur maximale de la planche qui se trouve ainsi, comme illustré dans le document EP 1 410 826 au-delà de la ligne de contact avant. Toutefois, cet élargissement en spatule (ou bien encore en talon), dicté par des 5 considérations de portance, peut avoir des conséquences négatives sur le comportement de la planche. En effet, classiquement, un ski comporte une structure interne composée d'un noyau qui ne possède pas intrinsèquement des propriétés mécaniques de haute ténacité, mais qui permet d'écarter de la fibre neutre des couches de renforcement mécanique. Ces couches de renforcement 10 peuvent être de nature variée, et réalisées à base de métal ou bien encore de renforts fibreux imprégnés d'une résine thermodurcissante. Pour des raisons pratiques permettant de faciliter le procédé de fabrication, il est fréquent que la couche de renforcement se prolonge jusqu'à l'extrémité de la spatule. Cette construction présente toutefois un inconvénient majeur dans le cas des skis pour 15 lesquels le point de largeur maximal est situé en avant de la ligne de contact avant. En effet, la surface accrue de la spatule pour les skis de ce type fait que la présence de la couche de renforcement en augmente la rigidité, tant en flexion qu'en torsion. Ainsi, l'avantage constaté en termes de portance sur des neiges poudreuses se transforme en inconvénient pour les neiges plus dures, puisqu'à cause de sa rigidité 20 la spatule peut modifier la déformation nécessaire en particulier lors de la prise de virage. Une solution a été proposée dans le document EP1 902 758 qui consiste à réaliser en extrémité du ski une fente autorisant la déformation différenciée des deux côtés de la spatule. Cette solution n'est pas réellement satisfaisante, dans la mesure où si elle diminue un peu la valeur en torsion de la spatule, elle n'a quasiment pas d'impact sur sa rigidité en flexion. En outre et surtout, la complexité mécanique d'une telle solution est une source importante de fragilité du ski, qui la rend très difficilement exploitable. 2947460 -3- L'invention vise donc à améliorer le comportement en raideur en flexion et en torsion de skis qui possèdent une spatule qualifiée de large, c'est-à-dire qui s'élargit encore au-delà de la ligne de contact avant. 5 Exposé de l'invention L'invention concerne donc une planche de glisse sur neige se rattachant à la famille des planches qui possèdent à proximité d'une de ses extrémités avant et/ou arrière de largeur maximale située au-delà de la ligne de contact avant et/ou arrière, ligne au-delà de laquelle se définit le relevé de la planche. De même, cette 10 planche comporte une structure interne qui inclut un noyau qui s'étend sur la majeure partie de la planche, ainsi qu'au moins une couche de renforcement mécanique qui repose directement ou indirectement au dessus ou au dessous du noyau, et qui se prolonge à l'intérieur du relevé de la planche, au-delà de la ligne de contact avant, ou arrière le cas échéant. 15 Conformément à l'invention, la planche se caractérise en ce qu'au moins une des couches de renforcement présente un point longitudinal extrême située à un niveau intermédiaire entre l'extrémité du noyau et le point extrême du relevé de la planche. Complémentairement, dans une zone comprise entre la ligne de contact, 20 avant ou arrière selon les cas, et le point de largeur maximale de la planche, cette couche de renforcement présente une section globale, mesurée dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal de la planche, qui est globalement décroissante en se déplaçant vers le point extrême du relevé. 25 Autrement dit, l'invention consiste à définir une géométrie de l'extrémité de la couche de renforcement de telle sorte qu'elle n'occupe pas l'intégralité de la surface de la spatule, mais au contraire, une proportion maitrisée de cette spatule de telle sorte que l'impact sur la rigidité en flexion et/ou en torsion soit optimisé. Ainsi, contrairement à la planche elle-même qui s'élargit entre la ligne de contact 30 avant et son point de largeur maximale, la couche de renforcement s'étroitise sur tout ou partie de cette région pour diminuer l'impact de ces propriétés mécaniques intrinsèques sur la raideur de la spatule. Ainsi, la quantité de matière de la couche 2947460 -4- de renforcement, mesurée par la section de la couche de renforcement selon un plan transversal, diminue progressivement en se rapprochant de l'extrémité de la planche. L'invention permet donc de modifier le comportement du ski sur la carre lors des virages, lors de la sollicitation de la zone de la spatule située entre le point 5 de contact avant et le point le plus large de la spatule. Diverses géométries peuvent être adoptées pour aboutir à cette diminution globale de la quantité de l'élément de renforcement présente dans la spatule. 10 Et ainsi, dans une première variante de réalisation, c'est la largeur globale de la couche de renforcement, toujours mesurée transversalement qui diminue lorsque l'on se rapproche de l'extrémité de la planche. Dans une autre variante de réalisation, les bords de la couche de renforcement peuvent ne pas se rapprocher, mais au contraire s'écarter, typiquement suivant la ligne de cote de la spatule dans 15 la zone caractéristique. Dans ce cas, la quantité de matière est réduite par un évidement central, définissant globalement une section en diminution en se déplaçant en direction de l'extrémité de la planche. Bien entendu, la décroissance de la section est qualifiée de � globale � pour couvrir 20 les cas de figure où le profil de la couche de renforcement n'est pas totalement convexe, mais présente certaines irrégularités de faible amplitude, au regard des dimensions de la zone caractéristique, qui s'étend depuis un point situé en avant de la ligne de contact avant jusqu'à un point situé en arrière de la ligne de plus forte largeur de la planche. 25 En pratique, le point longitudinal extrême de la couche de renforcement peut être situé soit à proximité immédiate du point de largeur maximale de la spatule, ou bien encore au-delà ou en-deçà de ce niveau, en fonction des propriétés mécaniques que l'on souhaite pour la spatule. Dans le cas où le renfort présente un profil courbe régulier, et dont la largeur diminue progressivement en se dirigeant vers la planche, cette couche de 30 2947460 -5- renforcement présente au niveau de son point longitudinal extrême une tangente perpendiculaire à l'axe longitudinal de la planche. D'autres géométries peuvent être adoptées dans lesquelles le profil de la couche de renforcement peut être symétrique ou non. 5 Selon une autre caractéristique de l'invention, la planche peut comporter un élément de remplissage, présent au-delà de la couche de renforcement caractéristique. Cet élément de remplissage possède une épaisseur sensiblement égale à celle de la couche de renforcement, et présente un profil arrière qui épouse 10 le profil avant de la couche de renforcement. Autrement dit, cet élément de remplissage prolonge le volume occupé par la couche de renforcement, mais avec un matériau qui présente des propriétés mécaniques moindres, afin de ne pas rigidifier l'avant de la spatule. Ce matériau peut par exemple être à base d'un élastomère, ou de fibres de verres non tissées, ou encore d'un matériau 15 synthétique. Dans une variante de réalisation, le relevé de planche peut présenter un échelon d'épaisseur au niveau du bord de la couche de renforcement caractéristique. Autrement dit, au-delà de la couche de renfort, l'épaisseur de la planche est réduite 20 en conséquence du fait de l'absence de la matière de la couche de renforcement. Dans le cas où la couche de renforcement caractéristique est située au dessus du noyau, la planche de glisse présente une diminution d'épaisseur visible sur la face supérieure de la planche. A l'inverse, si la couche de renforcement est située en dessous du noyau, la planche de glisse présente une diminution d'épaisseur visible 25 dans la semelle de la planche. La progressivité de la variation des propriétés mécaniques, en se dirigeant en direction de l'extrémité de la planche peut être accentuée et améliorée par l'emploi d'une seconde couche de renforcement mécanique, qui présente un point extrême 30 situé en-deçà du point longitudinal extrême de la première couche de renforcement. Cet effet peut être renforcé en augmentant encore le nombre de couches de renfort, et en assurant un décalage longitudinal des points -6- longitudinaux extrêmes de chacune de ces couches de renforcement dont la section globale est également décroissante. Autrement dit, les propriétés mécaniques de la planche, et en particulier de la spatule résultent de la superposition de différentes couches, qui s'interrompent progressivement à des niveaux étagés. De préférence, la couche de renforcement la plus longue est celle située la plus proche du noyau, et la longueur des autres couches diminue progressivement lorsqu'on s'écarte du noyau. 10 Description sommaire des figures La manière de réaliser l'invention, ainsi que les avantages qui en découlent ressortiront bien de la description des modes de réalisation qui suivent, à l'appui des figures indexées dans lesquelles : - les figures 1 et 2 sont des vues générales schématiques respectivement de dessus 15 et de côté d'un ski conforme à l'invention ; - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale de la spatule d'un ski réalisée conformément au premier mode d'exécution de l'invention ; - la figure 4 est une vue de dessus schématique de la spatule de la figure 3 ; - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale de la spatule d'un ski réalisée 20 conformément au deuxième mode d'exécution de l'invention ; - la figure 6 est une vue de dessus schématique de la spatule de la figure 5 ; - la figure 7 est une vue de dessus illustrant un troisième mode d'exécution de l'invention ; - la figure 8 est une vue de dessus d'une spatule d'un ski comportant une couche 25 de renforcement selon une variante de géométrie. Il va de soi que les dimensions et les proportions des différentes couches représentées dans les figures ne sont données que dans le but de faciliter la compréhension de l'invention, et peuvent s'écarter des dimensions et proportions 30 réelles. 2947460 -7- Manières de réaliser l'invention Comme déjà évoqué, l'invention se rattache à la famille des planches de glisse et plus particulièrement les skis alpins qui présentent une spatule et/ou un talon de grande superficie. Plus précisément, et comme illustrée à la figure 1, le ski 1 5 possède une spatule 2 définie en avant de la ligne de contact avant 3, le ski étant mis à plat. En avant de cette ligne de contact avant 3, la spatule 2 présente une largeur qui est maximale au niveau de la ligne dite de � largeur maximale � 4. Symétriquement, bien que dans des proportions différentes au niveau des dimensions, le relevé de planche à l'arrière du ski, à savoir le talon 7, est défini en arrière de la ligne de contact arrière 8. Il peut présenter une ligne de largeur maximale 9 située également en arrière de la ligne de contact arrière 8. Plus précisément, et dans un exemple de réalisation illustré à la figure 3, la spatule 15 2 est réalisée par l'assemblage des couches suivantes. Tout d'abord, la semelle 11 forme la couche inférieure, qui vient au contact direct de la neige. La planche comprend également un noyau 12, qui peut être un noyau pré-usiné, ou bien encore un noyau injecté in situ. Entre le noyau 12 et la semelle 20 11 sont présents un ou plusieurs en renfort 13, 14, comme illustré à la figure 3. Ces renforts peuvent être à la base de tôles métalliques, de renforts fibreux imprégnés d'une résine thermodurcissante. Il est bien entendu possible de combiner différents renforts de composition analogue ou distincte. Dans la forme illustrée, les couches de renfort inférieures 13, 14, présentent une géométrique analogue à celle de la 25 semelle, et s'étendent donc jusqu'à l'extrémité 6 de la spatule. Comme illustré à la figure 3, le noyau 12 s'étend jusqu'à proximité de la ligne de contact avant 4. Au-delà, un élément de remplissage 15 prolonge le volume du noyau 12 en reposant sur la couche de renforcement 14, et ce jusqu'à l'extrémité 6 30 de la spatule. Cet élément peut être un élastomère pour assurer la résistance de la spatule vis-à-vis des grandes déformations. 2947460 -8- Conformément à l'invention, le ski possède une couche de renforcement 20 qui s'étend au-delà de l'extrémité 16 du noyau 12. Tel qu'on peut l'observer à la figure 4, le profil avant 21 du renfort 20 présente une forme courbe et convexe de telle sorte que la largeur L du renfort 20, mesurée transversalement, c'est-à-dire 5 perpendiculairement à l'axe longitudinal du ski est décroissante, en se dirigeant vers l'extrémité 6 de la planche. Etant donné la forme extérieure de ce profil la largeur L est alors équivalente à la valeur de la section globale. Dans la forme illustrée à la figure 4, cette largeur L est décroissante depuis sensiblement la ligne de contact avant 3, jusqu'à proximité de la ligne de largeur 10 maximale 4, en représentant un point de tangence 24 sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal. Au-delà du bord avant 21 de la couche de renforcement 20, la structure de la planche comporte un élément de remplissage 25, d'une épaisseur sensiblement analogue à celle de la couche de renforcement 20, afin que l'interruption de la couche de renforcement 20 ne modifie pas l'épaisseur globale de la planche. En pratique, cet élément de remplissage 25 peut être en un matériau du type caoutchouc ou autre, et donc de préférence présente des propriétés mécaniques faiblement rigides. Le profil du bord 21 de la couche de renforcement 20 est étudié pour obtenir une raideur en flexion et en torsion de la spatule qui soit optimisée, et en particulier diminuée. Ainsi, le niveau à partir duquel la largeur L de la couche de renforcement 20 diminue peut varier et être positionné plus ou moins en avant de l'extrémité 16 du noyau, selon que l'on souhaite diminuer ou non la raideur en flexion. De même, le point longitudinal extrême 24 de la couche de renforcement 20 peut également être positionné plus ou moins loin, en arrière ou en avant du point de largeur maximale, aligné sur l'axe longitudinal, ou encore décalé par rapport à ce dernier. Comme illustré à la figure 3, la couche de renforcement 20 reçoit une seconde couche de renforcement 30 qui possède également un profil 31 courbe. Ce profil 31 est tel que l'extrémité 34 du renfort se trouve à proximité de la ligne de contact avant 3, à proximité également de l'extrémité 16 du noyau 12. Cette seconde 2947460 -9- couche de renforcement 30 est recouverte comme illustré à la figure 3 d'une couche de renforcement 40, typiquement à base d'un matériau fibreux imprégné d'une résine, et qui épouse le décrochement 35 formé par l'extrémité du renfort 30. Cette couche de renforcement 40 se prolonge jusqu'à l'extrémité de la planche. Ce 5 renfort 40 est recouvert d'une couche 45 de décoration et de protection qui s'étend bien entendu jusqu'à l'extrémité 6 de la planche. Dans un deuxième exemple illustré aux figures 5 et 6, la structure de la planche est analogue, et diffère de l'exemple des figures 3 et 4 par le fait que la zone de 10 diminution de la largeur de la couche de renforcement 120 est moins étendue. En effet, cette diminution ne débute pas directement au niveau du point de la ligne de contact avant, mais à un niveau 125 intermédiaire. Ainsi, directement en avant du point de contact avant 3, le profil 122 de la couche de renforcement 120 fait que la largeur de cette dernière est légèrement croissante. Complémentairement, et 15 comme illustré à la figure 5, l'interruption de la couche de renforcement 120 provoque un échelon 126 d'épaisseur sur la face supérieure de la planche, puisqu'aucun élément de remplissage n'est prévu plus avant que la couche de renforcement 120. 20 Bien entendu, de multiples variantes de l'invention peuvent être déclinées. Ainsi, comme illustré à la figure 7, la planche peut comporter trois renforts successifs 201, 202, 203 qui présentent chacun une zone de diminution progressive de largeur 210, 211, 212. Ces trois renforts présentent chacun un point longitudinal extrême 205, 206, 207 qui sont sensiblement répartis et décalés longitudinalement. Ces 25 différents renforts peuvent être soit directement superposés, soit séparés entre eux par d'autres couches de renforcement qui s'étendent quant à elles jusqu'à l'extrémité 6 de la planche, ou bien encore par des éléments de remplissage sans influence majeure sur les propriétés mécaniques de la planche. Ces différentes couches de renforcement peuvent également être réparties au-dessus et en-dessous 30 du noyau en fonction de propriétés mécaniques recherchées. 2947460 -10- D'autres variantes peuvent également être envisagées en ce qui concerne la géométrie des renforts. Si, comme illustré à la figure 8, la couche de renforcement 300 présente vers un profil 301 qui suit la ligne de cote 320 dans la zone située directement en avant de la ligne de contact avant 3. La largeur globale du renfort a 5 donc tendance à ce niveau à augmenter pour suivre la largeur de la planche. Cependant, au-delà des points longitudinaux extrêmes 304, 305, situés à proximité de la ligne de cote 320, l'avant de la couche de renforcement 300 présente une découpe 306 en V ou analogue, qui possède un point central 307 situé en retrait longitudinalement par rapport aux points longitudinaux extrêmes latéraux 304, 10 305. Il s'ensuite que la section de la couche de renforcement 300, mesurée dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal de la planche est décroissante lorsque l'on se déplace du point singulier 307 jusqu'aux points longitudinaux extrêmes 304, 305. Cette section peut, à épaisseur constante, s'évaluer par la somme des largeurs L1, L2 des deux branches 310, 311 de l'avant de la couche de renforcement 300. 15 Une telle géométrie permet de diminuer la raideur en torsion et en flexion dans des proportions distinctes. Des combinaisons des différents profils exposés peuvent être réalisées en fonction des propriétés mécaniques recherchées. Par les variantes non illustrées au figures, 20 on peut prévoir que le profil de l'extrémité de la couche de renforcement ne soit pas symétrique, c'est-à-dire que le point extrême n'est pas aligné sur l'axe longitudinal du ski, mais décalé transversalement par rapport à cet axe. Il ressort de ce qui précède que la structure interne des planches conformes à 25 l'invention permet de combiner au niveau d'une spatule (ou du talon) de bonnes propriétés de raideur en flexion et en torsion, avec des propriétés de portance améliorées. Il est important de noter que l'on permet ainsi de régler, et en particulier de diminuer la raideur en torsion et en flexion, principalement dans la zone située entre le point de contact avant et le point le plus large, zone sollicitée 30 lors de l'évolution sur la carre du ski. REVENDICATIONS1/ Planche de glisse (1) sur neige présentant à proximité d'une de ces extrémités avant (6) et/ou arrière (7), un point de largeur maximale (4.9) situé au-delà de la ligne de contact avant (3) et/ou arrière (8), au-delà de laquelle est définie le relevé de la planche, ladite planche comportant une structure interne incluant : ^ un noyau (12) s'étendant sur la majeure partie de la planche; ^ et au moins une couche de renforcement mécanique (2) reposant directement ou indirectement sur ledit noyau (12), en se prolongeant à l'intérieur du relevé de la planche au-delà de la ligne de contact avant (4) et/ou arrière (8) caractérisée en ce que au moins une des couches de renforcement (20) présente un point longitudinal extrême (24) situé à un niveau intermédiaire entre l'extrémité (16) du noyau (12) et le point extrême (6) du relevé de la planche, et en ce que dans une zone définie entre la ligne de contact (3) et le point de largeur maximale (4), ladite couche de renforcement présente une section globale, mesurée dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal de la planche, qui est globalement décroissante en se déplaçant vers le point extrême (6) du relevé de la planche. 2/ Planche de glisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le point longitudinal extrême (24) de la couche de renforcement est situé à proximité immédiate du point de largeur maximale (4) de la planche. 3/ Planche de glisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le point longitudinal extrême (207) de la couche de renforcement (203) est situé au-delà du point de largeur maximale (4) de la planche. 4/ Planche de glisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le point 30 longitudinal extrême (205) de la couche de renforcement (201) est situé en-deçà du point de largeur maximale (4) de la planche. 2947460 -12- 5/ Planche de glisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que entre la ligne de contact et le point de largeur maximale, ladite couche de renforcement présente une largeur L qui est globalement décroissante. 5 6/ Planche de glisse selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un élément de remplissage (25), présent au-delà de ladite couche de renforcement (20), possédant une épaisseur sensiblement égale à celle de la couche de renforcement, et dont le profil arrière ou avant épouse le profil avant (21) ou arrière de ladite couche de renforcement (20). 10 7/ Planche de glisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le relevé de la planche présente un échelon d'épaisseur (126) au niveau du bord avant ou arrière de ladite couche de renforcement (120). 15 8/ Planche de glisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que les couches de renforcement sont réalisées à partir d'un matériau choisi dans le groupe comprenant les tôles métalliques et les renforts fibreux imprégnés d'une résine thermodurcissante. 20 9/ Planche de glisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le point longitudinal extrême de la couche de renforcement est aligné sur l'axe longitudinal de la planche. 10/ Planche de glisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le point 25 longitudinal extrême de la couche de renforcement est décalé transversalement par rapport à l'axe longitudinal de la planche. 11/ Planche de glisse selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une seconde couche (30) de renforcement mécanique, qui présente un point longitudinal (34) extrême situé en-deçà du point longitudinal extrême (24) de la première couche de renforcement. -13- 12/ Planche de glisse selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte plusieurs couches de renforcement 201, 202, 203 dont la section globale est décroissante entre la ligne de contact avant ou arrière et le point de largeur maximale, et qui présentent des points longitudinaux extrêmes (205, 206, 207) décalés longitudinalement les uns par rapport aux autres.