Brevet FR3091698A1 — publié le 20200717

Description Titre de l'invention : Arçon de selle d'équitation en matériau composite Domaine technique [0001] L'invention a trait au domaine du matériel pour équitation et concerne un arçon de selle d'équitation. [0002] Les selles d'équitation permettent l'assise et le maintien d'un cavalier sur une monture telle qu'un cheval. Parmi les différents types de selles d'équitation connus, les selles permettant une monte dite « à l'anglaise » sont généralement constituées d'un arçon qui est une armature formant le pommeau et le troussequin de la selle. Une selle d'équitation complète comporte un tel arçon et reçoit généralement des équipements tels que des couteaux d'étrivières, des sangles, des quartiers, etc. Un siège pour le cavalier est de plus monté sur l'arçon. Technique antérieure [0003] La demande de brevet FR2931140 décrit un tel arçon de selle d'équitation. Cet arçon est associé à une pièce en forme générale de nappe qui est limitée par un bord libre extérieur comportant une partie formant pommeau, une partie formant troussequin et deux parties longitudinales. Ce bord libre extérieur est apte à coopérer avec un bord libre intérieur complémentaire de l'arçon. La nappe comprend des parties élémentaires en forme de bande, deux bandes voisines étant séparées l'une de l'autre par une fente. Cette pièce en forme générale de nappe, lorsqu'elle est combinée avec un arçon adapté à la recevoir, permet de concilier une certaine rigidité offrant une bonne protection de la monture et une certaine souplesse adaptée au confort du cavalier. [0004] Bien que les selles d'équitation de l'art antérieur représentent un progrès dans l'ergonomie pour le cavalier et pour la monture, cette ergonomie peut encore être améliorée de même que la cohérence dans le comportement dynamique de l'ensemble. Exposé de l'invention [0005] L'invention a pour but d'améliorer les arçons de selle d'équitation de l'art antérieur. [0006] À cet effet, l'invention vise un arçon de selle d'équitation comportant une armature formant un pommeau et un troussequin reliés par des bandes latérales, cet arçon étant constitué d'une seule pièce de matériau composite dont le renfort comporte une pluralité de couches de matériau en feuille superposées et dont la matrice est constituée d'au moins une résine. L'armature comporte : - une première strate comportant au moins une couche de matériau en feuille, cette première strate constituant une ossature qui présente un contour interne délimitant une ouverture centrale ; 2 - une deuxième strate superposée à la première strate et comportant au moins une couche de matériau en feuille, la deuxième strate s'étendant par ailleurs sur l'ouverture centrale et constituant une assise de cavalier. [0007] Un tel arçon est réalisé en matériau composite pour les propriétés de légèreté, de rigidité, et de flexibilité procurées par ces matériaux. La réalisation en matériau composite permet de plus la réalisation de l'arçon en deux strates de matériau en feuille. La première strate est formée d'au moins une couche de matériau en feuille, et de préférence de plusieurs de ces couches. Cette première strate ne participe qu'à la fonction principale de l'arçon (la constitution d'une armature) en fournissant une ossature participant à la constitution de l'armature. La deuxième strate est également formée d'au moins une couche de matériau en feuille, et de préférence de plusieurs de ces couches. Cette deuxième strate participe également à la fonction principale de l'arçon, en complétant l'ossature de la première strate pour former l'armature, et intègre de plus une assise de cavalier dans la structure même de l'arçon, de sorte que cette assise soit reliée à toute la surface de l'armature. [0008] Un tel arçon peut être directement équipé d'un siège de selle (généralement en cuir rembourré) prenant appui sur la deuxième strate et ne nécessite aucune toile ou structure tendue (telles que des « faux sièges ») sous cc siège ni aucune pièce rapportée sur l'arçon. L'arçon selon l'invention se présente comme une seule et même pièce qui réalise, d'une part, une fonction d'interface avec la monture avec les contraintes conséquentes de rigidité et d'ergonomie pour la monture, et réalise d'autre part une fonction d'interface avec le cavalier en assurant mécaniquement le maintien de son assise, avec les contraintes conséquentes de souplesse et d'ergonomie pour le cavalier. De plus, ces deux fonctions sont reliées l'une à l'autre par la structure générale faite de couches de matériau en feuille. En effet, l'arçon lie ces deux fonctions de sorte que, pendant les phases dynamiques de la monte, les mouvements de la monture et du cavalier sont intimement liés par à la présence, au sein de l'empilement de couches de matériau en feuille, de certaines couches assurant la fonction d'armature et d'autres couches assurant une fonction d'assise. [0009] Par ailleurs, l'arçon selon l'invention permet la mise en oeuvre de procédés de fa- brication présentant une grande répétabilité, compatible notamment avec des exigences de certification qualité, car il est produit en une seule pièce et ne nécessite ni la mise en place manuelle de toile ou structure tendue sur une armature, ni la fixation d'une pièce souple indépendante. Des moyens de production conforme aux règles de l'art des matériaux composite permettent ainsi la production en série de l'arçon. L'invention permet la mise en oeuvre de procédés de fabrication qui garantissent l'uniformité des arçons produits et la stabilité mécanique de chaque arçon dans le temps. [0010] L'arçon selon l'invention présente ainsi des avantages dans son comportement 3 statique (confort du cavalier et confort de la monture) et. des avantaees dans son comportement dynamique (lien entre les fonctions d'interface avec le cavalier et d'interface avec la monture) qui limitent les phénomènes de résonance entre le mouvement de l'assise cavalier et le mouvement du dos de la monture. [0011] L'arçon selon l'invention peut comporter les caractéristiques additionnelles suivantes, seules ou en combinaison : - la première strate est constituée d'une pluralité de couches de matériau en feuille ; - les couches de matériau en feuille de la première strate sont des couches de feuilles de bois ; - la deuxième strate est constituée d'une pluralité de couches de matériau en feuille ; - les couches de matériau en feuille de la deuxième strate sont des couches feuilles de fibres tissées ; - les fibres tissées sont des fibres de carbone ; - l'arçon comporte un panneau de renfort disposé contre la première strate, au niveau du pommeau, sur la face de la première strate qui est opposée à la deuxième strate ; - l'arçon comporte une fenêtre pratiquée dans la première strate, la deuxième strate et le panneau de renfort étant fixés l'un contre l'autre au travers de la fenêtre, dans une zone de jonction ; - le panneau de renfort est réalisé par un empilement de couches du même matériau en feuille que le matériau en feuille de la deuxième strate ; - le panneau de renfort comporte une matrice constituée de la même résine formant la matrice de la deuxième strate, cette résine étant également présente dans la zone de jonction entre la deuxième strate et le panneau de renfort ; - la deuxième strate comporte des rainures traversantes en vis-à-vis de l'ouverture centrale ; - les rainures sont disposées en quinconces ; - les rainures sont disposées selon des lignes épousant sensiblement la forme du contour interne de l'ossature ; - au moins l'une des rainures est en forme de V, la pointe de cette forme en V étant disposée dans un plan vertical coupant longitudinalement l'arçon. [0012] En ce qui concerne cette dernière caractéristique, la direction verticale, dans laquelle s'étend le plan vertical coupant longitudinalement l'arçon, est défini par rapport à l'arçon l'orientation qu'il adopte en position de montage sur la monture, c'est-à-dire lorsque l'assise cavalier est tournée vers le haut et l'ouverture centrale est tournée vers le bas. Brève description des dessins [0013] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif en référence aux dessins annexés, dans lesquels : [0014] [fig.1] La figure 1 est une vue en perspective d'un arçon de selle d'équitation selon l'invention, vue de l'arrière ; [0015] [fig.2] La figure 2 est une vue en perspective, de l'avant de l'arçon de la figure 1 ; [0016] [fig.3] La figure 3 est une vue de face de l'arçon de la figure 1 ; [0017] [fig.4] La figure 4 est une vue de côté de l'arçon de la figure 1 ; [0018] [fig.5] La figure 5 est une vue de détail de l'encart V de la figure 3 ; [0019] [fig.6] La figure 6 est une vue éclatée schématique d'un détail de la figure 3 ; [0020] [fig.7] La figure 7 est une vue en coupe, selon la coupe AÀ de la figure 4 ; [0021] [fig.8] La figure 8 est une vue de dessus de l'arçon de la figure 1 ; [0022] [fig.9] La figure 9 est une vue schématique similaire à la figure 8. Description des modes de réalisation [0023] Les figures 1 et 2 représentent en perspective un exemple d'arçon de selle de cheval selon l'invention. Un tel arçon est le composant central d'une selle d'équitation. Les autres constituants de la selle d'équitation sont par ailleurs connus et ne seront pas décrits plus en détail ici. [0024] L'arçon 1 se présente sous la forme d'une pièce unique en matériau composite et ne comporte aucun assemblage mécanique. L'arçon 1 intègre une armature 2 ainsi qu'une assise de cavalier 3. L'arçon 1 présente une partie avant et une partie arrière correspondant respectivement à l'avant et à l'arrière de la monture. Sur sa partie avant, l'armature 2 comporte une arcade formant le pommeau 4 de l'arçon 1. La forme de l'armature sur sa partie arrière constitue quant à lui le troussequin 5 de l'arçon 1. L'armature comporte de plus deux bandes latérales 6 reliant le pommeau 4 et le troussequin 5. L'arçon 1 comporte de plus deux pointes 7 destinées notamment à recevoir les couteaux d'étrivière (non représentés). Optionnellement, le troussequin 5 peut recevoir une pièce rapportée (non représentée) permettant d'obtenir une forme particulière pour cette portion de l'arrière de la selle. [0025] L'arçon 1 est réalisé en matériau composite dont le renfort est constitué d'une pluralité de couches de matériau en feuille superposées et dont la matrice est constituée d'une résine. Les couches de matériau en feuille sont superposées selon une première strate 8 et selon une deuxième strate 9. Chacune des strates 8, 9 comporte au moins une couche de matériau en feuille. De préférence, Chacune des strates 8, 9 comporte comporte plusieurs couches de matériau en feuille. [0026] La figure 3 est une vue de face de la partie avant de l'arçon 1. La tranche de l'arçon 1 qui est visible sur cette vue montre la superposition de la première strate 8 et de la deuxième strate 9. Dans le présent exemple, chacune des strates 8, 9 est constituée de plusieurs couches de matériau en feuille. Cependant, pour simplifier les figures, les différentes couches constituants chacune des strate 8, 9 n'ont pas été représentées dans les figures, sauf sur la figure 5, et seront décrites plus en détail en référence à cette figure 5. [0027] La figure 3 montre que la première strate 8 constitue une ossature 10 s'étendant sur le pourtour de l'arçon 1. Cette ossature 10 comporte une ouverture centrale 11. [0028] Dans le présent exemple, la première strate 8 est constitué de feuilles de bois su- perposées et solidarisées par une matrice faite d'une résine adaptée au bois, par exemple une résine polyuréthane. Pour la réalisation de la première strate 8, les feuilles de bois sont mises en forme suivant les courbures recherchées pour l'ossature 10 et sont ensuite collées ou noyée dans la résine. [0029] La deuxième strate 9 prend place sur la première strate 8. À l'interface entre la première strate 8 et la deuxième strate 9, la couche inférieure de matériau en feuille de la deuxième strate 9 est solidarisée par la résine à la couche supérieure de matériau en feuille de la première strate 8 (les expressions couche inférieure et couche supérieure se réfèrent à l'orientation de l'arçon tel qu'il est montré à la figure 3). [0030] La deuxième strate 9 est, dans le présent exemple, constituée d'une superposition de feuilles de fibre de carbone tissées et noyées dans une résine adaptée. [0031] La deuxième strate 9 s'étend sur l'ossature 10 et s'étend également sur l'ouverture centrale 11. L'armature 2 de l'arçon 1 est constituée par l'ossature 10 et par la portion de la deuxième strate 9 qui est superposée sur cette ossature 10. [0032] L'arçon 1 est ainsi constitué d'un matériau multicomposite dont le renfort est constitué d'une pluralité de couches de matériau en feuille superposées et dont la matrice est constituée d'une résine. L'étendue de la deuxième strate 9 de couche de matériau en feuille diffère de la première strate 8 par le fait qu'elle s'étend également sur l'ouverture centrale 11 laissée par l'ossature 10. La deuxième strate rempli ainsi une deuxième fonction (en plus de sa première fonction de participation à la constitution de l'armature 2 conjointement avec la première strate 8) qui est la réalisation d'une assise cavalier. 6 [0033] Dans le présent exemple, la première strate 8 et la deuxième strate 9 sont constituées par des couches de matériaux différents ayant pour matrice la même résine ou au contraire deux résines différentes adaptées chacune au matériau respectif des strates 8, 9 (la résine présente à l'interface des strates 8, 9 devant être compatible avec les deux types de matériau en feuille). [0034] Alternativement, la première strate 8 et la deuxième strate 9 peuvent être constituées de couches du même matériau en feuille, le tout avec une même résine comme matrice. [0035] La deuxième strate 9 forme ainsi une membrane dont la portion s'étendant en vis- à-vis de l'ouverture centrale 11 comporte des rainures 12. [0036] En référence à la figure 3, l'arçon 1 comporte de plus un panneau de renfort 13 disposé sous la première strate 8, au niveau du pommeau 4. Le panneau de renfort 13 est ici réalisé par une pluralité de couches de matériau en feuille dans une matrice de résine, ce matériau en feuille et cette résine étant identiques à ceux du deuxième strate 9. [0037] La figure 4 est une vue de côté de l'arçon 1 montrant la superposition des couches de matériau en feuille des strates 8, 9 sur tout le pourtour de l'arçon 1. Les rainures 12 de la deuxième strate 9 sont également visibles sur cette vue de côté de la figure 4. [0038] La figure 5 est une vue agrandie de l'encart V de la figure 3. Cette figure 5 montre le détail de l'empilement des couches de matériau en feuille selon le présent exemple. La première strate 8 est ici réalisé par la superposition d'une douzaine de feuilles de bois de 1 millimètre d'épaisseur. [0039] La deuxième strate 9 comporte quant à elle, selon cet exemple, six couches de feuilles de fibres de carbone tressées dont le grammage est de 400 g/m2. [0040] La coopération du panneau de renfort 13 et du deuxième strate 9 est décrite en référence aux figures 6 et 7. [0041] La figure 6 est une vue éclatée partielle du pommeau 4 de l'arçon 1 montrant le panneau de renfort 13 séparé du reste de l'arçon 1. Le panneau de renfort 13 et la deuxième strate 9 sont raccordés au niveau d'une fenêtre 14 pratiquée dans la première strate 8. [0042] La figure 7 est une vue selon la coupe AA de la figure 4 et montre l'assemblage du panneau de renfort 13 et de la deuxième strate 9 à travers la fenêtre 14. Le panneau de renfort 13 et la deuxième strate 9 sont solidaires l'un de l'autre, au niveau d'une zone de jonction (18), au même titre que deux couches de matériau en feuille internes à la deuxième strate 9. Le panneau de renfort 13 permet ainsi la transmission d'efforts entre la partie inférieure de l'arçon 1 et la deuxième strate 9 qui constitue l'assise 3, c'est à dire entre la monture et le cavalier. [0043] En référence à la figure 8, l'arçon 1 est vu de dessus et les contours de l'armature constituée par la première strate 8 sont représentés en pointillés. Les contours de la 7 fenêtre 14 sont également représentés en pointillés. Les motifs réalisés par les rainures 12 sont par ailleurs visibles sur cette vue de dessus. [0044] Les rainures 12 permettent des déformations locales de la deuxième strate 9, par flexion de portions de l'assise 3, pour offrir au cavalier souplesse et confort. À cet effet, les rainures 12 sont disposées en quinconce et s'étendent sensiblement suivant des lignes épousant le contour interne 15 de l'ossature 10. [0045] La figure 9 illustre schématiquement les lignes suivant lesquelles s'étendent les rainures 12. [0046] En référence conjointement aux figures 8 et 9, les rainures 12 sont disposées, dans le présent exemple, selon sept lignes de contour 16A à 16G. Ces lignes épousent le contour interne 15. Les lignes les plus périphériques (16A à 16D) suivent un tracé très proche du contour interne 15 tandis que les lignes plus centrales (16E à 16G) comblent l'espace restant jusqu'à la ligne la plus centrale 16G. Dans le tracé de chacune de ces trois lignes les plus centrales 16E, 16F, 16G, la deuxième strate 9 comporte une rainure centrale en forme de V 17. Ces rainures 17 sont dites centrales car la pointe de leur forme en V est disposée dans un plan vertical 19 coupant longitudinalement l'arçon (ce plan étant perpendiculaire au plan de la figure 8 et étant donc représenté par une ligne pointillée sur cette figure). Les deux bords de cette forme en V, s'étendant de part et d'autre de la pointe du V, correspondent à la zone de pression des os iliaques du cavalier. C'est sur cette zone que s'exerce la plus forte pression sur l'assise 3 et la présence de ces rainures procure un avantageux soutien dynamique. [0047] Des variantes de réalisation de l'arçon 1 peuvent être mises en oeuvre sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, le nombre et la nature des couches de matériau en feuille de la première strate 8 et de la deuxième strate 9 peuvent varier en fonction de la rigidité ou de la flexibilité souhaitée, de même que l'épaisseur de ces couches. 8