Brevet FR3033685A1 — publié le 20160923

SEMELLE INTERIEURE POUR ARTICLE CHAUSSANT Domaine technique et Art antérieur La présente invention concerne le domaine des semelles intérieures pour article chaussant. La présente invention porte plus précisément sur une semelle intérieure pour article chaussant respectant l'anatomie du pied afin d'optimiser le fonctionnement du pied aussi bien en statique qu'en dynamique. L'homme du métier distinguera ici la différence fondamentale entre : une semelle pour élément chaussant qui est la partie extérieure à l'élément chaussant destinée à être en contact direct avec le sol, et une semelle intérieure pour élément chaussant qui est la partie intérieure, amovible ou non, en contact avec la face inférieure du pied. Par article chaussant au sens de la présente invention, il faut comprendre tout article pouvant être chaussé. Il peut s'agir d'une chaussure telle que par exemple une chaussure de ville ou une chaussure de sport. Il peut également s'agir d'une botte, d'un chausson ou de tout autre article dans lequel une personne peut mettre son pied. Il est observé que, lors d'une activité physique telle que la marche ou la course à pied, 20 la cinématique du pied évolue. Les différents mouvements du pied lors d'un appui du pied sur le sol peuvent être décrits et analysés de la manière suivante : En fin de phase aérienne, juste avant l'impact du talon sur le sol, le pied est en légère flexion dorsale, inversé, avec rotation tibiale externe. A partir de l'impact du talon sur le sol, le pied effectue une pronation en même temps 25 que s'effectue une flexion du genou et une rotation interne de la jambe. L'éversion calcanéenne débloque la voûte plantaire et le pied peut s'adapter au terrain et absorber l'onde de choc. C'est la phase d'amortissement. Le pied est ensuite à plat sur le sol, supportant la charge totale de l'individu, en éversion et en abduction pendant que le membre opposé effectue un mouvement de balancier 30 d'arrière en avant. S'ensuit la phase de propulsion qui débute à partir du moment où le talon décolle du sol et dure jusqu'à la fin de l'appui du pied sur le sol. Pendant cette phase de propulsion, l'allégement du talon et la tension croissante du triceps sural et de l'aponévrose plantaire déclenchent une inversion du pied, une flexion 3033685 2 plantaire et une adduction. Le pied passe donc en supination, avec rotation externe de la jambe, qui accompagne l'extension du genou et de la hanche pour la propulsion. On comprend ainsi que le pied, véritable interface entre le corps et le sol, se doit d'être à la fois rigide (pour supporter le poids du corps) et élastique (pour s'adapter aux reliefs du 5 sol, amortir les chocs et permettre une bonne propulsion). Il existe dans l'état de la technique de nombreuses conceptions de semelle pour élément chaussant cherchant à optimiser le fonctionnement du pied. Une étude menée par le Demandeur révèle cependant que, de façon surprenante, les semelles intérieures proposées jusqu'à présent dans l'état de la technique ne sont pas adaptées 10 pour les différentes phases décrites ci-dessus et n'optimisent pas les performances fonctionnelles du pied lors de ces différentes phases. En effet, le Demandeur a constaté que les semelles intérieures proposées jusqu'à présent dans l'état de la technique ont pour unique fonction d'apporter un amorti supplémentaire au pied afin d'améliorer l'absorption des chocs lors de la phase 15 d'amortissement. Cet amorti supplémentaire est apprécié par les utilisateurs ; ceci améliore le confort notamment dans la phase d'amorti décrite ci-dessus. Cependant, les semelles intérieures de l'état de la technique ne sont pas très satisfaisantes en termes de performance. En effet, la conception des semelles intérieures privilégie l'amorti ; elles ne sont pas conçues pour obtenir une propulsion optimale de l'avant-pied lors de la phase de propulsion décrite ci-dessus. Ainsi, la propulsion est bien souvent sacrifiée au bénéfice d'un bon amorti. Les semelles intérieures sont donc composées principalement dans des matériaux ayant des propriétés d'amortissement. Un tel matériau, dit amortissant, assure notamment : une déformation de la structure sous l'effort d'une contrainte exercée sur celle-ci, puis - la reprise de sa forme initiale en restituant progressivement l'énergie absorbée. On parle également de propriétés élastiques. Bien souvent, de telles semelles présentent une superposition de couches d'un tel matériau amortissant pour un amorti optimal. Une telle configuration implique cependant une semelle épaisse qui ne s'adapte pas bien au chaussant et qui diminue le volume initialement mis à disposition pour le pied. 3033685 3 Par ailleurs, l'accumulation de matière implique nécessairement une augmentation du poids de la semelle, ce qui peut influer négativement sur l'utilisateur de la semelle, et ce notamment lorsqu'il s'agit d'un sportif (diminution des performances sportives). Le Demandeur observe de plus que les matériaux de recouvrement utilisés sur les 5 semelles intérieures vendues dans le commerce résistent mal aux contraintes subies pendant une activité physique (humidité, écrasement, cisaillement, etc.). En tout état de cause, le Demandeur observe qu'il n'existe pas à ce jour de semelle intérieure performante assurant les fonctions d'amorti et de propulsion pour optimiser le fonctionnement du pied aussi bien en statique qu'en dynamique. 10 Objet et Résumé de la présente invention La présente invention vise à améliorer la situation décrite ci-dessus. La présente invention vise ainsi à remédier aux différents inconvénients mentionnés ci-dessus en proposant une semelle intérieure qui respecte l'anatomie du pied et qui accroît les performances de son utilisateur en réduisant les dépenses énergétiques liées à une activité 15 physique. A cet effet, l'objet de la présente invention concerne une semelle intérieure pour article chaussant. Selon la présente invention, la semelle comporte un élément amortisseur et un élément propulseur. 20 Avantageusement, l'élément amortisseur est positionné sensiblement sur une portion arrière de la semelle et l'élément propulseur est positionné sensiblement sur une portion avant de la semelle. On comprend ainsi que l'élément amortisseur est destiné à recevoir directement ou indirectement l'arrière-pied de l'utilisateur et que l'élément propulseur est destiné à recevoir 25 directement ou indirectement l'avant-pied de l'utilisateur. Selon la présente invention, la semelle comporte en outre un élément de renfort. De préférence, cet élément de renfort a notamment pour fonction de renforcer le maintien du médio-pied notamment pour limiter les troubles de prono-supination de l'arrière pied. 30 Un tel élément de renfort permet donc de prévenir ou de traiter les éventuelles pathologies musculaires, ligamentaires et articulaires. Selon la présente invention, cet élément de renfort relie solidairement l'élément amortisseur et l'élément propulseur pour assurer une continuité physique entre lesdits éléments amortisseur et propulseur. 3033685 4 Selon la présente invention, chacun de ces éléments présente des propriétés mécaniques différentes : l'élément amortisseur, l'élément propulseur et l'élément de renfort présentent donc chacun des propriétés mécaniques différentes. Par exemple, chacun des éléments peut présenter une densité différente, une dureté 5 différente, et/ou un module d'élasticité différent. Chacun des éléments peut également être composé dans un matériau différent. Ainsi, grâce à cet agencement de moyens techniques, caractéristique de la présente invention, et notamment grâce à cet élément de renfort reliant les éléments amortisseur et propulseur, on dispose d'un dispositif assurant la continuité physique entre l'amorti et la 10 propulsion. Avec une telle semelle, les chocs emmagasinés dans le talon de la semelle lors de la phase d'amorti sont restitués sous forme d'énergie vers l'avant-pied lors de la phase de propulsion de manière à diminuer les dépenses énergétiques et ainsi optimiser le dynamisme des déplacements (foulée, pas) d'un utilisateur lors d'une activité physique telle que la 15 marche, la course à pieds ou la pratique d'un sport quelconque. Avantageusement, l'élément de renfort est solidarisé à la face inférieure de l'élément amortisseur et à la face inférieure de l'élément propulseur. Avec un élément de renfort positionné sous l'élément amortisseur et sous l'élément propulseur, la semelle présente une configuration tridimensionnelle optimisant davantage 20 l'amorti et la propulsion. Dans un mode de réalisation particulier, l'élément de renfort comporte un rebord périphérique passant de part et d'autre de l'élément amortisseur pour former une cuvette talonnière. Une telle cuvette permet à la semelle d'épouser la forme du talon. 25 De préférence, une telle cuvette est conçue par modélisation 3D. De préférence, le rebord présente une hauteur sensiblement comprise entre de l'ordre de 8 à 20 millimètres. De préférence, l'élément amortisseur présente une portion voûtée destinée à être en contact direct ou indirect (et si possible constamment) avec la voûte plantaire du pied. Cette 30 portion est composée dans un matériau présentant une résistance élastique à l'écrasement pour limiter les troubles de prono-supination du médio-pied. Une telle portion voûtée permet par ailleurs une bonne répartition des appuis plantaires. Avantageusement, l'élément de renfort comprend un évidement au niveau du talon. 3033685 5 Cet évidement améliore davantage l'amorti. Dans une mode de réalisation avantageux, l'élément de renfort présente une bordure supérieure non-linéaire respectant l'anatomie du pied en suivant sensiblement la partie arrière des têtes métatarsiennes du pied d'un utilisateur lorsque le pied repose sur la semelle. 5 Une telle forme permet de décharger l'avant pied (et notamment les tètes métatarsiennes) et d'optimiser la répartition des pressions plantaires. Il est souhaitable que l'élément de renfort soit composé dans un matériau léger et ultrarésistant à la déformation. De préférence, l'élément de renfort est composé au moins partiellement dans une 10 résine thermoplastique. De préférence, cette résine thermoplastique est du type composite. Dans un mode de réalisation particulier, cette résine est composée d'un polyamide. Optionnellement, ce polyamide est chargé en fibres de verre. D'autres résines peuvent également être choisies comme par exemple une résine en 15 polyoléfine ou une résine bio-sourcée. Pour renforcer la résistance du matériau, il est prévu que l'élément de renfort comporte également des particules de carbone réparties aléatoirement dans ledit élément. Il est souhaitable que l'élément propulseur présente de bonnes propriétés d'amortissement tout en étant capable de restituer l'énergie emmagasinée. 20 Avantageusement, l'élément propulseur est composé au moins partiellement dans un thermoplastique. De préférence, le thermoplastique utilisé pour l'élément propulseur est à comportement élastomérique. Un tel matériau est particulièrement apprécié pour ses performances en termes de propulsion. 25 Avantageusement, l'élément propulseur est composé au moins partiellement dans un thermoplastique sélectionné parmi : une mousse EVA (pour Ethyle-Vinyle-Acétate), un élastomère styrénique ou polyoléfine, ou encore un vinyle. Avantageusement, l'élément propulseur présente une dureté sensiblement comprise entre de l'ordre de 10 à 50 Shore A, de préférence entre de l'ordre de 20 à 40 Shore A. 30 Dans un mode de réalisation particulier, l'élément propulseur présente une dureté sensiblement égale à 35 Shore A. On comprend aisément qu'il est souhaitable que l'élément amortisseur présente de bonnes propriétés d'amortissement. 3033685 6 Avantageusement, l'élément amortisseur est composé au moins partiellement dans un élastomère du type résine thermoplastique. De préférence, l'élément amortisseur est composé au moins partiellement dans un caoutchouc. 5 11 peut également s'agir de silicone. Avantageusement, l'élément amortisseur présente une dureté sensiblement comprise entre de l'ordre de 0 à 15 Shore A, de préférence sensiblement comprise entre de l'ordre de 0 à 10 Shore A. Pour améliorer le confort de l'utilisateur, la semelle présente un patin de protection 10 couvrant au moins partiellement l'élément amortisseur et l'élément propulseur. De préférence, un tel patin reçoit un traitement antibactérien, antifongique et antiodeur. Optionnellement, le patin de protection présente des micro-perforations pour améliorer davantage l'aération. 15 Avantageusement, le patin de protection est composé au moins partiellement dans un polymère. De préférence, ce patin de protection est composé dans un matériau sélectionné parmi les matériaux suivants : polyamide, polyester, polyuréthane, microfibre, polyéthylène. Corrélativement, la présente invention porte sur un procédé de fabrication d'une semelle telle que celle décrite ci-dessus. 20 Selon l'invention, un tel procédé se fait par thermo-injection. Grâce à ses différentes caractéristiques structurelles et fonctionnelles, l'objet de la présente invention permet de résoudre les différents inconvénients identifiés de l'état de la technique en proposant une semelle intérieure dont la structure tridimensionnelle assure la continuité physique entre amorti et propulsion permettant ainsi de restituer à l'avant-pied lors 25 de la propulsion l'énergie emmagasinée par le talon lors de l'amorti. Brève description des figures annexées D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description ci-dessous, en référence aux figures 1 à 4 annexées qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif et sur lesquelles : 30 les figures la et lb représentent de façon schématique respectivement une vue de dessus et une vue de dessous d'une semelle intérieure selon un exemple de réalisation de la présente invention ; la figure 2 représente de façon schématique un élément de renfort selon un exemple de réalisation de la présente invention ; 3033685 7 la figure 3 représente de façon schématique une vue en coupe latérale d'une semelle intérieure conforme à la figure 1 ; la figure 4 représente de façon schématique une vue éclatée d'une semelle intérieure selon un exemple de réalisation de la présente invention. 5 Description détaillée d'un exemple de réalisation avantageux de la présente invention Une semelle intérieure selon un exemple de réalisation va maintenant être décrite dans ce qui suit en faisant référence conjointement aux figures 1 à 4. Pour mémoire, un des objectifs de la présente invention est de proposer une semelle intérieure pour élément chaussant améliorant le fonctionnement du pied en statique et en 10 dynamique tout en respectant l'anatomie du pied. En effet, le Demandeur a constaté que les semelles intérieures proposées jusqu'à présent dans l'état de la technique visaient principalement à améliorer l'amorti, et ce au détriment de la propulsion. La semelle 100 proposée dans le cadre de la présente invention remédie à ce problème 15 et permet un bon amorti tout en optimisant la phase de propulsion. Comme illustré en figure 4, ceci est rendu possible dans le cadre de la présente invention par une structure tridimensionnelle comprenant un élément amortisseur 10, un élément propulseur 20 et un élément de renfort 30. Dans l'exemple décrit ici et comme illustré en figures la et 3, l'élément amortisseur 20 10 est positionné sur la portion arrière de la semelle 100 pour recevoir l'arrière-pied et notamment talon. Dans cet exemple, un tel élément amortisseur 10 est composé au moins partiellement dans une résine en caoutchouc. Une telle résine offre un bon amorti. L'homme du métier comprendra ici que d'autres matériaux équivalents pourront être 25 sélectionnés par l'homme du métier. Dans cet exemple, l'élément amortisseur 10 présente une dureté sensiblement comprise entre de l'ordre de 0 à 10 Shore A, et une densité sensiblement comprise entre de l'ordre de 400 à 700 kg.m-3. Dans cet exemple et toujours comme illustré en figure la et 3, l'élément propulseur 20 30 est quant à lui positionné sur une portion avant de la semelle 100 pour recevoir l'avant-pied. Dans cet exemple, l'élément propulseur 20 est composé au moins partiellement dans une mousse EVA. Un tel matériau est connu pour une bonne restitution de l'énergie, ce qui permet une bonne propulsion. 3033685 8 L'homme du métier comprendra ici que d'autres matériaux équivalents pourront être sélectionnés par l'homme du métier. Dans cet exemple, l'élément propulseur 20 présente une dureté sensiblement égale à 35 Shore A. 5 Dans l'exemple décrit ici, l'élément propulseur 20 présente une densité sensiblement comprise entre de l'ordre de 600 à 800 kg.m-3, de préférence sensiblement comprise entre de l'ordre de 620 à 640 kg.m-3. Il est prévu dans le cadre de la présente invention un élément de renfort 30 reliant solidairement l'élément amortisseur 10 et l'élément propulseur 20. 10 Dans l'exemple décrit ici et comme illustré en figure 3, l'élément de renfort 30 est solidarisé à la face inférieure 10a de l'élément amortisseur 10 et à la face inférieure 20a de l'élément propulseur 20. Cet élément 30, caractéristique de la présente invention, assure ainsi une continuité physique entre les éléments amortisseur 10 et propulseur 20. 15 En effet, grâce à cette continuité physique, les chocs emmagasinés dans le talon de la semelle 100 lors de la phase d'amorti sont restitués sous forme d'énergie vers l'avant-pied lors de la phase de propulsion ; cette restitution énergétique permet de diminuer les dépenses énergétiques lors de la propulsion optimisant de ce fait le dynamisme du fonctionnement du pied. 20 Ce transfert énergétique permet donc d'optimiser le dynamisme des déplacements (foulée, pas) de l'utilisateur lors d'une activité physique telle que la marche ou la course à pied. Dans cet exemple, l'élément de renfort 30 est composé au moins partiellement d'un polyamide chargé de fibres de verre. 25 Dans l'exemple décrit ici, l'élément de renfort 30 est créé en conception assistée par ordinateur (CAO). Cet élément 30 présente ainsi une configuration 3D qui est conçue sur mesure pour l'utilisateur grâce à un fichier 3D du pied de l'utilisateur obtenu par numérisation 3D. Cet élément 30 respecte donc parfaitement les caractéristiques anatomiques du pied. 30 Dans cet exemple, l'élément de renfort 30 présente une dureté sensiblement comprise entre de l'ordre de 60 à 70 Shore A, et une densité comprise entre de l'ordre de 850 à 950 kg.m-3. 3033685 9 On notera ici que les éléments 10, 20 et 30 présentent chacun des propriétés mécaniques de dureté et de densité différentes. On notera également que ces éléments 10, 20 et 30 sont composés dans des matériaux différents. Cette conception tridimensionnelle avec trois éléments 10, 20 et 30 de nature 5 mécanique différente (dureté, densité et matériau différents) ayant un élément 30 reliant solidairement par le dessous les éléments amortisseur 10 et propulseur 20 permet une optimisation des phases d'amorti et de propulsion. Dans l'exemple décrit ici et comme illustré en figure 4, l'élément de renfort 30 comporte un rebord périphérique 31 passant de part et d'autre de l'élément amortisseur 10 10 pour former une cuvette talonnière. Une telle cuvette talonnière permet un bon maintien du talon et du médio-pied. Dans l'exemple décrit ici et comme illustré en figure 3, l'élément de renfort 30 comprend un évidement 32 au niveau du talon pour améliorer davantage l'amorti au niveau du talon. 15 Afin de respecter l'anatomie du pied, il est prévu comme illustré en figures la et 2 que l'élément de renfort 30 présente une bordure supérieure 33 qui est non-linéaire et qui suit la partie arrière des têtes métatarsiennes du pied d'un utilisateur lorsque le pied repose sur la semelle. Dans l'exemple décrit ici et comme illustré en figures 3 et 4, la semelle 100 présente 20 un patin de protection 40 couvrant au moins partiellement l'élément amortisseur 10 et l'élément propulseur 20. Dans cet exemple, le patin 40 est composé dans un polymère sélectionné parmi les matériaux suivants : polyamide, polyester, polyuréthane, microfibre, polyéthylène. Un tel patin 40 améliore le confort de l'utilisateur sans altérer les fonctions d'amorti et 25 de propulsion décrites ci-dessus. Un tel patin 40 peut également subir un traitement anti- transpiration, antibactérien, anti-odeur, etc. Dans l'exemple décrit ici et comme illustré en figures lb et 2, l'élément de renfort 30 comporte des perforations 34 débouchant sur l'élément amortisseur 10 pour permettre aux personnes de visualiser le matériau utilisé pour l'amortissement. 30 L'utilisateur de la semelle intérieure 100 dispose donc d'un dispositif unique et esthétique optimisant le fonctionnement du pied en apportant à la fois confort et dynamisme. Ainsi, la présente invention par cette structure tridimensionnelle et les matériaux sélectionnés répond aux différentes problématiques soulevées. 3033685 10 Il devra être observé que cette description détaillée porte sur un exemple de réalisation particulier de la présente invention, mais qu'en aucun cas cette description ne revêt un quelconque caractère limitatif à l'objet de l'invention ; bien au contraire, elle a pour objectif d'ôter toute éventuelle imprécision ou toute mauvaise interprétation des revendications qui 5 suivent. REVENDICATIONS1. Semelle intérieure (100) pour article chaussant, ladite semelle (100) comportant : - un élément amortisseur (10) positionné sensiblement sur une portion arrière de ladite semelle (100), - un élément propulseur (20) positionné sensiblement sur une portion avant de ladite semelle (100), dans laquelle ladite semelle (100) comporte un élément de renfort (30) reliant solidairement ledit élément amortisseur (10) et ledit élément propulseur (20) pour assurer une continuité physique entre lesdits éléments amortisseur (10) et propulseur (20), et dans laquelle lesdits éléments (10, 20, 30) présentent des propriétés mécaniques différentes.2. 3. 4. 5. 6. Semelle (100) selon la revendication 1, dans laquelle ledit élément de renfort (30) est solidarisé à la face inférieure (10a) de l'élément amortisseur (10) et à la face inférieure (20a) de l'élément propulseur (20). Semelle (100) selon la revendication 2, dans laquelle ledit élément de renfort (30) comporte un rebord périphérique (31) passant de part et d'autre de l'élément amortisseur pour former une cuvette talonnière. Semelle (100) selon la revendication 3, dans laquelle le rebord (31) présente une hauteur sensiblement comprise entre de l'ordre de 8 à 20 millimètres. Semelle (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle ledit élément de renfort (30) comprend un évidement (32) au niveau du talon. Semelle (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle ledit élément de renfort (30) présente une bordure supérieure (33) non-linéaire respectant l'anatomie du pied en suivant sensiblement la partie arrière des têtes métatarsiennes du pied d'un utilisateur lorsque ledit pied repose sur ladite semelle. 3033685 12 7. Semelle (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit élément de renfort (30) est composé au moins partiellement dans une résine thermoplastique composite. 5 8. Semelle selon la revendication 7, dans laquelle ledit élément de renfort (30) est composé au moins partiellement d'un polyamide. 9. Semelle (100) selon la revendication 8, dans laquelle ledit polyamide est chargé en fibres de verre. 10 10. Semelle (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit élément de renfort (30) comporte des particules de carbone réparties aléatoirement dans ledit élément (30). 15 11. Semelle (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit élément propulseur (20) est composé au moins partiellement dans un thermoplastique. 12. Semelle (100) selon la revendication 11, dans laquelle ledit élément propulseur (20) 20 est composé au moins partiellement dans un thermoplastique sélectionné parmi : une mousse EVA, un élastomère styrénique ou polyoléfine, ou encore un vinyle. 13. Semelle (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit élément propulseur (20) présente une dureté sensiblement comprise entre de 25 l'ordre de 20 à 40 Shore A, de préférence sensiblement égale à 35 Shore A. 14. Semelle (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit élément amortisseur (10) est composé au moins partiellement dans un matériau élastomère du type résine thermoplastique tel que par exemple un caoutchouc ou un 30 silicone. 15. Semelle (100) selon la revendication 14, dans laquelle ledit élément amortisseur (10) présente une dureté sensiblement comprise entre de l'ordre de 0 à 15 Shore A. 3033685 13 16. Semelle (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ladite semelle (100) présente un patin de protection (40) couvrant au moins partiellement ledit élément amortisseur (10) et ledit élément propulseur (20). 5 17. Semelle (100) selon la revendication 16, dans laquelle ledit patin de protection (40) est composé au moins partiellement dans un polymère. 18. Semelle (100) selon la revendication 17, dans laquelle ledit patin de protection (40) est composé dans un matériau sélectionné parmi les matériaux suivants : polyamide, 10 polyester, polyuréthane, microfibre, polyéthylène. 19. Procédé de fabrication par thermo-injection d'une semelle selon l'une quelconque des revendications précédentes.