Brevet FR3058899A1 — publié le 20180525

ÉLÉMENT DE STRUCTURE DE PLANCHE DE GLISSE Domaine Technique L'invention se rattache au domaine des sports de glisse sur neige ou sur eau. Elle vise plus particulièrement une nouvelle structure de planche, incorporant un élément intégré dans les extrémités relevées de la planche, avec une influence particulière sur le poids, les propriétés mécaniques de raideur ainsi que l'esthétique de la planche. Techniques antérieures De façon générale, une planche de glisse est composée de l'assemblage de diverses couches de renforts rigides, espacées de la fibre neutre par un noyau. Ainsi, le noyau repose sur un ensemble inférieur, composé d'une semelle de glisse bordée de carres latérales, ainsi que d'une ou plusieurs couches de renforts. De même, le noyau est recouvert par l'ensemble supérieur, qui comporte une ou plusieurs couches de renforts ainsi qu'une couche supérieure de décoration et de protection. Le noyau peut être constitué d'une pièce préformée associée aux ensembles supérieur et inférieur avant le moulage qui donne la forme définitive de la planche. Le noyau peut également être constitué d'une matière injectée pendant le moulage, pour occuper le volume entre l'ensemble supérieur et l'ensemble inférieur. Au niveau des extrémités de la planche, qu'il s'agisse pour un ski de la spatule située à l'avant, ou du talon situé à l'arrière, la planche présente une épaisseur réduite, de sorte que le noyau est également moins épais, et donc nettement plus fragile, ou plus délicat à manipuler. C'est pourquoi il est courant d'utiliser des noyaux qui ne s'étendent pas jusqu'à l'extrémité de la planche, et d'incorporer au-delà du noyau un élément spécifique, qui s'interpose entre l'ensemble inférieur et l'ensemble supérieur. Les couches de renfort peuvent être réduites voire s'interrompre dans ces zones extrêmes. 3058899 -2- Le Demandeur a déjà décrit dans les documents FR 2 983 415 et FR 2 983 414, des éléments incorporés dans les extrémités de la planche, qui sont réalisés à partir d'une matière injectée, et qui sont disposés en avant et/ou en arrière du noyau lors du moulage. De par la matière utilisée, cet élément confère la rigidité suffisante à l'extrémité de la 5 planche, qui peut être soumise à des contraintes mécaniques en particulier des chocs en ce qui concerne l'extrémité avant. Dans les solutions décrites dans les documents précités, l'élément incorporé présente une structure ajourée, pour d'une part diminuer son poids et ainsi réduire l'influence du poids de la spatule dans la conduite de la planche. D'autre part, le caractère ajouré de cet élément incorporé permet une certaine transmission de la 10 lumière au travers de la structure de la planche au niveau de son extrémité, avec un effet esthétique visuel. On a toutefois constaté que ces éléments incorporés ont une incidence non négligeable sur les propriétés mécaniques de l'extrémité de la planche, et en particulier sa 15 rigidité en flexion. En effet, à cause de la forme des évidements percés au travers de cet élément incorporé, qui sont circulaires ou hexagonaux réguliers, les propriétés mécaniques de rigidité en flexion sont sensiblement similaires dans les sens longitudinal et transversal. Or, du fait de l'épaisseur minimale de cet élément, pour en faciliter la manipulation, on constate que la rigidité en flexion longitudinale de la planche peut-être 20 légèrement excessive, alors que la rigidité en flexion transversale peut être considérée comme globalement insuffisante. Exposé de l'invention Un objectif de l'invention est de proposer une structure de planche dont la rigidité 25 en flexion au niveau des extrémités soit relativement réduite, tout en conservant une rigidité en flexion transversale satisfaisante. Un autre objectif de l'invention est de limiter la masse des éléments incorporés au niveau des extrémités de la planche, pour limiter le moment d'inertie, et faciliter la conduite de la planche. Pour ce faire, le Demandeur a élaboré une planche de glisse qui inclut un élément de structure implanté dans une extrémité relevée de la planche, cet élément présentant une structure ajourée et comportant des évidements traversants. 3058899 -3 Conformément à l'invention, au moins certains de ces évidements sont définis entre deux portions longilignes s'étendant sensiblement perpendiculairement à l'axe de la planche. 5 Autrement dit, l'invention consiste à donner aux évidements une forme qui est beaucoup plus large dans le sens transversal que dans le sens longitudinal. Ces évidements sont ainsi délimités par des portions relativement fines, dont la dimension dans le sens longitudinal est très nettement inférieure à la dimension mesurée dans le sens transversal. 10 En d'autres termes, l'élément incorporé ou élément de structure comporte des portions de matière qui agissent en tant que poutre transversales, avec ainsi une rigidité en flexion transversale relativement élevée. En revanche, les portions longilignes étant nettement séparées dans le sens longitudinal, l'élément incorporé présente donc une 15 rigidité en flexion longitudinale relativement réduite, en plus d'une masse allégée par rapport aux solutions connues. Cet élément incorporé est donc une pièce anisotrope du point de vue de sa rigidité. En pratique, les portions longilignes peuvent adopter différentes géométries. Il peut 20 ainsi s'agir de portions rectilignes, dont la largeur, c'est-à-dire la plus petite dimension, mesurée dans le sens longitudinal, est très faible, typiquement d'au moins 10 fois inférieure à la longueur, mesurée transversalement entre les deux points du reste de l'élément sur lequel sont reliés cette portion longiligne. 25 Les portions longilignes peuvent également avoir une forme ondulée, soit avec une forme courbe, soit avec une forme composée d'un enchaînement de segments successifs, deux segments consécutifs formant entre eux un angle non nul. En pratique, le positionnement des points de raccordement des portions longilignes 30 avec le reste de l'élément incorporé peut être adapté en fonction des propriétés mécaniques souhaitées. Ainsi, les portions longilignes peuvent s'étendre entre deux points situés à un même niveau longitudinal, ou bien encore à des niveaux légèrement décalés, dans le sens de la longueur de la planche. Il est également possible de mixer ces différents modes de réalisation, avec certaines portions qui s'étendent entre deux points situés au 3058899 -4- même niveau longitudinal, et d'autres portions avec des points d'ancrage décalés dans un sens et/ou dans l'autre. Dans une première forme de réalisation, les portions longilignes peuvent s'étendre 5 entre deux points situés sur la zone périphérique de l'élément de structure. En d'autres termes, l'élément de structure incorporé présente une portion périphérique qui forme son pourtour, et sur laquelle sont rattachées les portions longilignes, qui s'étendent donc sur la quasi-totalité de la largeur de l'élément de structure. 10 Dans un autre mode de réalisation, l'élément de structure peut comporter deux zones pleines, orientées sensiblement longitudinalement, et entre lesquelles s'étendent des portions longilignes. En d'autres termes, les portions longilignes caractéristiques ne s'étendent pas sur toute la largeur de l'élément de structure incorporé, mais seulement à des niveaux intermédiaires en largeur, définis par les zones pleines orientées sensiblement 15 parallèlement à l'axe de la planche. Ces portions supplémentaires influent en augmentant légèrement la raideur en flexion longitudinale de la planche, et il est possible d'agir sur cette raideur en prévoyant que ces zones pleines présentent des zones de moindre largeur au niveau desquelles la raideur en flexion est donc diminuée. 20 Selon une variante de réalisation, les axes principaux de ces zones pleines forment entre eux un angle inférieur à 10°. En d'autres termes, ces zones pleines s'étendent longitudinalement en divergeant légèrement et s'écartent en se rapprochant de l'extrémité de la planche, de sorte que la longueur des portions longilignes caractéristiques augmente en se rapprochant de l'extrémité de la planche. 25 Selon une variante d'exécution, on peut prévoir que les portions longilignes présentent une largeur, mesurée dans le sens longitudinal, qui décroît en se dirigeant vers le point extrême de l'extrémité relevée. En d'autres termes, les portions longilignes sont de plus en plus étroites au fur et à mesure qu'on se rapproche de l'extrémité de la planche, 30 de sorte que la masse rapportée est de plus en plus faible. Parallèlement, l'influence sur la raideur en flexion transversale est également réduite, dans la zone extrême où cette raideur n'est pas nécessaire. 3058899 -5- Dans une forme spécifique d'exécution, les portions longilignes peuvent former des courbes dessinant des trapèzes alternés, définissant ainsi entre deux portions longilignes successives des évidements de forme hexagonale. 5 Avantageusement en pratique, l'élément de structure incorporé peut comporter une zone de moindre épaisseur formée dans la région opposée au point extrême de l'extrémité relevée. En d'autres termes, l'élément de structure incorporée peut comporter une réservation destinée à accueillir une ou plusieurs couches de renforts qui se prolongent depuis le noyau, et chevauchent partiellement l'élément de structure incorporée, sur sa 10 face inférieure ou sur sa face supérieure. Description sommaire des figures La manière de réaliser l'invention, ainsi que les avantages qui en découlent, ressortiront bien de la description des modes de réalisation qui suivent, à l'appui des 15 figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est une vue en perspective sommaire de l'empilement des différentes couches employées pour la réalisation d'un ski conforme à l'invention, intégrant les éléments de structure caractéristiques ; - les figures 2 à 6 sont des vues de dessus de différentes variantes d'un élément de 20 structure incorporée. Manières de réaliser l'invention La figure 1 illustre une planche 1 qui est composée de l'empilement d'un ensemble inférieur 3 sur lequel repose le noyau 4 et des éléments de structure incorporée 20, 21, 25 lesquels reçoivent sur la face supérieure l'ensemble supérieur 2. Dans la forme illustrée, l'ensemble inférieur 3 comporte la semelle 13 sur les bords de laquelle sont mises en place les carres latérales 12 sur lesquels reposent les éléments de chant 11. Entre les chants est disposée une couche de renfort 14, qui peut par exemple être à base d'un matériau fibreux imprégné. Dans la forme illustrée, l'extrémité arrière de la planche comporte un élément 30 rapporté 16 qui permet de renforcer le talon de la planche, qui est souvent soumis à des chocs lors du transport de la planche. 3058899 -6- La planche de la figure 1 comporte également un ensemble supérieur qui est composé d'une couche supérieure de protection et de décoration 5, qui s'étend depuis l'extrémité avant 6 terminant la spatule, jusqu'à l'extrémité arrière 7 formant le point extrême arrière du talon. Dans la forme illustrée, la couche de décoration 5 présente des 5 motifs translucides ou transparents 17 localisés à l'aplomb des évidements de l'élément de structure qui sera décrit plus avant. Cette couche supérieure de protection 5 recouvre une couche de renfort 10, qui s'étend sur la quasi-totalité de la longueur de la planche, et se termine par des extrémités trapézoïdales. Bien entendu, d'autres renforts supplémentaires peuvent être envisagés avec d'autres géométries et diverses matières, 10 sans sortir du cadre de l'invention. L'ensemble supérieur 2 et l'ensemble inférieur 3 sont séparés par le noyau 4 qui s'étend sur la quasi-totalité de la longueur de la planche, et qui est prolongé vers l'avant et l'arrière par des éléments de structure incorporée 20, 21. Le raccord entre ces éléments de 15 structure 20, 21 et le noyau se fait par l'intermédiaire de découpes trapézoïdales 22, 23, 24, 25 qui permettent d'assurer un calage transversal de l'ensemble. Comme évoqué, l'invention concerne plus spécifiquement la géométrie des éléments de structure incorporés dans les extrémités de la planche de glisse pour former le relevé 20 de la spatule et/ou le relevé du talon. Différentes variantes de géométrie peuvent être envisagées, qui respectent le principe de présenter des portions longilignes s'étendant transversalement. Ces éléments de structure sont positionnés dans la continuité du noyau de la planche, à l'avant et à l'arrière, et de préférence débouchent sur les côtés latéraux de la planche de glisse pour les renforcer. Ces éléments de structure présentent une structure 25 ajourée comportant des évidements traversants de géométrie diverses. A l'intérieur de la planche, ces évidements sont soit emplis d'air, soit emplis au moins partiellement par la résine d'imprégnation des matériaux qui flue lors du moulage de planche, voire de tout autre matériau de faible densité, tel qu'une mousse. 30 Ainsi, comme illustré à la figure 2, l'élément de structure 30 comporte plusieurs portions longilignes 31-34, qui s'étendent transversalement, depuis les régions 40, 41 formant le pourtour de l'élément 30. Ces portions longilignes 31-34 présentent une longueur L, mesurée transversalement, c'est-à-dire perpendiculairement à l'axe longitudinal 15 qui est nettement plus grande, typiquement supérieure à cinq voire dix 3058899 -7- fois la largeur e mesurée dans le sens longitudinal. Ces différentes portions longilignes 31-34 définissent entre elles et par rapport au reste de la structure des évidements 35-39 qui traversent l'intégralité de l'épaisseur de l'élément de structure 30. 5 On note que la rigidité en flexion longitudinale de l'élément 30 est essentiellement conférée par la rigidité des portions 40, 41 qui forment le pourtour de l'élément 30. À l'inverse, la rigidité en flexion transversale résulte de la présence des différents éléments longilignes 31-34. La raideur en flexion longitudinale est donc clairement inférieure à la raideur en flexion transversale, ce qui permet à la spatule de résister aux efforts lorsque le 10 ski est incliné latéralement et en particulier lors du déclenchement et de la conduite de virages. La figure 3 illustre une variante de réalisation dans laquelle les portions longilignes 51-54 ne sont pas rectilignes comme dans l'exemple de la figure 2, mais 15 présentent une forme courbe, tout en se raccordant aux portions 60, 61 formant le pourtour de l'élément 50, à des niveaux longitudinaux similaires. Les évidements traversants 55-59 définis entre les portions longilignes 51-54 présentent également une géométrie dont les contours sont courbes, ce qui permet de modifier les rigidités des extrémités de la planche et peut présenter un intérêt esthétique. Grâce à la forme incurvée 20 des portions longilignes 51-54, la résistance en flexion transversale est légèrement inférieure par rapport à celle de l'élément de la figure 2, à section de matière identique. La figure 4 illustre une autre variante dans lesquels les portions longilignes 71-73 présentent des géométries distinctes. Plus précisément, la portion longiligne 71 est 25 composée d'une pluralité de segments successifs. Ces segments sont orientés alternativement dans un sens et dans l'autre par rapport à un axe transversal, pour donner une forme de zigzag. La portion longiligne 71 est raccordée aux portions périphériques 80, 81 en deux régions 82, 83 qui sont situées à des niveaux différents longitudinalement. 30 L'élément 70 comporte également une portion longiligne 72, qui s'étend entre deux points 84 et 85 des zones périphériques 80, 81, qui sont situées au même niveau longitudinal, à l'instar de l'exemple de la figure 2. 3058899 -8- L'élément 70 comporte également une deuxième portion en forme de zigzag 73, qui se raccorde au niveau des régions périphériques 80, 81 en deux points 86, 87 qui sont situées à des niveaux longitudinaux différents. On note que les extrémités 83, 87 des portions longilignes 71, 73 sont plus proches de de l'extrémité 85 de la portion 5 longiligne 72 centrale, en comparaison avec les extrémités 82, 86 des mêmes portions longilignes 71, 73, qui sont plus éloignées de l'extrémité 84 de la portion longitudinale centrale 72. Le comportement mécanique de cet élément de structure 70 qui est asymétrique par 10 rapport à l'axe médian longitudinal du ski, favorise les appuis du côté où les extrémités 83, 85, 87 des portions longilignes 71, 72, 73 sont le plus rapproché. Ainsi, le comportement du ski est différent selon si la planche est en contact de la neige au niveau de la carre droite ou de la carre gauche. 15 Dans la variante illustrée à la figure 5, l'élément de structure incorporé 90 comporte des portions longilignes 91, 96, 97, 98 qui ne sont pas rectilignes, mais composées par une succession de segments 99, 92, 93, 94, 95 définissant une forme ondulée, et plus précisément une succession de zones trapézoïdales. Les différentes portions longilignes 91, 96, 97, 98 sont raccordées aux portions périphériques 110, 111 au même niveau 20 longitudinal. En d'autres termes, les segments terminaux 91, 95 des portions longilignes se trouvent alignés. Entre ces segments extrêmes 99, 121 ; 95, 125 se définissent des évidements traversants 101, 103 de forme polygonale, est partiellement hexagonale dans la forme illustrée. Ces deux évidements 101, 103 sont reliés par un canal de moindre largeur 102, défini entre les segments 93, 123 formant les sommets des zones 25 trapézoïdales les plus décalées des points d'ancrage des portions longilignes correspondantes. De même, l'évidement 104 défini entre les portions longilignes 96, 97 présente une forme entièrement hexagonale, et se prolonge latéralement par deux canaux ouverts de faible largeur. 30 D'un point de vue mécanique, le comportement de l'élément de structure 90 est tel que sa raideur en flexion longitudinale est comme pour les exemples précédents essentiellement dépendante de la largeur des portions périphériques 110, 111. À l'inverse, la raideur en flexion transversale peut être réglée en ajustant la largeur, mesurée dans le sens longitudinal de chacune des portions longilignes 91, 96-98. 3058899 -9- La figure 6 illustre un mode de réalisation particulier, dérivé de celui illustré à la figure 5. On retrouve ainsi les portions longilignes 151, 152, 153 formées de segments successifs définissant des courbes ondulées à motifs trapézoïdaux, entre lesquels se 5 définissent des évidements de forme globale hexagonale 160, reliés par des canaux étroits 161. Dans ce mode de réalisation, les portions longilignes présente une largeur, mesurée longitudinalement, qui décroit en se dirigeant vers le point extrême de l'extrémité relevée. 10 En ce qui concerne les évidements, dans le sens longitudinal, des motifs particuliers d'évidements se succèdent : un premier motif composé de deux hexagones 160 reliés par un canal ouvert 161 s'alterne avec un deuxième motif composé d'un hexagone 160 se prolongeant de part et d'autre par deux canaux 161. L'alternance de ces profils permet de créer les portions longilignes du type 151, 152 et 153. 15 Dans la forme illustrée, la largeur et la longueur des évidements formés à la fois par les zones hexagonales et par les canaux évoluent de façon croissante en allant vers l'extrémité de l'incorporé, ceci pour diminuer progressivement l'inertie de la planche en allant vers ses extrémités et ainsi améliorer la maniabilité de la planche. 20 Dans cette forme de réalisation, l'élément de structure 150 comporte également des zones pleines 170, 174 dont la portion principale s'étend sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal médian 15. Ces zones pleines sont symétriques par rapport à l'axe médian longitudinal de la planche et sont situées relativement proches des côtés latéraux 25 de la planche pour limiter les déformations locales des bords de la planche et ainsi obtenir un meilleur contact de l'extrémité de la planche avec la neige en phase de virages, lorsque la planche est basculée sur la carre. Ces portions pleines sont orientées de manière légèrement divergente et s'écartent l'une de l'autre en se rapprochant du point extrême 157 de l'élément de structure incorporé 150. En pratique, les axes 190, 191 de ces zones 30 pleines 174, 170 forment entre eux un angle compris entre 5 et 10 degrés. Ces zones pleines 170, 174 comportent l'alternance de zones de plus forte largeur 171, et de zones de plus faible largeur 172, définies entre les évidements hexagonaux situés de part et d'autre. Ces zones de moindre largeur permettent ainsi de 3058899 -10- diminuer la rigidité en flexion longitudinale de ses portions pleines, qui ont un impact prépondérant sur la rigidité en flexion longitudinale de l'ensemble. Ainsi, dans la forme illustrée, les portions longilignes 151, 152, 153 se raccordent latéralement à ces zones pleines 170, 174, qui sont elles-mêmes séparées des portions périphériques 155, 156 par 5 un ensemble d'évidements 158, de forme hexagonale ou dérivée. Dans la région de l'élément de structure 150 située la plus proche du noyau, des évidements hexagonaux 184, 185, 186 sont également définis, et reliés par des canaux étroits 188, de manière à réduire la rigidité en flexion longitudinale. D'autres 10 évidements 182, au contour totalement hexagonal, sont également prévus dans le but d'alléger l'élément 150. Dans cette région, l'élément de structure 150 présente une épaisseur moindre, dont le pourtour est délimité par un décrochement 180, de sorte qu'à l'intérieur de ce décrochement, l'épaisseur de l'élément 150 est moindre, de manière à pouvoir accueillir l'épaisseur du renfort 10. Ce décrochement 180 présente une forme 15 trapézoïdale, afin de bien assurer le blocage transversal du renfort. Les différents éléments de structure sont de préférence en matériaux plastiques et peuvent être obtenus par injection, par découpe ou impression tridimensionnelle. Bien entendu, l'élément de structure décrit ici pour son intégration à la spatule d'une 20 planche peut être adapté en dimension et en épaisseur pour son incorporation à l'intérieur de la zone du talon, qui est légèrement relevée. La planche de glisse peut présenter soit un seul élément de structure dans l'une de ses extrémités positionné au niveau du talon ou au niveau de la spatule, soit elle peut présenter deux éléments de structure, en talon et en spatule. 25 Les éléments de structure selon l'invention sont d'autant plus intéressants pour optimiser non seulement le comportement en flexion longitudinale et en flexion transversale des extrémités d'une planche de glisse, mais aussi l'inertie de ses extrémités, et ceci en particulier pour une planche large. On entendra par planche large pour un ski 30 alpin, une planche qui présente une largeur maximale dans la zone de la spatule supérieure à 110mm et une largeur maximale dans la zone du talon supérieure à 100mm. Il ressort de ce qui précède que la planche de glisse conforme à l'invention présente l'avantage de posséder une spatule qui est non seulement allégée, mais qui présente 3058899 -11 également un comportement différencié de raideur en flexion longitudinale et transversale. En outre, elle présente un aspect esthétique attrayant, du fait qu'il permet le passage de la lumière au travers de la spatule et du talon. 5