Brevet FR2982744A1 — publié le 20130524

Semelle stabilisatrice pour chaussures La présente invention concerne une semelle stabilisatrice pour chaussure. Il est connu de réaliser des semelles destinées à décharger une zone du pied soumise à des contraintes d'appui trop fortes, à soutenir la voûte plantaire si elle à tendance à s'effondrer, à stabiliser le pied s'il a tendance à se tordre ou à amortir les contraintes dynamiques qui s'exercent sur le pied à la marche ou à la course. Ces semelles, dites orthopédiques, sont prescrites par des médecins podologues, réalisées sur mesure et adaptées à la morphologie de chaque porteur. Il existe d'autre part, des semelles dites de confort, utilisées dans des chaussures de ville ou dans des chaussures de sport, fabriquées en série et disponibles soit auprès de commerçants spécialistes des produits chaussants, soit dans les magasins de grande distribution, notamment d'articles de sport. La présente invention vise à procurer une semelle fabriquée industriellement qui, sans être exactement sur mesure à l'instar des semelles orthopédiques, présente des éléments stabilisateurs qui permettent d'assurer à la plus grande partie de la population ne présentant pas de troubles relevant d'une correction individualisée, un maintien du pied sans contraintes d'appui déséquilibrées et un amortissement des contraintes de marche et de course. L'invention permet d'autre part de créer des semelles stabilisatrices adaptées en fonction de leur utilisation soit pour des chaussures de ville, soit pour des chaussures de sports à appui unidirectionnels tels que la course à pied, soit pour des sports à appuis pluridirectionnels comme le football, le rugby, le tennis ou le golf, soit pour des sports dans lesquels on utilise des chaussures à tige immobilisant la cheville tels que le ski ou le roller. A cet effet, la semelle selon l'invention comporte en combinaison trois éléments d'appui additionnels à savoir, sous la partie postérieure du pied sensiblement au niveau du calcanéum, deux cales en regard l'une de l'autre, et sous la voute plantaire, un renfort de voute, ces trois éléments étant réalisés dans des matières compressibles de densités différentes, la cale externe, c'est-à-dire celle qui se trouve le long du coté extérieur du pied, étant de densité inférieure à celle de la cale interne, c'est-à-dire celle qui se trouve le long du coté intérieur du pied et en outre, et le renfort de voûte étant de densité inférieure à celle de la cale externe. Selon un mode de réalisation avantageux, la hauteur des deux cales postérieures et du renfort de voute décroit progressivement en direction de l'axe longitudinal médian du pied. Selon une autre caractéristique avantageuse, la forme et les dimensions des cales interne et externe sont telles qu'elles entourent la pointe du calcanéum. En fonction des applications envisagées pour les semelles, la densité des matériaux utilisés pour la réalisation des éléments d'appui additionnels est comprise entre 112 kg/m2 et 315 kg/m2. Selon une autre caractéristique de l'invention, les éléments d'appui additionnels sont fixés à une pièce d'armature qui s'étend depuis le talon jusqu'au niveau des métatarsiens, ladite pièce d'armature ayant un contour qui englobe la première tête métatarsienne et qui suit le col des autres métatarsiens. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est une vue schématique en plan des trois pièces stabilisatrices pour une semelle de pied gauche selon l'invention ; La figure 2 est une vue schématique en plan de l'armature d'une semelle de pied gauche selon l'invention ; La figure 3 est une vue schématique en plan de la pièce de recouvrement d'une semelle de pied gauche selon l'invention ; La figure 4 est une vue schématique en plan des patins d'une semelle de pied gauche selon l'invention ; La figure 5 est une vue schématique en plan de la position relative des pièces stabilisatrices de la figure 1 sous l'armature de la figure 2 et la pièce de recouvrement de la figure 3 ; La figure 6 est une vue longitudinale externe schématique d'une semelle de pied gauche selon l'invention ; La figure 7 est une vue longitudinale interne schématique d'une semelle de pied gauche selon l'invention. L'exemple de réalisation de l'invention représenté sur les figures est une semelle pour pied gauche destinée à être utilisée dans la pratique de sports à appuis pluridirectionnels. Les indications qui sont données ci-dessous pour cette semelle s'appliquent symétriquement à une semelle pour pied droit. Les figures 1 à 4 sont des représentations individuelles du contour des pièces constitutives d'une semelle selon l'invention à savoir : une cale postérieure externe 1, une cale postérieure interne 2, un renfort de voute 3, une pièce d'armature 4, une pièce de recouvrement 5, un patin antérieur 6 et un patin postérieur 7. La figure 5 est représente la position relative des cales 1 et 2, du renfort de voute 3, de la pièce d'armature 5 et de la pièce de recouvrement 5, vues en transparence à travers la pièce de recouvrement 5. En se reportant aux figures 5, 6 et 7, on constate qu'une semelle selon l'invention est constituée de sept pièces en matières compressibles de densités différentes en fonction de leur position relative sous le pied, à savoir en partant du haut vers le bas : - une pièce de recouvrement 5, dont la forme générale, vue en plan sur la figure 3, correspond approximativement à la silhouette d'une plante de pied. Cette pièce de recouvrement est celle qui est au contact de la plante du pied. Elle est de préférence en matériau compressible d'une densité de 150 kg/m2 et de 28 de dureté Shore. Avantageusement, elle sera fabriquée dans un matériau thermo formable, par exemple de l'EVA (éthylène-acétate de vinyle). L'épaisseur de cette pièce de recouvrement est de préférence de 4 mm. - une pièce d'armature 4, qui s'étend depuis le talon jusqu'au niveau des métatarsiens, avec un contour qui englobe la première tête métatarsienne et qui suit le col des autres métatarsiens, comme représenté schématiquement sur la figure 5. Cette pièce est réalisée dans une résine synthétique armée de fibres. Avantageusement elle sera fabriquée en PCL (Polycaprolactone). Son épaisseur est de préférence de 1,7 mm, avant assemblage et de 1,4 mm après assemblage pour des raisons qui seront exposées plus loin en relation avec la description du procédé de fabrication. - une cale postérieure interne 2, s'étendant selon une forme générale sinueuse depuis le talon jusqu'au niveau de la voute plantaire comme représenté schématiquement sur la figure 5. La cale 2 est de préférence en matériau compressible d'une densité de 180 kg/m2 et de 40 de dureté Shore. Avantageusement, elle sera fabriquée dans un matériau thermo formable, par exemple de l'EVA (éthylène-acétate de vinyle). L'épaisseur de la cale 2 est de préférence de 4 mm. La hauteur en section de la cale 2 décroit régulièrement de 4 mm au droit de son bord externe à 0 mm au droit de son bord interne. - une cale postérieure externe 1 s'étendant selon une forme générale sinueuse depuis le talon jusqu'au niveau de la voute plantaire comme représenté schématiquement sur la figure 5. La cale 1 est de préférence en matériau compressible d'une densité de 160 kg/m2 et de 40 de dureté Shore. Avantageusement, elle sera fabriquée dans un matériau thermo formable, par exemple de l'EVA (éthylène-acétate de vinyle). L'épaisseur de la cale 1 est de préférence de 4 mm. La hauteur en section de la cale 1 décroit régulièrement de 4 mm au droit de son bord externe à 0 mm au droit de son bord interne. - un renfort de voute 3, en forme générale de demi-lune, comme représenté schématiquement sur la figure 1, qui s'étend depuis la partie avant de la cale postérieure interne 2, qu'il recouvre partiellement, jusqu'au niveau du col du premier métatarsien, comme on le voit schématiquement sur la figure 5. Le renfort de voute est de préférence en matériau compressible d'une densité de 120 kg/m2 et de 32 de dureté Shore. Avantageusement, il sera fabriqué dans un matériau thermo formable, par exemple de l'EVA (éthylène-acétate de vinyle). L'épaisseur de ce renfort de voute 3 est de préférence de 5 mm. La hauteur en section du renfort 3 décroit régulièrement de 5 mm au droit de son bord externe à 0 mm au droit de son bord interne. Le chevauchement du renfort de voute 3 sur la cale postérieure interne 2 sera de l'ordre de 1/5 à 1/3 de la longueur de ladite cale. - un patin antérieur 6, en forme générale de demi-lune qui s'étend depuis l'avant du pied jusqu'au niveau du col des métatarsiens (voir les figures 5, 6 et 7), et d'une épaisseur de 2 mm. Ce patin antérieur est fabriqué dans un matériau déformable mais de forte résistance d'une densité de 750 kg/m2 et de 80 de dureté Shore. Avantageusement, il sera fabriqué en caoutchouc naturel vulcanisé. - un patin postérieur 7, en forme générale de demi-lune qui s'étend depuis le talon jusqu'au niveau du col des métatarsiens (voir les figures 5, 6 et 7), et d'une épaisseur de 4 mm. Ce patin antérieur est fabriqué dans un matériau déformable mais de forte résistance d'une densité de 650 kg/m2 et de 80 de dureté Shore. Avantageusement, il sera fabriqué en caoutchouc naturel vulcanisé. Mesuré selon l'axe longitudinal d'un pied, le rapport de longueur des pièces de la semelle selon l'invention est le suivant : - Cale interne 2, cale interne 1 et renfort de voute 3 = 1/3 de la longueur du pied ; - Pièce d'armature 4, hors tout = 2/3 de la longueur du pied ; - Pièce de recouvrement 5 = 1/1 de la longueur du pied ; - Patin avant 6 = 2/5 de la longueur du pied ; - Patin arrière 7 = 3/5 de la longueur du pied. Ainsi, par exemple pour une pointure européenne 41/42, qui équivaut à une longueur de pied de 27 cm, les cales 1 et 2 et le renfort de voute 3 auront une longueur de 9 cm, la pièce d'armature 4 une longueur de 18 cm, la pièce de recouvrement une longueur de 27 cm, le patin avant 6 une longueur de 10,8 cm, le patin arrière 7 une longueur de 16,2 cm et le recouvrement du renfort de voute 3 sur la cale interne 2 sera de l'ordre de 1,8 à 3 cm (partie hachurée de la figure 5). Le renfort de voute 3 s'étend depuis le premier cunéiforme jusqu'au col du premier métatarsien. Les dimensions ci-dessus indiquées sont théoriques. En pratique, une tolérance de plus ou moins 5 % est acceptable. Comme indiqué précédemment, la densité et la dureté des éléments constitutifs de la semelle selon l'invention varient en fonction de l'utilisation pour laquelle elle est envisagée. Pour la pratique de sports à appui unidirectionnels la densité et la dureté de ces éléments seront approximativement inférieures de 30% à celles qui ont été données ci-dessus pour une semelle destinée à la pratique d'un sport à appuis pluridirectionnels. Ainsi, la pièce de recouvrement (5) sera d'une densité de 105 kg/m2 et d'une dureté Shore de 19,5, la pièce d'armature (4) sera d'une densité de 900 kg/m2 et d'une dureté Shore de 100, la cale postérieure externe (2) sera densité de 126 kg/m2 et d'une dureté Shore de 28, la cale postérieure interne (1) sera d'une densité de 112 kg/m2 et d'une dureté Shore de 28, le renfort de voute sera d'une densité de 84 kg/m2 et d'une dureté Shore de 22,5, le patin antérieur (6) sera d'une densité de 750 kg/m2 et d'une dureté Shore de 80, et le patin postérieur (7) sera d'une densité de 650 kg/m2 et d'une dureté Shore de 80. Pour la pratique de sports impliquant l'emploi de chaussures à tige immobilisant la cheville, la densité et la dureté des éléments constitutifs de la semelle selon l'invention seront supérieures de 50% à celles qui ont été données ci-dessus pour une semelle destinée à la pratique d'un sport à appuis pluridirectionnels. Ainsi, la pièce de recouvrement (5) sera d'une densité de 225 kg/m2 et d'une dureté Shore de 84, la pièce d'armature (4) sera d'une densité de 900 kg/m2 et d'une dureté Shore de 100, la cale postérieure externe (2) sera densité de 270 kg/m2 et d'une dureté Shore de 60, la cale postérieure interne (1) sera d'une densité de 240 kg/m2 et d'une dureté Shore de 40, le renfort de voute sera d'une densité de 180 kg/m2 et d'une dureté Shore de 48, le patin antérieur (6) sera d'une densité de 750 kg/m2 et d'une dureté Shore de 80, et le patin postérieur (7) sera d'une densité de 650 kg/m2 et d'une dureté Shore de 80. Pour la fabrication d'une semelle selon l'invention à partir des sept pièces décrites ci-dessus, on procède comme suit : - on assemble la pièce de recouvrement 5, la pièce d'armature 4 et le patin avant 6 par tout moyen approprié, par exemple une colle néoprène, - on chauffe ce sous-ensemble à 130° C sous vide pendant 3 minutes. Sous l'effet de ce chauffage la pièce d'armature 4 en PCL flue et adhère à la pièce de recouvrement 5 en EVA en perdant légèrement de son épaisseur qui ressort à environ 1,4 mm au terme de cette première étape du procédé ; - on presse ensuite ce sous-ensemble sur une préforme sous vide à froid pendant 4 minutes, pour lui donner la forme d'une plante de pied standard ; - on fixe sur ce sous -ensemble les cales 1 et 2 et le renfort de voute 3 de sorte le renfort de voute 3 se trouve en arrière de la ligne de jonction entre les patins avant 6 et arrière 7 au niveau du col des métatarsiens, en recouvrant la cale 2 sur environ 1/3 de sa longueur ; cet assemblage s'effectue par tout moyen approprié, par exemple une colle néoprène appliquée sur les deux faces de ces trois pièces ; - on assemble le patin arrière 7 sur l'ensemble préalablement constitué par l'assemblage de la pièce de recouvrement 5, la pièce d'armature 4, la cale postérieure externe 1, la cale postérieure interne 2 et le renfort de voute 3. Cet assemblage s'effectue par tout moyen approprié, par exemple à l'aide d'une colle néoprène. REVENDICATIONS1) Semelle stabilisatrice pour chaussures du type comportant des éléments d'appui additionnels en matériaux compressibles caractérisée en ce que les dits éléments (1, 2, 3) sont au nombre de trois réalisés dans des matériaux de densités différentes à savoir, deux cales postérieures (1, 2) disposées en regard l'une de l'autre sous le pied sensiblement au niveau du calcanéum, et un renfort de voute (3) disposé sous la voute plantaire, la cale postérieure externe (1) étant de densité inférieure à celle de la cale interne (2) et le renfort de voûte (3) étant de densité inférieure à celle de la cale externe (1). 2) Semelle selon la revendication 1 caractérisée en ce que la hauteur des deux cales postérieures (1, 2) et du renfort de voute (3) décroit progressivement en direction de l'axe longitudinal médian du pied. 3) Semelle la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que la forme et les dimensions des cales interne (1) et externe (2) sont telles qu'elles entourent la pointe du calcanéum. 4) Semelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que la densité des matériaux utilisés pour la réalisation des éléments d'appui additionnels est comprise entre 112 kg/m2 et 315 kg/m2. 5) Semelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que les éléments d'appui additionnels (1, 2, 3) sont fixés à une pièce d'armature (4) qui s'étend depuis le talon jusqu'au niveau des métatarsiens, ladite pièce d'armature ayant un contour qui englobe la première tête métatarsienne et qui suit le col des autres métatarsiens. 6) Semelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée en ce qu'elle est constituée de sept éléments assemblés entre eux à savoir : une pièce de recouvrement (5), une pièce d'armature (4), une cale postérieure interne (2), une cale postérieure externe (1), un renfort de voute (3), un patin antérieur (6) et un patin postérieur (7). 7) Semelle selon la revendication 6 caractérisée en ce que le rapport de longueur de ses pièces constitutives, mesuré selon l'axe longitudinal d'un pied, est le suivant : - cale interne (2), cale interne (1) et renfort de voute (3) = 1/3 de la longueur du pied ; - pièce d'armature (4), hors tout = 2/3 de la longueur du pied ; - pièce de recouvrement (5) = 1/1 de la longueur du pied ; - patin avant (6) = 2/5 de la longueur du pied ; - patin arrière (7) = 3/5 de la longueur du pied. 8) Semelle selon la revendication 6 ou 7 caractérisée en ce que la pièce de recouvrement (5) est d'une densité de 150 kg/m2 et d'une dureté Shore de 28, en ce que la pièce d'armature (4) est d'une densité de 900 kg/m2 et d'une dureté Shore de 100, en ce que la cale postérieure externe (2) est d'une densité de 180 kg/m2 et d'une dureté Shore de 40, en ce que la cale postérieure interne (1) est d'une densité de 160 kg/m2 et d'une dureté Shore de 40, en ce que le renfort de voute (3) est d'une densité de 120 kg/m2 et d'une dureté Shore de 32, en ce que le patin antérieur (6) est d'une densité de 750 kg/m2 et d'une dureté Shore de 80, et en ce que le patin postérieur (7) est d'une densité de 650 kg/m2 et d'une dureté Shore de 80. 9) Semelle selon la revendication 6 ou 7 caractérisée en ce que la pièce de recouvrement (5) est d'une densité de 105 kg/m2 et d'une dureté Shore de 19,5, en ce que la pièce d'armature (4) est d'une densité de 900 kg/m2 et d'une dureté Shore de 100, en ce que la cale postérieure externe (2) est d'une densité de 126 kg/m2 et d'une dureté Shore de 28, en ce que la cale postérieure interne (1) est d'une densité de 112 kg/m2 et d'une dureté Shore de 28, en ce que le renfort de voute (3) est d'une densité de 84 kg/m2 et d'une dureté Shore de 22,5, en ce que le patin antérieur (6) est d'une densité de 750 kg/m2 et d'une dureté Shore de 80, et en ce que le patin postérieur (7) est d'une densité de 650 kg/m2 et d'une dureté Shore de 80. 10) Semelle selon la revendication 6 ou 7 caractérisée en ce que la pièce de recouvrement (5) est d'une densité de 225 kg/m2 et d'une dureté Shore de 84, en ce que la pièce d'armature (4) est d'une densité de 900 kg/m2 et d'une dureté Shore de 100, en ce que la cale postérieure externe (2) est d'une densité de 270 kg/m2 et d'une dureté Shore de 60, en ce que la cale postérieure interne (1) est d'une densité de 240 kg/m2 et d'une dureté Shore de 60, en ce que le renfort de voute (3) est d'une densité de 180 kg/m2 et d'une dureté Shore de 48, en ce que le patin antérieur (6) est d'une densité de 750 kg/m2 et d'une dureté Shore de 80, et en ce que le patin postérieur (7) est d'une densité de 650 kg/m2 et d'une dureté Shore de 80. 11) Semelle selon l'une quelconque des revendications 6 à 10 caractérisée en ce que la pièce de recouvrement (5), la cale postérieure interne (1), la cale postérieure externe (2) et le renfort de voute (3) sont en EVA, en ce que la pièce d'armature (4) est en PCL et en ce que les patins antérieur (6) et postérieur (7) sont en caoutchouc naturel vulcanisé. 12) Procédé de fabrication d'une semelle stabilisatrice selon la revendication 11 caractérisé par les étapes suivantes : on assemble la pièce de recouvrement 5, la pièce d'armature 4 et le patin avant 6, on chauffe ce sous-ensemble à 130° C sous vide pendant 3 minutes, on presse ensuite ce sous-ensemble sur une préforme sous vide à froid pendant 4 minutes, pour lui donner la forme d'une plante de pied standard, on fixe sur ce sous-ensemble les cales 1 et 2 et le renfort de voute 3 de sorte le renfort de voute 3 se trouve en arrière de la ligne de jonction entre les patins avant 6 et arrière 7 au niveau du col des métatarsiens, en recouvrant la cale 2 sur environ 1/3 de sa longueur, et on assemble le patin arrière 7 sur l'ensemble préalablement constitué par l'assemblage de la pièce de recouvrement 5, la pièce d'armature 4, la cale postérieure externe 1, la cale postérieure interne 2 et le renfort de voute 3.