Brevet FR2972908A1 — publié le 20120928

MATELAS POUR LITERIE, PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LE REALISER Domaine technique La présente invention concerne un matelas pour literie, un procédé et un dispositif pour le réaliser. Elle s'applique, en particulier aux matelas en mousse. Etat de la technique antérieure Les matelas en mousse fabriqués actuellement sont généralement en mousse de latex ou en mousse de polyéther. Les matelas en mousse de latex sont dotés d'un grand nombre d'alvéoles afin de présenter la souplesse nécessaire au confort, tandis que les matelas en polyéther sont constitués d'un bloc homogène de mousse. Le confort d'un matelas est généralement exprimé par un facteur d'indentation défini par le standard ISO 2439. La dureté par indentation des matériaux alvéolaires souples est une mesure des caractéristiques de portance. Le standard ISO 2439 spécifie quatre méthodes de détermination (A à D) de la dureté par indentation et une méthode de détermination (E) du coefficient de fléchissement en compression et du taux de perte par hystérésis des matériaux alvéolaires souples. Ces cinq méthodes sont uniquement applicables à la mousse de latex, à la mousse d'uréthanne et à la mousse de PVC à alvéoles ouverts. Le confort d'un matelas est d'autant plus grand que son coefficient d'indentation est élevé. Par exemple, le coefficient d'un matelas en mousse de polyéther est de l'ordre de 1,7 à 2 tandis que celui d'un matelas alvéolé en mousse de latex est généralement compris entre 3 et 3,5. Cependant, les matelas connus présentent l'inconvénient d'opposer une résistance uniforme aux différentes parties du corps alors que celles-ci sont de formes et dimensions différentes. II en résulte que le corps d'un individu allongé sur le dos sur un matelas ne présente jamais le profil idéal correspondant à la station debout, les bras le long du corps. On connaît un « matelas orthopédique » comportant un certain nombre de ressorts dont la raideur, exprimée en Newton par mètre, est réglable, ce qui permet de faire varier localement la rigidité du matelas et donc de répartir celle-ci de façon à ce que le matelas prête un appui approprié à chaque partie du corps en accompagnant les courbes de celui-ci. Ce matelas est, en fait, plus proche d'un sommier. Il est d'une construction trop complexe et coûteuse pour pouvoir en envisager une utilisation courante, d'autant qu'il ne peut être réellement substitué à un matelas classique reposant sur un sommier. Les matelas anatomiques classiques à deux places proposent des zones standardisées, avec des caractéristiques identiques pour un homme de 1,90 m et 90 kg, ou une femme de 1,65 m et 55 kg, alors que les pressions exercées sont variables selon la morphologie du dormeur, son poids et sa taille. Le couple est alors obligé de faire un compromis en termes de confort. Exposé de l'invention La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. A cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un matelas, qui 10 comporte : - une âme en mousse et - formées dans la matière de ladite âme, des traits de découpe fermés non traversant. Grâce à la mise en oeuvre de la présente invention, on obtient un matelas 15 perfectionné qui offre un appui différencié en fonction de la présence, ou non, de traits de découpe, tout en étant d'une construction simple et peu coûteuse. L'inventeur a, en effet, découvert, que la création de traits de découpe fermés non traversant, par exemple cylindriques, qui se font sans retrait de matière (ou avec un retrait de matière marginal, dû au trait de coupe), permet de faire varier localement la raideur du 20 matelas. Selon des caractéristiques particulières, le matelas objet de l'invention comporte, le long d'un axe correspondant à l'appui du corps d'un utilisateur, au moins : - une première zone comportant des traits de découpe fermés non traversant entourant des formes pleines de la matière du matelas, avec un premier ratio de la surface 25 des formes pleines sur la surface de la première zone et - une deuxième zone comportant des traits de découpe fermés non traversant entourant des formes pleines de la matière du matelas, avec un deuxième ratio de la surface des formes pleines sur la surface de la deuxième zone différent du premier ratio. Grâce à la mise en oeuvre de la présente invention, on obtient un matelas 30 perfectionné qui offre un appui approprié à chaque partie du corps d'un individu couché sur ce matelas, tout en étant d'une construction simple et peu coûteuse. Les ratios de surfaces différentiés permettent de réaliser un matelas présentant une raideur différente dans différentes zones, cette raideur correspondant ainsi aux différentes pressions exercées par les différentes parties de différentes morphologies humaines. 35 Chaque zone corporelle fait ainsi l'objet d'un soutien adapté à la partie du corps et à la morphologie du dormeur. Selon des caractéristiques particulières, le matelas objet de la présente invention présente, le long de l'axe d'appui du corps d'un utilisateur, cinq zones telles que deux zones successives présentent des ratios de la surface des formes pleines sur la surface de ladite zone qui sont différents. Selon des caractéristiques particulières, le matelas objet de la présente invention présente une âme en mousse de haute résilience. Les cinq zones d'enfoncement différenciées et l'âme en mousse haute résilience offrent, dans chaque zone, un soutien homogène qui répond aux besoins morphologiques de chaque zone corporelle. Selon des caractéristiques particulières, les formes pleines sont identiques dans les différentes zones, le nombre de formes pleines par unité de surface étant variable entre les différentes zones. La réalisation du matelas objet de l'invention est ainsi simplifiée, un seul outil pouvant réaliser toutes les alvéoles pleines. Selon des caractéristiques particulières, pour chaque place d'utilisateur sur le matelas, les zones sont symétriques, par rapport à un plan médian perpendiculaire à la plus grande dimension du matelas. Grâce à ces dispositions, le matelas peut être utilisé dans deux orientations opposées. Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un procédé de réalisation d'un matelas, qui comporte : - une étape de positionnement d'une âme en mousse et - une étape de formation dans la matière de ladite âme, de traits de découpe fermés non traversant. Selon des caractéristiques particulières, l'étape de formation de traits de découpe comporte : - une étape de réalisation d'une première zone comportant des traits de découpe fermés non traversant entourant des formes pleines de la matière du matelas, avec un premier ratio de la surface des formes pleines sur la surface de la première zone et - une étape de réalisation d'une deuxième zone comportant des traits de découpe fermés non traversant entourant des formes pleines de la matière du matelas, avec un deuxième ratio de la surface des formes pleines sur la surface de la deuxième zone différent du premier ratio, lesdites zones se trouvant successivement le long d'un axe correspondant à l'appui du corps d'un utilisateur. Selon des caractéristiques particulières, le procédé objet de la présente invention comporte, en outre, une étape de détermination du dit ratio dans chacune des dites zones, en fonction de la morphologie de chaque utilisateur. Grâce à la mise en oeuvre de ce procédé, on combine les avantages d'un matelas anatomique et d'un matelas personnalisé. L'utilisateur bénéficie d'un soutien optimum, d'une prévention ou une diminution des douleurs de dos et d'un sommeil réparateur. Selon des caractéristiques particulières, le procédé objet de la présente invention comporte, en outre, une étape de détermination de la morphologie de l'utilisateur en fonction d'au moins l'une des valeurs de la taille, du poids, du sexe et de l'âge dudit utilisateur. Ainsi, la densité d'alvéoles est calculée pour chacune des zones en fonction des charges de pression exercées par l'utilisateur, propres à son indice de masse corporelle, c'est à dire son poids, sa taille, son sexe et, éventuellement, son âge. Selon des caractéristiques particulières, le procédé objet de la présente invention comporte une étape de détermination, pour des cellules de mêmes dimensions du matelas, du nombre et/ou de la dimension des traits de découpe fermés non traversant à réaliser. Par exemple, dans le cas de cellules carrées, chaque carré reçoit un nombre de traits de découpe fermés non traversant en fonction de la pression exercée par l'utilisateur qui sera en appui sur ce carré. Selon un troisième aspect, la présente invention vise un dispositif de réalisation d'un matelas, qui comporte : - un moyen de positionnement d'une âme en mousse et - un moyen de formation dans la matière de ladite âme, de traits de découpe fermés non traversant. Les avantages, buts et caractéristiques particulières de ce dispositif étant similaires à ceux du procédé objet de la présente invention et du matelas objet de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici. Brève présentation des figures D'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre faite, dans un but explicatif et nullement limitatif en regard des dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue partielle en plan d'un premier mode de réalisation particulier d'un matelas objet de l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe partielle du matelas illustré en figure 1 ; - la figure 3 est une vue de profil d'un dormeur couché sur le côté pour montrer la correspondance entre les différentes parties du corps de cet individu et les zones du matelas de la figure 1 ; - la figure 4 est une vue analogue à la figure 3 mais montrant le dormeur couché sur le dos ; - la figure 5 est une vue analogue à la figure 1 d'un matelas suivant un deuxième mode de réalisation de l'invention et - la figure 6 représente, sous forme d'un logigramme, des étapes mises en oeuvre dans un mode de réalisation particulier du procédé objet de la présente invention. Exposé d'au moins un mode de réalisation On note que les figures ne sont pas à l'échelle. En se reportant tout d'abord aux figures 1 et 2, le matelas 105 selon l'invention comprend une âme 135 en mousse de densité homogène, éventuellement recouverte sur ses faces opposées de couches (non représentées) en mousse de polyéther. L'âme 135 est constituée d'un bloc de mousse en forme de parallélépipède rectangle dans lequel sont ménagées un grand nombre d'alvéoles pleines constituées par des traits de découpe les entourant mais ne débouchant que du côté de la face supérieure de l'âme, qui est éventuellement recouverte par la couche en mousse de polyéther. Les différentes mousses existantes (mousses polyéther et des mousses polyuréthane haute résilience) peuvent été utilisées. Dans un mode de réalisation préférentiel, on met en oeuvre une mousse polyuréthane HR d'au moins 40 kg/m3 (densité plus élevée), qui a un comportement plus homogène, plus élastique, et apporte un confort maximum. Cette mousse est constituée de microcellules et offre la particularité de reprendre sa forme initiale après déformation. On rappelle que la résilience est la propriété physique d'un matériau de retrouver sa forme après avoir été comprimé ou déformé. De densité élevée, la mousse sélectionnée possède une haute élasticité. Elle épouse mieux les formes du corps et offre un soutien de la colonne vertébrale plus précis et une prévention (ou amélioration) des douleurs de dos. La structure alvéolaire en nid d'abeilles offre une excellente ventilation du matelas, optimisant l'évacuation de la sudation pour une hygiène maximale. Conformément à la présente invention, des traits de découpe fermés non traversant sont réalisés dans la matière de l'âme du matelas. On rappelle qu'un trait de découpe est fermé lorsqu'il entoure une forme. Le trait de découpe est non traversant dans la mesure où il n'atteint pas la surface inférieure de l'âme du matelas. Ainsi, la forme entourée par un trait de découpe est pleine, c'est-à-dire qu'aucun retrait de matière n'y est réalisé. La matière dans chacune de ces formes est identique, en quantité et en type, à celle de l'âme 135 du matelas. Seule une partie de la matière initialement présente à la place des traits de découpe est éventuellement retirée. Dans les modes de réalisation représentés en figures 1 à 4, l'âme 135 comprend, suivant la longueur du matelas, plusieurs zones 110 à 130 dans lesquelles les ratios de surface des formes entourées par les traits de découpe fermés non traversant sur la surface de la zone sont différents. Dans les modes de réalisation représentés, les différences entre les ratios de surfaces sont dues à des différences de nombre de formes pleines 140 identiques entourées par les traits de découpe fermés non traversant dans des unités de surface, ici des carrés, identiques. Dans d'autres modes de réalisation (non représentés), les différences entre les ratios de surfaces sont liées à des différences de formes et/ou de diamètre des parties pleines entourées par les traits de découpe fermés non traversant, éventuellement en complément de différences de nombres de ces formes par unité de surface. Comme on l'observe en figure 2, les formes pleines 140 entourées par les traits de découpe fermés non traversant 140 sont formées par un trait de découpe 145 dans l'âme 135 du matelas 105. Ces traits de découpe 145 n'étant pas traversant, une partie 150 de l'âme 135 du matelas 105 restant intouchée. Les traits de découpe sont formés sur la face supérieure du matelas, c'est-à-dire sur la face où s'appuie le corps de chaque utilisateur. Plus précisément, les zones 110 à 130 comportent des formes pleines entourées de traits de découpe cylindriques, à génératrice circulaire. Les formes entourées par les traits de découpe sont, par exemple, alignées en rangées parallèles aux bords d'extrémité du matelas. Dans des modes de réalisation non représentés, la profondeur des traits de découpe est variable d'une zone du matelas à une autre. C'est ainsi que dans les zones d'extrémité 110 et 130, les formes entourées par les traits de découpe fermés non traversant sont en nombre plus faible, par unité de surface, que dans les zones intermédiaires 115 et 125, où ces formes sont en nombre plus faible par unité de surface que dans la zone centrale 120. En outre, les zones 110 et 130, d'une part, et les zones 115 et 125, d'autre part, sont deux à deux symétriques par rapport à un plan transversal médian qui constitue également un plan de symétrie pour la zone médiane 120. Grâce à cette symétrie du matelas 105 par rapport au plan médian, le matelas peut être utilisé dans un sens ou dans l'autre, c'est-à-dire que ses deux bords d'extrémité peuvent être disposés indifféremment au pied ou en tête de lit. Puisque la partie du corps la plus lourde et la plus importante (en termes de prévention de la douleur) est le haut du corps, c'est cette partie là (des fesses à la tête) qui est prise en compte pour la personnalisation exposée en regard de la figure 5. Comme on peut le constater en se reportant aux figures 1, 3 et 4, les zones 110 à 130 sont réparties de façon à supporter des parties distinctes du corps d'un utilisateur couché, sur le dos ou sur le côté, sur le matelas 105. Ainsi, la zone 110 sert à supporter la tête, la zone 115 ses épaules et le haut de son dos, la zone 120 son bassin, la zone 125 ses cuisses et la zone 130 ses mollets et ses pieds. Grâce à cette répartition des zones 110 à 130, le matelas 105 assure un confort maximal car il permet de supporter le corps d'un utilisateur dans une position naturelle, et en particulier ne provoque qu'une déformation très faible ou nulle de la colonne vertébrale. En effet, la tête, qui est une partie lourde du corps mais de petite surface, ne doit s'enfoncer que faiblement dans le matelas. Ceci est obtenu grâce au fait que la zone 110 est relativement rigide à cause de la présence de formes pleines en faible nombre par unité de surface. Par contre, les épaules ou le dos, qui sont une partie également lourde mais de surface relativement importante, doivent pouvoir s'enfoncer plus profondément dans le matelas que la tête, ce qu'autorise la partie 115 beaucoup plus souple que la zone 110 du fait que le nombre de formes pleines par unité de surface y est plus élevé. De même, la zone 120, encore plus souple du fait du plus grand nombre de formes pleines par unité de surface autorise l'enfoncement nécessaire du bassin. La partie 125 permet d'éviter un enfoncement important au niveau des cuisses, qui sont relativement plus légères que les épaules et le haut du dos. La partie 130, plus rigide, offre un support approprié aux pieds, soit avec pratiquement aucun enfoncement dans la position couchée sur le coté, soit avec enfoncement des talons dans la position couchée sur le dos du fait que le poids des pieds est alors appliqué au matelas par l'intermédiaire de la surface réduite des talons. En d'autres termes, le matelas 105 oppose à chaque partie du corps une réaction appropriée en fonction de la pression appliquée par cette partie et du degré d'enfoncement souhaité pour celle-ci. Dans des modes de réalisation, le nombre de zones est différent de cinq et/ou les zones ne sont pas symétriques par rapport au plan médian. La figure 5 montre un mode de réalisation de matelas 185 qui diffère, au niveau de la répartition des formes pleines, du matelas 105 illustré en figure 1. L'agencement suivant ce mode de réalisation, qui est plus particulièrement approprié pour un matelas à deux places alors que celui de la figure 1 convient à un matelas à une place, comporte, pour chaque utilisateur, des zones successives, le long d'un axe d'appui du corps de l'utilisateur, 155 à 165, d'un côté et 170 à 180, de l'autre côté, analogues aux zones 110 à 130 du matelas de la figure 1, les zones intermédiaires en question ne s'étendent pas sur toute la largeur du matelas pour correspondre à des morphologies différentes des différents utilisateurs. On note que les formes pleines entourées par les traits de découpe fermés non traversant ne sont pas nécessairement cylindriques mais peuvent avoir n'importe quelle forme appropriée, et leur répartition peut être différente de celles décrites et représentées. Enfin, et bien que cette énumération de modifications ne soit pas exhaustive, il doit être compris que le matelas suivant l'invention peut être réalisé en toute matière appropriée autre que les mousses de polyuréthane. Les zones d'enfoncement différenciées et l'âme en mousse haute résilience offrent un soutien homogène qui répond aux besoins morphologiques de chaque zone corporelle. On observe, en figure 5, que le procédé de réalisation d'un matelas, selon l'invention, comporte une étape 200 de mise en fonctionnement du dispositif de réalisation. Ce dispositif comporte un ordinateur relié à un serveur de la toile (web) hébergeant un site sur lequel des utilisateurs peuvent effectuer des choix. Le dispositif de réalisation de matelas comporte aussi une machine outil permettant de déplacer, sur deux axes perpendiculaires, en regard d'un bloc de mouse rectangulaire, une scie à cloche et de déplacer cette scie à cloche le long de son axe de rotation pour former, successivement, les différents traits de découpe fermés non traversant. Au cours d'une étape 205, on entre des données représentatives de chaque utilisateur, ici sa taille, son poids et son sexe et, éventuellement son âge. Ces données peuvent avoir été reçues du serveur de la toile ou par courrier, auquel cas, elles sont entrées dans l'ordinateur par saisie au clavier ou par lecture automatique de caractères. Au cours d'une étape 210, on sélectionne des dimensions de matelas (longueur, largeur, épaisseur, habillage du matelas). De nouveau, ces dimensions peuvent provenir du serveur ou d'une entrée manuelle ou lue. Au cours d'une étape 215, on détermine la morphologie de chaque utilisateur, c'est-à-dire le poids et la surface d'appui de chacune des parties du corps de chaque utilisateur. Les charges exercées sont différentes selon la morphologie de l'individu (taille, poids, sexe, âge). Chacune de ces zones est calculée en fonction des charges de pression exercées par l'individu, propres à son IMC (indice de Masse Corporelle), son poids, sa taille, son sexe et, éventuellement, son âge. Un modèle mathématique permet de définir les charges exercées selon le poids, la taille et le sexe de chaque utilisateur. Une modélisation a été réalisée (modèle mathématique algorithmique) à partir des données de l'étude de l'IFTH et des données de répartition du poids extraites de "Kinetics of Human Motion" selon Vladimir M. Zatiorsky. Au cours d'une étape 220, on détermine les zones du matelas en fonction de la morphologie de chaque utilisateur. Au cours d'une étape 225, le matelas est virtuellement découpé en surfaces unitaires carrées de 10 cm par 10 cm. Au cours d'une étape 230, on détermine, en fonction de la morphologie de l'utilisateur, le nombre de traits de découpe fermés non traversant que chaque surface unitaire carrée doit recevoir. Au cours d'une étape 235, on positionne, dans le dispositif de réalisation de matelas, le bloc de mousse correspondant aux dimensions de matelas choisies par l'utilisateur. Puis, on réalise les traits de découpe avec la scie cloche du dispositif de réalisation de matelas. Au cours d'une étape 240, on réalise l'habillage et la pose de toile du matelas. Au cours d'une étape 245, on réalise l'empaquetage du matelas et, au cours d'une étape 250, on fait l'expédition du matelas empaqueté. REVENDICATIONS1. Matelas (105, 185), caractérisé en ce qu'il comporte : - une âme (135) en mousse et - formées dans la matière de ladite âme, des traits de découpe fermés non traversant (145). 2. Matelas (105, 185) selon la revendication 1, qui comporte, le long d'un axe correspondant à l'appui du corps d'un utilisateur, au moins : - une première zone (115, 160, 175) comportant des traits de découpe fermés non traversant (145) entourant des formes (140) pleines de la matière du matelas, avec un premier ratio de la surface des formes pleines sur la surface de la première zone et - une deuxième zone (120, 165, 180) comportant des traits de découpe fermés non traversant entourant des formes pleines de la matière du matelas, avec un deuxième ratio de la surface des formes pleines sur la surface de la deuxième zone différent du premier ratio. 3. Matelas (105, 185) selon la revendication 2, qui présente, le long de l'axe d'appui du corps d'un utilisateur, cinq zones (110 à 130, 155 à 165 et 170 à 180) telles que deux zones successives présentent des ratios de la surface des formes pleines sur la surface de ladite zone qui sont différents. 4. Matelas (105, 185) selon l'une des revendications 2 ou 3, dans lequel les formes pleines (140) sont identiques dans les différentes zones (110 à 130, 155 à 165 et 170 à 180), le nombre de formes pleines par unité de surface étant variable entre les différentes zones. 5. Matelas (105, 185) selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel, pour chaque place d'utilisateur sur le matelas, les zones (110 à 130, 155 à 165 et 170 à 180) sont symétriques, par rapport à un plan médian perpendiculaire à la plus grande dimension du matelas. 6. Procédé de réalisation d'un matelas (105, 185), caractérisé en ce qu'il comporte : - une étape (235) de positionnement d'une âme (135) en mousse et - une étape (235) de formation dans la matière de ladite âme, de traits de découpe fermés non traversant (145). 7. Procédé selon la revendication 6, dans lequel l'étape (235) de formation de traits de découpe comporte : - une étape (235) de réalisation d'une première zone (115, 160, 175) comportant des traits de découpe fermés non traversant entourant des formes (140) pleines de la matière du matelas, avec un premier ratio de la surface des formes pleines sur la surface de la première zone et - une étape (235) de réalisation d'une deuxième zone (120, 165, 180) comportant des traits de découpe fermés non traversant entourant des formes pleines de la matière du matelas, avec un deuxième ratio de la surface des formes pleines sur la surface de la deuxième zone différent du premier ratio, lesdites zones se trouvant successivement le long d'un axe correspondant à l'appui du corps d'un utilisateur. 8. Procédé selon la revendication 7, qui comporte, en outre, une étape (205 à 230) de détermination du dit ratio dans chacune des dites zones (110 à 130, 155 à 165, 170 à 180), en fonction de la morphologie de chaque utilisateur. 9. Procédé selon l'une des revendications 7 ou 8, qui comporte, en outre, une étape (230) de détermination, pour des cellules de mêmes dimensions du matelas, du nombre et/ou de la dimension des traits de découpe fermés non traversant à réaliser en fonction d'au moins l'une des valeurs de la taille, du poids, du sexe et de l'âge dudit utilisateur. 10. Dispositif de réalisation d'un matelas, caractérisé en ce qu'il comporte : - un moyen de positionnement d'une âme en mousse et - un moyen de formation dans la matière de ladite âme, de traits de découpe fermés non traversant.