Brevet FR3100853A1 — publié le 20210319

L'invention concerne notamment une structure cellulaire gonflable (1) d'absorption de chocs qui est constituée de deux feuilles (10,11) étanches soudées l'une à l'autre selon des lignes de soudure (100) qui délimitent des cellules gonflables (2), caractérisée par le fait que : - lesdites cellules gonflables (2) sont agencées selon au moins une matrice bidimensionnelle (MA) de n lignes (L1-L6) et m colonnes (C1-C6) de cellules (2), n et m étant des nombres entiers égaux ou différents, chacun supérieur ou égal à 2, ces cellules (2) étant non jointives ; - une cellule périphérique (2) de ladite matrice (MA) est raccordée à un embout de gonflage (4) ; - les cellules (2) de la ligne et/ou de la colonne à laquelle appartient ladite cellule périphérique (2) raccordée audit embout de gonflage (4) communiquent de proche en proche par un canal (3) de formant étranglement, tandis que chaque cellule restante (2) de ladite matrice (MA) est également raccordée à au moins une des cellules voisines (2) de la même ligne et/ou de la même colonne par un canal (3) de communication formant étranglement. Figure pour l’abrégé : figure 1 STRUCTURE CELLULAIRE GONFLABLE ET ARTICLE AINSI EQUIPE DOMAINE TECHNIQUE GENERAL La présente invention se situe dans le domaine des dispositifs de protection des individus, lorsque ces derniers chutent ou sont la cible d'un impact. Elle a notamment trait à une structure cellulaire gonflable d'absorption de chocs. ETAT DE LA TECHNIQUE On désigne couramment par "effet arrière" le mécanisme de flexion important dû au cône dynamique d’enfoncement généré par l'impact d'un projectile ou résultant d'une chute. Il découle d'un transfert d'énergie cinétique vers le corps. Des exemples des conséquences de l'effet arrière provoqués par une chute ou un projectile sur un corps humain sont donnés ci-après : Les lésions pariétales quasi systématiques dont : - Érosions et plaies cutanées ; - Réaction vasomotrice cutanée ; - Fractures d’os ; - Effraction de la plèvre pariétale généralement associée aux fractures de côtes. Les Lésions pulmonaires dont : - Contusions et hémorragies pulmonaires ; - Pneumothorax, embolies gazeuses et hémothorax ; - Lésions abdominales. Les lésions abdominales, en particulier concernant les organes pleins situés au contact de la paroi (foie, rate, reins). Les lésions cardiaques. Les lésions osseuses, fractures, souvent limitées à la zone au contact du cône de déformation, mais éventuellement associées à des fractures ou luxations à distance. On constate aussi des lésions de la colonne vertébrale et occasionnellement des lésions du dos. Une solution pour mesurer l'effet arrière est d'avoir recours au "viscous criterion" ("VCmax") qui correspond au maximum du produit de la vitesse de déformation par le taux de compression rapporté à la déformation maximale en fonction du temps. Ce "VCmax" a l’avantage de n’utiliser que des données facilement accessibles et peut servir de base à des comparaisons entre les différentes solutions de protection. En tout état de cause, l'effet arrière peut être à l’origine de lésions graves ou incapacitantes. Pour une même protection et un même projectile (ou des caractéristiques identiques de chute), la gravité des lésions ainsi que l’importance des paramètres physiques lors de l’impact sont liées à l’énergie d’impact du projectile ou de la chute et à sa vitesse de transmission au corps. Ce problème est d'autant plus important que se sont développés récemment des gilets pare-balle souples, de sorte que sous l'effet d'un impact, le gilet se déforme vers l'arrière, transmettant ainsi une importante onde d'énergie. Cependant, cette énergie cinétique au moment de l’impact ne correspond pas à l’énergie transmise au thorax. Elle est fonction de la protection en place entre ces deux derniers. Cette protection doit pouvoir se déformer suffisamment mais pas trop pour absorber l'énergie, sans gêner l’utilisateur. Dans certains cas, on peut avoir recours à un "bouclier de tension" qui est disposé entre le thorax de l'individu et le gilet pare-balle qui a pour fonction de diffuser et d'absorber tout ou partie de l'énergie d'impact. Plus précisément, l’objectif d'un tel bouclier sur des impacts à très haute vitesse est de répartir les forces pour les diminuer. En pratique, un tel bouclier ne remplit pas parfaitement cette fonction. En tout état de cause, afin de comparer plusieurs types de protections, il est nécessaire d’établir un lien entre les lésions et la dynamique de déformation de la face arrière, c'est à dire celle qui est en contact avec le corps. Ainsi, il existe des protections gonflables qui sont soit compartimentées, soit d’un seul tenant, ou comportent des soudures de cloisonnement, et ont pour principal inconvénient un encombrement (épaisseur) supérieur à 30mm, et une rigidité dépendant de leur pression de gonflage. Leurs différents compartiments se trouvent fragilisés si la pression de gonflage est trop importante, à cause de leur volume d’air trop important. Il se comporte alors comme un ballon gonflable. Par exemple, on décrit dans US 876 237 une protection gonflable à l'usage des joueurs de baseball, qui a pour objectif de diviser les parties gonflables qui la constituent, de sorte que dans le cas où l'une d'entre elles se perfore, les parties restantes restent gonflées pour continuer à assurer une protection. Il n’y a ici aucune logique de gestion de la pression entre les parties, mais simplement un souhait d'isoler les parties en cas de crevaison. Dans US 3 550 159 est décrite une structure cellulaire adaptée pour être portée par une personne en vue de la protéger contre les chocs. On a affaire ici à une structure formée de plusieurs épaisseurs de cellules contiguës. Chaque cellule comprend deux grandes faces parallèles et quatre cloisons soudées auxdites grandes faces, de sorte qu'elle a la forme générale d'un parallélépipède rectangle. Des trous formés dans certaines cloisons permettent un passage d'air dans le sens de l'épaisseur et latéralement. Le fait de superposer plusieurs couches de cellules est un inconvénient notable qui s'oppose à une utilisation ergonomique. Par ailleurs, en cas de gonflage excessif des cellules, celles-ci prennent la forme d'un ballon. Dans le document US 3 995 320, on se propose de remédier aux inconvénients du document discuté ci-dessus. On a ici affaire à un assemblage par soudure de deux panneaux en matière plastique qui forment ici une juxtaposition de boudins longitudinaux qui communiquent avec leurs voisins par des nombreux canaux d'échappement d'air. L'inconvénient principal de ce type de structure est qu'en cas de choc, c'est la totalité du boudin impacté qui se déforme, cette déformation étant importante du fait du nombre élevé de canaux d'échappement d'air. L'objectif de la présente invention est de proposer une structure de faible épaisseur qui, lorsqu'elle est fortement gonflée, permet de lutter efficacement contre "l'effet arrière", peut se déformer dans toutes les directions, tout en étant agréable à porter et permettant une grande liberté de mouvement pour son utilisateur. PRESENTATION DE L'INVENTION Ainsi, l'invention se rapporte à un structure cellulaire gonflable d'absorption de chocs qui est constituée de deux feuilles étanches soudées l'une à l'autre selon des lignes de soudure qui délimitent des cellules gonflables, qui est caractérisée par le fait que : - lesdites cellules gonflables sont agencées selon au moins une matrice bidimensionnelle de n lignes et m colonnes de cellules, n et m étant des nombres entiers égaux ou différents, chacun supérieur ou égal à 2, ces cellules étant non jointives ; - une cellule périphérique de ladite matrice est raccordée à un embout de gonflage ; - les cellules de la ligne et/ou de la colonne à laquelle appartient ladite cellule périphérique raccordée audit embout de gonflage communiquent de proche en proche par un canal de formant étranglement, tandis que chaque cellule restante de ladite matrice est également raccordée à au moins une des cellules voisines de la même ligne et/ou de la même colonne par un canal de communication formant étranglement. Grâce à ces caractéristiques de l'invention, on a affaire à une structure d'épaisseur réduite, qui peut être déformée, c'est à dire pliée, et qui présente d'excellentes qualités d'absorption des chocs, limitant ainsi le phénomène précité d'effet arrière. Exprimé autrement, une telle structure est fine, souple, et légère. S'agissant d'une structure gonflable, il est nécessaire que la gestion du gonflage soit forte pour qu'elle soit bien gonflée et que la dissipation obtenue par le mouvement de l’air lors d'impact soit organisée pour que la structure reste gonflée tout en freinant le choc. Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l'invention, prises seules ou selon une combinaison quelconque : - chaque cellule de ladite matrice communique avec chacune des cellules voisines de la même ligne et de la même colonne par un canal formant étranglement ; - à l'exception des cellules de la ligne et/ou de la colonne périphérique raccordée audit embout de gonflage, les cellules restantes communiquent seulement avec deux des cellules voisines de la même ligne et/ou de la même colonne par un canal formant étranglement ; - elle est pourvue d'un clapet d'échappement de surpression ; - lesdites feuilles étanches sont en/à base de polyuréthane thermoplastique. - à l'état gonflé, le rapport entre laplus grande dimension de la section droite d'une cellule et la plus grande dimension de la section droite d'un canal (D/d) est au moins égal à 10, de préférence au moins égal à 14 ; - lesdits canaux sont conformés pour ralentir l'écoulement d'un fluide de gonflage qui les parcourt, ou elle incorpore des moyens conformés pour ralentir l'écoulement d'un fluide de gonflage des cellules à travers lesdits canaux formant étranglement ; - lesdits canaux ont une forme sinueuse ; - au moins certaines cellules contiennent, à une extrémité dudit canal, un volet basculant qui s'efface, c'est à dire s'escamote lors du passage dudit fluide de gonflage dans un sens d'écoulement, respectivement se plaque contre ladite extrémité dudit canal dans le sens opposé, contrariant ainsi le passage du fluide dans ledit canal ; - une couche intermédiaire poreuse est intercalée entre lesdites deux feuilles étanches ; - ladite couche intermédiaire est en/à base de polyuréthane thermoplastique. L'invention concerne également un article notamment vestimentaire de protection contre les chocs, caractérisé par le fait qu'il est pourvu d'au moins une structure selon l'une des caractéristiques précédentes. Avantageusement, l'article vestimentaire est choisi dans le groupe suivant : gilet pare-balle, plastron, veste, gilet, blouson, élément de protection corporelle. DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description qui va maintenant en être faite, en référence aux dessins annexés, qui en représentent, à titre indicatif mais non limitatif, différents modes de réalisation possibles. Sur ces dessins : est une vue simplifiée de dessus d'une première forme de réalisation d'une structure cellulaire gonflable selon l'invention ; est également une vue simplifiée de dessus d'une autre forme de cette structure, qui comprend ici deux matrices de cellules ; est encore une vue de dessus d'une troisième forme de réalisation de ladite structure ; est une vue partielle en coupe verticale d'une structure selon l'invention, destinée à montrer comment sont réunies les deux feuilles qui la constituent ; est un schéma montrant, en coupe, deux cellules voisines communiquant par un canal formant étranglement ; est un schéma analogue à celui de la figure 5, l'une des cellules présentant quatre canaux formant étranglement ; est encore un schéma analogue à celui de la figure 5, dans lequel le canal reliant les deux cellules a une forme sinueuse ; est une vue partielle en coupe d'une structure selon l'invention, dans laquelle une couche intermédiaire poreuse est intercalée entre les deux feuilles qui la constituent ; est une vue partielle en coupe d'une structure selon l'invention dans laquelle deux cellules voisines contiennent un volet basculant à une extrémité du canal formant étrangement, montrant plus spécifiquement le comportement de ce volet dans un premier sens de circulation d'un fluide de gonflage ; est une vue analogue à la précédente, le sens de circulation du fluide étant opposé au précédent ; est un schéma destiné à illustrer une application possible de la structure selon l'invention. Structure cellulaire gonflable (1) d'absorption de chocs qui est constituée de deux feuilles (10,11) étanches soudées l'une à l'autre selon des lignes de soudure (100) qui délimitent des cellules gonflables (2), caractérisée par le fait que : - lesdites cellules gonflables (2) sont agencées selon au moins une matrice bidimensionnelle (MA,MA1,MA2) de n lignes (L1-L6) et m colonnes (C1-C6) de cellules (2), n et m étant des nombres entiers égaux ou différents, chacun supérieur ou égal à 2, ces cellules (2) étant non jointives ; - une cellule périphérique (2) de ladite matrice (MA,MA1,MA2) est raccordée à un embout de gonflage (4) ; - les cellules (2) de la ligne et/ou de la colonne à laquelle appartient ladite cellule périphérique (2) raccordée audit embout de gonflage (4) communiquent de proche en proche par un canal (3) formant étranglement, tandis que chaque cellule restante (2) de ladite matrice (MA,MA1,MA2) est également raccordée à au moins une des cellules voisines (2) de la même ligne et/ou de la même colonne par un canal (3) de communication formant étranglement. Structure (1) selon la revendication 1, caractérisée par le fait que chaque cellule (2) de ladite matrice (MA,MA1,MA2) communique avec chacune des cellules voisines (2) de la même ligne et de la même colonne par un canal (3) formant étranglement. Structure (1) selon la revendication 1, caractérisée par le fait que, à l'exception des cellules (2) de la ligne et/ou de la colonne périphérique raccordée audit embout de gonflage (4), les cellules restantes (2) communiquent seulement avec deux des cellules voisines (2) de la même ligne et/ou de la même colonne par un canal (3) formant étranglement. Structure (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle est pourvue d'un clapet (5) d'échappement de surpression. Structure (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que lesdites feuilles étanches (10,11) sont en/à base de polyuréthane thermoplastique. Structure (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que, à l'état gonflé, le rapport entre la plus grande dimension de la section droite d'une cellule (2)) et la plus grande dimension de la section droite d'un canal (3) (D/d) est au moins égal à 10, de préférence au moins égal à 14. Structure (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée par le fait que lesdits canaux (3) sont conformés pour ralentir l'écoulement d'un fluide de gonflage qui les parcourt, ou qu'elle incorpore des moyens conformés pour ralentir l'écoulement d'un fluide de gonflage des cellules (2) à travers lesdits canaux (3) formant étranglement. Structure (1) selon la revendication 7, caractérisée par le fait que lesdits canaux (3) ont une forme sinueuse. Structure (1) selon la revendication 7 ou 8, caractérisée par le fait qu'au moins certaines cellules (2) contiennent, à une extrémité dudit canal (3), un volet basculant (8) qui s'efface, c'est à dire s'escamote lors du passage dudit fluide de gonflage dans un sens d'écoulement, respectivement se plaque contre ladite extrémité dudit canal (3) dans le sens opposé, contrariant ainsi le passage du fluide dans ledit canal. Structure (1) selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisée par le fait qu'une couche intermédiaire poreuse (7) est intercalée entre lesdites deux feuilles étanches (10,11). Structure (1) selon la revendication 10, caractérisée par le fait que ladite couche intermédiaire (7) est en/à base de polyuréthane thermoplastique. Article (AR) notamment vestimentaire de protection contre les chocs, caractérisé par le fait qu'il est pourvu d'au moins une structure (1) selon l'une des revendications précédentes. Article vestimentaire (AR) selon la revendication 12, caractérisé par le fait qu'il est choisi dans le groupe suivant : gilet pare-balle, plastron, veste, gilet, blouson, élément de protection corporelle.