Brevet FR2947459A1 — publié le 20110107

SYSTÈME DE PROTECTION À COUSSINS D'AIR DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001]L'invention se rapporte à un système de protection à coussins d'air pour protéger un utilisateur. [0002] L'invention se rapporte également à un vêtement de protection comportant un tel système de protection à coussins d'air. [0003]La présente invention concerne le domaine technique de la protection des personnes réalisant des activités susceptibles de provoquer des lésions au niveau du cou. Plus particulièrement, mais non exclusivement, l'invention concerne le domaine de la protection des personnes dotés d'un casque et utilisant des véhicules motorisé sans cellule de survie. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0004] Il est connu de l'état de la technique plusieurs systèmes de protection 15 intégrant une protection du cou. [0005]Notamment, le document de brevet n° EP 1 797 782 décrit un système de protection formé d'un airbag intégré dans un casque et destiné à protéger la nuque en cas d'accident. L'airbag non gonflé est intégré sous le pourtour du casque et un boîtier fixé sur la partie arrière du casque intègre l'électronique 20 d'activation et le générateur de gaz. Lorsque l'airbag est gonflé, un boudin horizontal est comprimé entre le pourtour inférieur du casque et les épaules de l'utilisateur tandis qu'un boudin vertical prend appui sur le dos de l'utilisateur. [0006] L'inconvénient de ce système vient du fait que sa géométrie ne s'adapte pas en fonction de la morphologie de l'utilisateur ou des équipements portés par 25 cet utilisateur (écharpe, col montant, etc.). Dès lors, ce système peut s'avérer inefficace lorsque l'airbag présente des dimensions insuffisantes pour s'intercaler suffisamment entre le casque et les épaules de l'utilisateur. À l'inverse, ce système peut avoir des effets lésionnels lorsque l'airbag présente des dimensions trop importantes vis-à-vis de la morphologie et de l'équipement de l'utilisateur. [0007] Notamment, lorsque l'utilisateur porte une écharpe un col roulé ou tout col encombrant, le déploiement de l'airbag peut générer un étranglement au niveau du coup. D'autre part, si le casque descend et que le cou de l'utilisateur a une hauteur plus petite que celle de l'airbag, le déploiement de l'airbag peut générer des efforts de tractions lésionnels sur les vertèbres cervicales. [0008] Par ailleurs, il est également connu de l'état de la technique la page Internet http://www.eggparka.com/english/system/index.html. Cette page Internet décrit des vêtements de protection intégrant un airbag constitué notamment d'une membrane gonflable formant un boudin de 10 cm de diamètre circulant autour du cou. Plus particulièrement, le boudin part des épaules et entoure la partie arrière des cervicales autour du casque. Le gonflage de cet airbag est réalisé par une cartouche de CO2 à une pression de 350 Mbar. [0009]Ce système présente également des inconvénients. Si l'airbag est susceptible de s'interposer entre un obstacle et le casque, il ne permet toutefois de limiter que partiellement les amplitudes angulaires lors d'impact au niveau de la tête. En effet, ces limitations angulaires sont insuffisantes en inclinaison latérale et en flexion et inexistantes en extension. En outre, cet airbag ne permet pas de protéger l'utilisateur lors d'un impact axial sur les vertèbres, c'est-à-dire en compression ou en traction. [0010] Il est en outre connu du document de brevet n° WO08/105010, un système de protection mécanique ayant pour but de créer une interface d'appui entre le casque et les épaules pour soulager la nuque. Ce système de protection mécanique permet de protéger le cou selon tous les types d'impacts lésionnels directs ou indirects, excepté les efforts de traction sur les vertèbres. [0011]Toutefois, il présente deux inconvénients majeurs. D'une part, il répartit les efforts appliqués sur le cou vers les épaules sur lesquelles il repose. D'autre part, c'est un système passif qui est contraignant à porter car il est encombrant pour les usagers dans une utilisation quotidienne et limite les débattements de la tête nécessaires pour la conduite et le comfort. En outre, il nécessite une phase de réglage et de montage qui s'adresse à des utilisateurs initiés. Il est à noter que ce système a été développé pour des applications sportives, notamment le cross et l'enduro. EXPOSE DE L'INVENTION [0012] La présente invention vise à pallier les inconvénients de l'état de la technique en réalisant un système de protection permettant de protéger l'utilisateur contre toute atteinte lésionnelle susceptible de se produire sur le cou et les cervicales lors d'un accident et sans risquer de produire d'effet lésionnel à part entière lors de son activation. [0013] Plus particulièrement, il convient de souligner que les atteintes lésionnelles susceptibles de se produire lors d'un accident peuvent être dues à des chocs produits par des impacts directs sur le cou ou bien par des impacts indirects au sommet de la tête en produisant une compression des vertèbres. Ces impacts indirects, lorsque consécutifs à des chocs sur la périphérie de la tête, peuvent également générer des lésions dues à des amplitudes de mouvements articulaires car elles dépassent les tolérances humaines. Ces tolérances humaines sur les amplitudes angulaires des cervicales se résument comme suit : - Flexion de la tête, penchée vers l'avant : 40°, - Extension de la tête, penchée vers l'arrière : 75° - Inclinaison latérale de la tête, penchée vers la gauche ou la droite : 35°-45°. [0014]Selon un autre aspect, l'invention vise également à réaliser un système de protection capable de s'adapter à la morphologie, l'habillement, et la géométrie du casque de l'usager. [0015]Selon un autre aspect, l'invention vise également à minimiser 25 l'encombrement du système de protection en le rendant activable qu'en cas de besoin. [0016] Pour ce faire, la présente invention propose d'intégrer une chambre de protection gonflable indépendante des enveloppes de protection habituelles et destinée à protéger spécifiquement le cou de l'utilisateur. [0017]À ce titre, l'invention concerne un système de protection à coussins d'air pour protéger un utilisateur présentant un corps et un cou, comportant une chambre principale et une chambre secondaire, la chambre principale étant apte à se gonfler de sorte à épouser une partie du corps, la chambre secondaire étant apte à se gonfler de sorte à épouser une partie du cou, cette chambre principale gonflée coopérant avec cette chambre secondaire gonflée de sorte à maintenir ladite chambre secondaire gonflée en position. La chambre secondaire est donc maintenue en position par la chambre principale tout en étant hermétiquement indépendante de celle-ci. L'utilisation d'une chambre secondaire pour protéger le cou de l'utilisateur qui soit hermétiquement indépendante de la chambre principale permet de réaliser un gonflement adapté de cette chambre secondaire. Ainsi, le mode de protection du cou qui se distingue du mode de protection des autres parties du corps peut présenter des spécificités et donc améliorer les performances de la protection. [0018]Selon un mode de réalisation avantageux, la chambre secondaire comporte des moyens de limitation de pression aptes à éjecter un gaz contenu dans cette chambre secondaire lorsque ladite chambre secondaire est soumise à une pression supérieure à une valeur prédéterminée. Ces moyens de limitation de pression permettent de limiter les efforts appliqués par la chambre secondaire sur l'utilisateur à une valeur prédéterminée et donc d'éviter que l'étirement ou l'étranglement du cou, lors du gonflage de la chambre secondaire, soit lésionnel tout en garantissant une protection optimale. [0019] De préférence, ces moyens de limitation de pression sont constitués d'une soupape de surpression. Une telle soupape de surpression permet de déterminer précisément la valeur de pression qui ne doit pas être dépassée pour éviter les effets lésionnels indésirables. [0020]Avantageusement, la valeur prédéterminée est comprise entre 1 et 1,5 bar et de préférence sensiblement égale à 1,3 bar. II apparaît que ces valeurs permettent plus particulièrement d'assurer la protection du cou de l'utilisateur sans générer de contraintes lésionnelles. [0021]De préférence, la soupape de surpression comporte un ressort taré. [0022]Selon un premier mode de réalisation avantageux, le système de protection comporte un générateur de gaz principal et un générateur de gaz secondaire, le générateur de gaz secondaire étant distinct du générateur de gaz principal et dédié au gonflement de la chambre secondaire. L'utilisation de deux générateur de gaz distinct est également avantageux dans la mesure où cela rend possible l'utilisation de gaz de gonflement distinct et donc plus particulièrement adaptés au fonctionnement auxquels ils sont dévolus. [0023]Selon un deuxième mode de réalisation, le système de protection comporte un générateur de gaz, des premiers moyens d'acheminement du gaz vers la chambre principale et des seconds moyens d'acheminement du gaz vers la chambre secondaire, les seconds moyens d'acheminement comprenant un clapet anti-retour apte à empêcher le retour du gaz vers le générateur de gaz. Au contraire, l'utilisation d'un seul générateur de gaz limite le nombre d'éléments appartenant au système de protection. Le clapet anti-retour permet alors d'éviter que la limitation de pression générée dans la chambre secondaire implique une limitation de pression dans la chambre principale. [0024] Avantageusement, le système de protection comporte au moins un générateur de gaz délivrant de l'hélium par déclenchement électrique, ce qui permet d'améliorer la rapidité de mise en place de la protection. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0025] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture qui suit d'exemples de réalisation détaillés, en référence aux figures annexées qui représentent respectivement : Les figures 1 a, 1 b et 1 c, trois vues en perspectives d'un mode de réalisation du système de protection selon l'invention ; la figure 2, une vue en perspective d'une chambre secondaire appartenant au système de protection de la figure 1. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION [0026] Les figures 1 a, 1 b et 1c représentent trois vues de profil, de face et de dessus d'un utilisateur 2 portant un casque 4 et un système de protection. [0027]Selon ce mode de réalisation, le système de protection est constitué de 10 trois chambres hermétiquement indépendantes. [0028] Une première chambre 6 présente une architecture en matelas et la forme générale d'un plastron couvrant la partie supérieure du tronc et des épaules de l'utilisateur. Ce plastron est fendu sur la partie avant afin de permettre son intégration dans un vêtement à fermeture centrale à l'avant. La première chambre 15 6 présente une face inférieure en contact avec le corps de l'utilisateur 2 et qui suit les courbures des parties hautes du thorax et des épaules pour assurer un positionnement constant et un appui uniforme. Cette première chambre 6 présente également une face supérieure en contact avec le casque 4 qui suit une forme courbe permettant les mouvements de tête tout en conservant un appui surfacique 20 suffisant vis-à-vis du casque 4 pour amortir les impacts. Les dimensions des surfaces inférieure et supérieure de la première chambre 6 permettent à cette première chambre 6 de s'appliquer au plus proche du cou de l'utilisateur 2 tout en permettant un appui suffisant du casque 4. [0029]La deuxième chambre 8 suit une architecture matelas qui entoure l'arrière 25 du casque 4 et s'arrête sur les parties latérales de ce casque 4. Cette deuxième chambre 8 présente une portion arrière qui couvre toute la largeur du casque 4 sur une hauteur comprise entre 10 cm et 30 cm. Ladite deuxième chambre 8 présente également deux portions latérales couvrant les deux tiers de la longueur du casque 4 en partant de l'arrière, de préférence sur une hauteur au moins égale au 30 deux tiers de la hauteur de la portion arrière. [0030] La fonction de cette deuxième chambre 8 est de protéger l'utilisateur 2 des chocs arrière et latéraux portés sur la tête, en complément de la protection apportée par le casque 4. Cette deuxième chambre 8 a également pour fonction de limiter les angles articulaires de la tête de l'utilisateur 2. [0031]À titre d'exemple non exclusif, il est à noter que, en fonctionnement, ces première 6 et deuxième 8 chambres peuvent présenter des pressions de l'ordre de 1,3 bar. [0032]D'autre part, le système de protection de la figure 1 comporte une troisième chambre 10 qui suit également une architecture matelas qui, lorsqu'elle est gonflée, présente la forme d'un collier de section sensiblement rectangulaire. Ce collier fait le tour du cou de l'utilisateur 2 mais est fendu sur la partie avant de ce cou. Une telle géométrie permet une intégration de la troisième chambre dans un vêtement à fermeture centrale à l'avant. Les dimensions de la troisième chambre 10 sont déterminées à partir de données anthropométriques et de la géométrie des casques 4 nécessitant un déploiement maximum. [0033] Il est à noter que les première 6, deuxième 8 et troisième 10 chambres sont avantageusement incorporées dans un vêtement de protection. À cet égard, la troisième chambre 10 ne comporte pas d'interconnexion vis-à-vis des première 6 et deuxième 8 chambres et est donc, a fortiori, hermétiquement indépendante des première 6 et deuxième 8 chambres. Toutefois, l'une des fonctions de la première chambre 6 lorsqu'elle est gonflée consiste à soutenir la troisième chambre 10 et de garantir un positionnement et un maintien constant de cette troisième chambre 10 en cas d'accident. [0034]Selon un mode de réalisation particulier, ces première 6, deuxième 8 et troisième 10 chambres seraient incorporées dans un vêtement de protection mais également fixées l'une par rapport à l'autre. Dans ce cas encore, la troisième chambre serait néanmoins hermétiquement indépendante des premières 6 et troisième 8 chambres. [0035] La fonction de cette troisième chambre 10 est de s'intercaler entre le casque 4 et les épaules de l'usager 2, de limiter les amplitudes angulaires et articulaires de la tête de l'utilisateur 2 en cas d'accident et d'absorber les chocs directs et indirects, mais aussi lors d'impacts suivant l'axe du segment cervical. [0036] D'autre part, la troisième chambre 10 comporte avantageusement une soupape de surpression 12 (décrite ci-après) afin d'adapter le système de protection à la variabilité de l'anthropométrie des usagers et de leur équipement, de garantir la pression de fonctionnement de la troisième chambre 10 et d'éviter les surpressions qui pourraient être lésionnelles. [0037] En outre, le système de protection de la figure 1 présente avantageusement un module de gonflage formé par des générateurs de gaz. [0038]Selon un premier mode de réalisation, ce module de gonflage comprend un générateur de gaz à déclenchement électrique, un premier flexible et un deuxième flexible. Le premier flexible est raccordé depuis le générateur de gaz vers les première 4 et deuxième 6 chambres afin d'y acheminer le gaz. Le deuxième flexible est quant à lui raccordé au générateur de gaz et à la troisième chambre 10 afin d'acheminer le gaz, par exemple de l'hélium, vers cette troisième chambre 10. De façon avantageuse, le deuxième flexible comprend en outre un clapet antiretour afin d'empêcher le retour de l'hélium vers le générateur de gaz. [0039]Selon un deuxième mode de réalisation, ledit module de gonflage comprend un premier générateur de gaz, un deuxième générateur de gaz, un premier flexible et un deuxième flexible. Le premier flexible est raccordé au premier générateur de gaz et aux première 4 et deuxième 6 chambres afin de permettre l'acheminement du gaz contenu dans ce premier générateur de gaz, de préférence de l'hélium, vers ces première 4 et deuxième 6 chambres. Le deuxième flexible est quant à lui raccordé au deuxième générateur de gaz et à la troisième chambre 10 afin d'acheminer le gaz, de préférence de l'hélium, vers cette troisième chambre 1. [0040] La figure 2 représente un mode de réalisation de la troisième chambre 10 appartenant au système de protection de la figure 1. [0041]Comme indiqué précédemment, la troisième chambre 10 suit également une architecture matelas qui, lorsqu'elle est gonflée, présente la forme d'un collier de section sensiblement rectangulaire. Ce collier, lorsqu'il est gonflé, présente une forme courbée afin d'épouser sensiblement la forme du cou de l'utilisateur 2. Toutefois, ledit collier est fendu, et donc non refermé, afin de permettre une intégration de la troisième chambre 10 dans un vêtement à fermeture centrale à l'avant. [0042] La pression de fonctionnement de la troisième chambre 10 est limitée par une soupape de surpression 12 afin d'éviter que l'étirement du cou lors du gonflage de cette troisième chambre 10 soit lésionnel, tout en garantissant une protection optimale. La soupape de surpression 12 intègre un ressort taré 14 en effort et une soupape 16 et une embase 18. La soupape 14 présente une surface qui est fonction du tarage du ressort 14 afin d'obtenir une pression de fonctionnement, de préférence sensiblement égale à 1 bar. [0043] Le ressort 14 applique de manière étanche la soupape 16 sur le siège de l'embase 18. Lorsque la pression dans la troisième chambre est supérieure à 1 bar, le fonctionnement du système est le suivant : - La force exercée sur la soupape 16 est supérieure au tarage du ressort 14, - La soupape sort du siège de l'embase 18, et - Le gaz est évacué. [0044] Lorsque le gaz de la troisième chambre 10 est évacué par la soupape 16, la pression dans la troisième chambre 10 diminue jusqu'à la pression de fonctionnement, l'effort appliqué sur la soupape 16 diminue, le ressort 14 plaque la soupape 16 sur le siège de l'embase 18 et le gaz n'est plus évacué. [0045]L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés. Il est également possible de prévoir plusieurs autres chambres pour protéger différentes zones anatomiques complémentaires ou au contraire une chambre principale pouvant couvrir l'intégralité du tronc de l'utilisateur. En outre, selon un mode de réalisation alternatif, la troisième chambre 10 dédiée à la protection du cou de l'utilisateur 2 pourrait être divisée en deux sous chambres hermétiquement indépendantes l'une de l'autre. REVENDICATIONS1. Système de protection à coussins d'air pour protéger un utilisateur (2) présentant un corps et un cou, comportant une chambre principale (6,8) et une chambre secondaire (10), la chambre principale (6,8) étant apte à se gonfler de sorte à épouser une partie du corps, la chambre secondaire (10) étant apte à se gonfler de sorte à épouser une partie du cou, cette chambre principale (6,8) gonflée coopérant avec cette chambre secondaire (10) gonflée de sorte à maintenir ladite chambre secondaire (10) gonflée en position, caractérisée en ce que ladite chambre secondaire (10) est hermétiquement indépendante de ladite chambre principale (6,8). 2. Système de protection à coussins d'air selon la revendication 1, dans lequel la chambre secondaire (10) comporte des moyens de limitation de pression (12) aptes à éjecter un gaz contenu dans cette chambre secondaire (10) lorsque ladite chambre secondaire (10) est soumise à une pression supérieure à une valeur prédéterminée. 3. Système de protection à coussins d'air selon la revendication 2, dans lequel les moyens de limitation de pression (12) sont constitués d'une soupape de surpression. 4. Système de protection à coussins d'air selon la revendication 2 ou 3, dans lequel la valeur prédéterminée est sensiblement égale à 1 bar. 5. Système de protection à coussins d'air selon l'une quelconque des revendications 3 à 4, dans lequel la soupape de surpression (12) comporte un ressort (14) taré. 30 6. Système de protection à coussins d'air selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comportant un générateur de gaz principal et un25générateur de gaz secondaire, le générateur de gaz secondaire étant distinct du générateur de gaz principal et dédié au gonflement de la chambre secondaire. 7. Système de protection à coussins d'air selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comportant un générateur de gaz, des premiers moyens d'acheminement du gaz vers la chambre principale (6,8) et des seconds moyens d'acheminement du gaz vers la chambre secondaire, les seconds moyens d'acheminement comprenant un clapet anti-retour apte à empêcher le retour du gaz vers le générateur de gaz. 8. Système de protection à coussins d'air selon la revendication 6 ou 7, comportant au moins un générateur de gaz délivrant de l'hélium par déclenchement électrique.15