Brevet FR3011719A1 — publié le 20150417

DISPOSITIF DE RAFRAICHISSEMENT DE LA SURFACE EXTERNE D'UN CORPS 1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui du contrôle de la température du corps, notamment en vue du confort physiologique, d'un mammifère et/ou de la protection contre la chaleur. Plus précisément, l'invention concerne les dispositifs de couverture et/ou de protection du corps, tels que notamment les vêtements, conçus pour participer au maintien de la température cutanée normale d'une personne ou d'un animal, ou tout du moins au rafraîchissement du corps. On note que dans le cadre de l'invention, on entend par le terme « vêtement » tout objet destiné à couvrir au moins une partie du corps pour la cacher, la protéger et/ou la parer, tel que par exemple un habit, un accessoire, une chaussure, une coiffure ou une couverture. Un dispositif selon l'invention peut par exemple être utilisé dans le cadre d'une activité sportive ou d'une pratique professionnelle, ou en milieu hospitalier, lors d'une intervention médicale, lors de l'administration de mesures d'urgence ou à titre préventif, ... Il peut dans certains cas s'agir d'une protection contre le feu. 2. Etat de la Technique Il est fréquent de ressentir une sensation d'inconfort sous un vêtement ou un équipement, lorsqu'il fait chaud, ou dans le cadre d'une activité physique et/ou sportive soutenue. Cet inconfort est d'autant plus critique que le vêtement ou 25 l'équipement est épais, et/ou présente une couche d'isolation ou de rembourrage, par exemple pour se protéger des chocs, de la chaleur, du froid ou des intempéries. Une exposition prolongée à des températures élevées ou à un effort peut même se révéler traumatisante et/ou dangereuse pour la santé, si elle provoque une hyperthermie, encore appelée communément « coup de chaleur ». Pour répondre à ce problème, on a proposé des vêtements et/ou des équipements présentant des passages d'air naturellement ventilés. Un inconvénient de cette technique connue est qu'elle ne permet généralement pas de contrôler et/ou de réguler la température cutanée sous le vêtement. La sensation d'inconfort est donc certes atténuée, mais ne disparaît pas. Par ailleurs, dans certaines conditions d'utilisation, une ventilation suffisante ne peut pas s'établir, ce qui rend cette technique inefficace, et n'est clairement pas satisfaisant. C'est notamment le cas lorsque la température ambiante est très élevée, par exemple dans certains environnements industriels tels qu'une fonderie, ou dans un incendie. Il est en effet bien connu que, dans de telles conditions, la chaleur se révèle alors rapidement intolérable, lorsque la température cutanée n'est pas suffisamment régulée et s'élève trop, et il y a un risque de traumatisme et/ou de danger pour la santé, se manifestant par exemple sous la forme de lésions tissulaires et/ou de séquelles neurologiques. Il a également été envisagé de stocker du froid à l'intérieur ou à la surface de certains vêtements ou accessoires, tels que des gilets ou des casques, pour rafraîchir le porteur du vêtement ou de l'accessoire. On connaît ainsi, par exemple, des casques moulés rigides contenant une solution fluide, qui gèle lorsqu'on la place au congélateur. Un inconvénient de cette technique est que le contact avec la tête est désagréable au moment où on revêt le casque, du fait que du givre s'est formé sur sa surface intérieure. En outre, elle peut parfois entraîner des risques de brûlure du cuir chevelu ou de complications liées à un état d'hypothermie. Un autre inconvénient de cette technique est que le casque perd de la souplesse lorsqu'il est congelé. Encore un inconvénient de cette technique connue est que la coque rigide qui revêt l'intérieur du casque n'est pas adaptée pour absorber la sueur, et que la peau ne 'respire' pas sous le casque, du fait notamment de la présence d'une barrière formée par la couche de solution solidifiée. On a également pensé à munir un gilet de poches définissant des compartiments dans lesquels peuvent être insérés des sacs amovibles contenant une solution réfrigérée et au moins partiellement solidifiée, par exemple à base de paraffine. Lorsque la paraffine a complètement fondu, les sacs peuvent être remplacés par de nouveaux sacs. Cette technique connue présente de nombreux inconvénients. Ainsi, un inconvénient de cette technique connue est que les sacs gelés rigidifient le gilet, ce qui le rend peu maniable et peu confortable. D'autre part, l'épaisseur des sacs doit être importante de façon à garantir un effet réfrigérant pendant plusieurs heures, ce qui gêne le mouvement des bras. Un autre inconvénient de cette technique est la nécessité de manipuler des sacs. Un autre inconvénient de cette technique connue est également qu'elle est complexe à mettre en oeuvre, en raison du soin à apporter à la réalisation des poches. 3. Objectifs de l'invention L'invention a notamment pour objectif de pallier au moins certains des inconvénients de ces techniques de l'art antérieur. Plus précisément, un objectif de l'invention est de fournir un dispositif, tel que par exemple un vêtement ou une couverture, qui soit efficace. Notamment, dans au moins un mode de réalisation particulier de l'invention, un objectif de l'invention est de fournir une technique convenant dans le cas d'une exposition à des températures très élevées et/ou à un incendie. Un autre objectif de l'invention est d'obtenir un tel dispositif qui soit confortable, peu encombrant (notamment d'une faible épaisseur), et léger. Un objectif de l'invention est également de proposer une technique qui soit simple à mettre en oeuvre et à utiliser. 4. Exposé de l'invention Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront plus clairement par la suite, sont atteints à l'aide d'un dispositif de couverture et/ou de protection d'au moins une partie de la surface externe d'un corps humain ou animal. Selon l'invention, un tel dispositif comprend au moins une portion fixe de rafraîchissement d'au moins une région de ladite partie de la surface externe du corps, apte à être réfrigérée et/ou congelée, et présentant au moins trois couches disposées dans l'ordre suivant : une couche respirante destinée à être appliquée sur et/ou à proximité de ladite région ; une couche flexible de stockage et de restitution de froid; une couche d'isolation thermique, destinée à retarder le réchauffement de ladite couche de stockage et de restitution de froid. Ainsi, l'invention propose, de façon inédite, d'intégrer ou de fixer à un dispositif, tel qu'un vêtement ou un accessoire vestimentaire, au moins une portion réfrigérante et flexible constituée de l'assemblage coopératif d'au moins trois couches dédiées superposées, permettant d'apporter localement de la fraîcheur au porteur du dispositif, sans nuire à l'ergonomie et au confort, et, le cas échéant, de rendre un séjour dans certaines ambiances très chaudes sinon agréable ou tout du moins supportable. À l'usage, il suffit de placer le dispositif au freezer ou au congélateur pendant au moins quelques minutes et généralement une à deux heures, pour refroidir la couche de stockage de froid jusqu'à une température d'utilisation prédéterminée. La présence de la couche respirante permet d'éviter la formation de givre sur sa surface pendant cette période. Lorsque le dispositif selon l'invention est extrait du freezer ou du congélateur, il peut être revêtu ou être mis en place aisément, du fait de la flexibilité de la portion de rafraîchissement. La portion de rafraîchissement refroidie procure alors un effet de réfrigération au travers de la couche respirante pouvant se prolonger pendant plusieurs heures, grâce notamment à la protection de la couche d'isolation thermique. Selon au moins un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, ladite couche respirante et/ou ladite couche d'isolation thermique comprennent des moyens de solidarisation avec au moins une quatrième couche, de façon à maintenir ladite quatrième couche superposée au moins partiellement sur la ou lesdites couches. Lorsque le dispositif est sorti du freezer ou du congélateur, la quatrième couche, à température ambiante, déposée sur la couche respirante et/ou la couche d'isolation thermique empêche la surface refroidie de la portion de rafraîchissement d'être mise directement au contact de la peau, ce qui prévient une sensation désagréable, et, dans certains cas, une brûlure des tissus cutanés. Selon un aspect particulier de l'invention, lesdits moyens de solidarisation comprennent au moins un élément auto-agrippant de type attaches-boucles ou attaches-crochets. Ainsi, grâce à des moyens de solidarisation amovibles auto-agrippants, tels que par exemple des bandes à velours et crochets de type Velcro (marque déposée), la quatrième couche peut être simplement accolée ou détachée de la portion rafraîchissante, en fonction des besoins. Préférentiellement, ladite quatrième couche est une couche respirante. Ainsi, la vapeur d'eau issue de la perspiration ou la sueur peuvent s'évacuer au travers de la quatrième couche. Il peut également être prévu que la matière de la quatrième couche convienne pour absorber la transpiration. En outre, elle permet d'éviter que du givre se forme au contact de la peau. Avantageusement, ladite couche d'isolation thermique comprend au moins une couche appartenant au groupe comprenant au moins : - couche de rétention d'air, comprenant par exemple de la ouate ; - couche de réflexion, préférentiellement métallisée ; - couche ignifugée et/ou imperméable. Pour plus d'efficacité, la couche d'isolation thermique peut être formée d'un empilement d'une ou plusieurs couches superposées de rétention d'air et/ou de réflexion et/ou ignifugées, s'intercalant le cas échéa nt. Plus précisément, une multiplication le nombre de couches de réflexion en parallèles, permet d'augmenter l'efficacité de la couche d'isolation au regard des échanges de chaleur par rayonnement thermique. D'autre part, en aluminisant les couches de réflexion, on bénéficie d'un coefficient de réflexion thermique important. L'usage de ouate, dont l'entrelacement des fibres forme naturellement une lame d'air isolante, dans la constitution de la couche de rétention d'air (lame d'air isolante thermiquement) présente également de nombreux autres avantages : elle reprend sa forme après avoir été compressée, permet de relier deux couches de réflexion entre elles, est lavable à l'eau, et constitue un matériau peu coûteux. De façon avantageuse, ladite couche d'isolation comprend au moins un élément constitué de téflon. Ainsi, on limite la transmission de l'humidité au travers de la couche d'isolation. De façon préférentielle, ladite couche respirante est molletonnée. Le dispositif est ainsi rendu plus confortable. Dans au moins un mode de réalisation avantageux de l'invention, ladite couche de stockage et de restitution de froid comprend un mélange d'une substance contenant de l'eau, et d'une pluralité d'absorbeurs hydrophiles distribués dans ladite substance, ladite substance séparant lesdits absorbeurs restant déformable lorsque ledit mélange est refroidi jusqu'à -18°C. La composition de ce mélange peut avantageusement être du type de celle décrite dans le document US-A-5 800 491, par exemple, qui reste souple à -18°C. Dans au moins un mode de réalisation particulier de l'invention, ledit mélange est contenu dans une pluralité de compartiments de contours distincts deux à deux. Ainsi, grâce à des compartiments de formes adaptées, il est possible de couvrir simplement l'ensemble de la surface interne du dispositif. Un tel dispositif peut former un vêtement, une couverture ou un carré. Il peut par exemple s'agir d'un habit, d'un équipement vestimentaire, tel qu'un bandeau de protection, d'une couverture médicale ou d'une couverture pour chevaux ou pour animaux domestiques. Il peut également s'agir d'un vêtement appartenant au groupe comprenant au moins : ceinture thoracique ; casque ; calot ; gilet pare-balles ; mini-short ou boxer-short ; coudière ; chevillière ; genouillère ; épaulière. 5. Liste des figures L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention, porté en tant que ceinture thoracique par un cuisinier ; la figure 2 représente une vue partielle en coupe transversale A-A du dispositif présenté figure 1 ; la figure 3 illustre deuxième mode de réalisation de l'invention utilisé comme un casque, dans une position déployée ; la figure 4 représente un autre mode de réalisation de l'invention, prenant la forme d'une couverture médicale ; la figure 5 illustre une couverture pour chevaux selon l'invention. 6. Description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention 6.1. Rappel du principe de l'invention Le principe de l'invention repose donc sur la mise en oeuvre de portions de rafraîchissement non amovibles sur des dispositifs de couverture et/ou de protection tels que des vêtements ou des couvertures, comprenant au moins une couche flexible renfermant une solution réfrigérante intercalée entre une couche intérieure respirante et une couche d'isolation thermique extérieure. 6.2. Premier exemple de mode de réalisation de l'invention La figure 1 est une vue partielle du tronc d'un cuisinier portant sous sa veste (représentée pour plus de clarté en traits pointillés sur la figure 1) un premier exemple de dispositif de couverture et/ou de protection selon l'invention, mis en oeuvre sous la forme d'une ceinture pneumo-thoracique 10, afin de se rafraîchir lorsqu'il s'active, par exemple, près d'un four en période estivale. Cette ceinture 10 permet de lui procurer un effet de rafraîchissement pendant au moins deux heures et préférentiellement quatre heures, après avoir été sortie d'un freezer, ou d'un congélateur dans lequel elle a séjourné pendant une période suffisante pour la refroidir à -18°C. On note que du fait de sa faible épaisseur, le port de cette ceinture 10 s'avère adapté dans le cadre de nombreuses autres activités professionnelles, et par exemple au cours de plongées sous scaphandre. La ceinture 10 présente avantageusement une coupe universelle, ou en d'autres termes convient à toute morphologie et est d'une utilisation indifférenciée au regard de la latéralité de l'usager. La position de cette ceinture 10 est par ailleurs réglable en hauteur. À cet effet, elle est équipée de moyens de fermeture amovibles d'un type connu, tels que par exemple une bande à velours et crochets de type velcro 11 (marque déposée) dans ce premier mode de réalisation de l'invention. On peut également prévoir des boutons pression, des épingles, ou tout autre moyen analogue, dans des variantes de ce mode de réalisation. Comme on peut le voir sur la figure 1, une portion de rafraîchissement cutané 12 est cousue sur toute la longueur de la ceinture 10. Sur la vue partielle en coupe transversale A-A de la ceinture 10, représentée figure 2, on peut constater que la portion 12 est constituée de trois couches distinctes successives 21, 22 et 23, superposées. Lorsque la ceinture 10 a été extraite du congélateur, la face interne de la portion 12 a alors été recouverte, dans ce mode de réalisation, d'une quatrième couche 24, conservée à température ambiante. Cette couche 24 permet de supprimer, ou tout du moins d'atténuer, l'effet désagréable, et éventuellement douloureux, du contact d'une surface froide et/ou localement givrée avec la peau, lorsqu'on applique la ceinture contre le buste. Elle présente par ailleurs des trous ou des mailles réparties sur sa surface, de façon à former une surface « respirante ». La couche 24 est fixée de façon amovible à la couche 21 par des moyens auto-agrippants, par exemple des attaches-crochets prévus sur une de ses faces venant se solidariser sur des attaches-boucles correspondantes prévues à cet effet à la surface de la couche 21. On peut ainsi la retirer aisément de la portion 12, lorsque l'effet de rafraîchissement a cessé, avant de replacer la ceinture au congélateur. Sur la figure 2, la face intérieure de la portion 12 est formée d'une première couche respirante 21 à maille ajourée présentant des passages pour permettre d'évacuer la perspiration et la transpiration. Cette première couche 21 est par exemple obtenue dans une maille piquée lavable en machine, composée de 60% de polyester et de 40% de coton et traitée en surface pour éviter une décoloration résultant de l'action de la sueur. Elle est par ailleurs molletonnée pour plus de confort, et répond de préférence au critère de la classe F1 (norme NF) en matière de toxicité des fumées. La résistance thermique de la couche 21 a été prévue d'une valeur suffisante pour éviter que la proximité de la deuxième couche de stockage et de restitution de froid 22 avec la peau ne crée une sensation désagréable au travers de cette couche 21. La deuxième couche 22 est formée d'un alignement de sachets souples réfrigérants 221, par exemple de la marque Firstice(marque déposée), glissés à l'intérieur de compartiments 222 d'un fourreau 223 en matière textile. Ces compartiments 222, sensiblement accolés deux à deux, sont fermés par une couture de façon à retenir définitivement les sachets 221. Chacun des sachets 221 contient un mélange gélatineux composé d'une solution sensiblement liquide constituée de 85% en masse d'eau et de 15% d'humectant, tel que le propylène glycol, l'éthylène glycol, la glycérine, le diméthyl sulfoxyde, le diméthyl formamide, ou un humectant issu de leur combinaison, et d'une pluralité d'absorbeurs hydrophyles répartis dans la solution. Cet humectant diminuant la mobilité de l'eau en dehors des absorbeurs hydrophiles, chaque volume d'eau gèle alors en formant un flocon dispersé. Une conséquence globale est donc qu'en dessous de 0°C, et jusqu'à -18°C au moins, l'humectant empêche l'eau de former une masse rigide compacte reliant les absorbeurs. La troisième couche 23 permet d'isoler le corps de l'air chaud extérieur et d'empêcher une déperdition trop importante du froid emmagasiné par la couche de stockage de froid 22. Elle est avantageusement réalisée dans une pièce unique pour éviter le phénomène de « pont thermique ». Dans ce mode de réalisation, la couche 23 est constituée d'une alternance de couches de réflexion du rayonnement thermique 231, 233, ou 235, aluminisées, avec des couches de rétention d'air 232 ou 234 formées de ouate, afin de lutter convenablement contre les transports de chaleur par rayonnement et par convection. Des aspérités d'accrochage, obtenues par exemple par poinçonnage, sont prévues sur la face des couches aluminisées tournée vers la couche 22, de façon à faciliter la fixation des couches de rétention d'air. La couche 23 est recouverte d'une couche extérieure de tissu ignifuge 236 traitée au téflon, afin de limiter la rétention d'humidité. Dans une variante de ce mode de réalisation, il peut être envisagé de rendre la couche 236 imperméable à l'eau et à la vapeur, pour empêcher l'humidité ambiante de pénétrer jusqu'aux couches de ouate. 6.3. Deuxième exemple de mode de réalisation de l'invention Un deuxième exemple de mode de réalisation de l'invention est présenté en référence à la figure 3. Le dispositif selon l'invention est dans cet exemple un casque souple de protection 31, représenté déployé à plat sur sa face extérieure, sur la figure 3. Ce casque 31 présente des portions de rafraîchissement 32, 33, 34 fixes, distinctes deux à deux. Afin de maximiser la surface réfrigérante en contact avec la tête, ces portions 32, 33, 34 sont réparties sur toute la surface intérieure du casque, et présentent des découpes complexes de sorte à épouser sensiblement les contours du casque. Chacune de ces portions est formée dans son épaisseur de trois couches superposées : une couche en matière respirante, telle que par exemple un tissu en polyester de la marque Coolmax(marque déposée) ; une couche flexible de stockage et de restitution de froid intercalée entre la couche respirante et une couche d'isolation thermique ; une couche d'isolation thermique, présentant une structure interne sensiblement identique à celle de la ceinture décrite précédemment. On note que la forme et le nombre des compartiments 35 et des sachets de solution fluide réfrigérante 36, qu'ils accueillent, ont été avantageusement modifiés pour s'adapter au contour complexe des portions 32, 33 et 34. Ces sachets souples 36 sont préférentiellement de la marque Firstice(marque déposée) 6.4. Troisième exemple de mode de réalisation de l'invention Un autre mode de réalisation de l'invention est illustré, schématiquement, par la figure 4. Sur cette figure 4, on a représenté une couverture médicale 41 selon l'invention, posée par les premiers secours sur le corps d'une personne 42 victime d'une insolation ou d'une hyperthermie, pour le refroidir rapidement. Elle a été sortie d'une glacière 43 transportée par l'équipe d'intervention médicale d'urgence, dans laquelle elle était conservée à une température négative, par exemple -12°C, et étalée directement sur le corps 42 du patient. La couverture 41 est constituée d'une pluralité de bandes ou portions de rafraîchissement 44 du type de celles décrites ci-dessus en détail en rapport avec le premier exemple de mode de réalisation de l'invention, cousues sur une pièce de textile 45. La face supérieure de cette couverture est par ailleurs formée d'un film en mylar aluminisé 46 pour protéger la victime 42 de la chaleur ambiante. Il convient de noter que du fait de la flexibilité de la portion de rafraîchissement, la couverture offre une souplesse qui permet de la ranger, pliée dans la glacière, et de l'utiliser dès sa sortie de la glacière. Par ailleurs, cette flexibilité permet de manipuler la couverture aisément, pour lui faire épouser la forme du corps du patient. Dans une variante de ce mode de réalisation, il peut être envisagé de décliner l'invention sous la forme d'une couverture pour chevaux 51 (voir la figure 5), par exemple pour rafraîchir un cheval après une course hippique. 6.5. Caractéristiques optionnelles et autres avantages de l'invention Dans des variantes des modes de réalisation décrits en détail ci-dessus, il peut bien évidemment également être envisagé de modifier la composition et le nombre de couches. On peut par exemple prévoir de replier la quatrième couche pour pouvoir la solidariser à la fois à la couche respirante et à la couche d'isolation thermique. Un dispositif selon l'invention peut aussi être mis en oeuvre, par exemple, sous la forme : d'un calot ; d'un mini-short ou d'un boxer-short ; gilet pare-balles ; d'une coudière ; d'une chevillière ; - d'une genouillère ; - d'une épaulière - d'un drap ; - d'un carré ; d'une couverture pour animal domestique. REVENDICATIONS1. Dispositif de couverture et/ou de protection d'au moins une partie de la surface externe d'un corps humain ou animal, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une portion fixe de rafraîchissement d'au moins une région de ladite partie de la surface externe du corps, apte à être réfrigérée et/ou congelée, et présentant au moins trois couches disposées dans l'ordre suivant : une couche respirante destinée à être appliquée sur et/ou à proximité de ladite région ; une couche flexible de stockage et de restitution de froid ; une couche d'isolation thermique, destinée à retarder le réchauffement de ladite couche de stockage et de restitution de froid. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite couche respirante et/ou ladite couche d'isolation thermique comprennent des moyens de solidarisation avec au moins une quatrième couche, de façon à maintenir ladite quatrième couche superposée au moins partiellement sur la ou lesdites couches. 3. Dispositif de couverture et/ou de protection selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de solidarisation comprennent au moins un élément auto-agrippant de type attache-bouche ou attache-crochet. 4. Dispositif de couverture et/ou de protection selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que ladite quatrième couche est une couche respirante. 5. Dispositif de couverture et/ou de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite couche d'isolation thermique comprend au moins une couche appartenant au groupe comprenant au moins :couche de rétention d'air, comprenant par exemple de la ouate ; couche de réflexion de la chaleur, préférentiellement aluminisée ; couche ignifugée et/ou imperméable. 6. Dispositif de couverture et/ou de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite couche d'isolation comprend au moins un élément constitué de téflon. 7. Dispositif de couverture et/ou de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite couche respirante est molletonnée. 8. Dispositif de couverture et/ou de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite couche de stockage et de restitution de froid comprend un mélange d'une substance contenant de l'eau, et d'une pluralité d'absorbeurs hydrophiles distribués dans ladite substance, ladite substance séparant lesdits absorbeurs restant déformable lorsque ledit mélange est refroidi jusqu'à -18°C. 9. Dispositif de couverture et/ou de protection selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit mélange est contenu dans une pluralité de compartiments de contours distincts deux à deux. 10. Dispositif de couverture et/ou de protection selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il forme un vêtement, une couverture ou un carré. 11. Dispositif de couverture et/ou de protection selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit vêtement appartient au groupe comprenant au moins : ceinture thoracique ; casque ; calot ; mini-short ou boxer-short ;gilet pare-balles ; coudière ; chevillière ; - genouillère ; - épaulière.