Brevet FR3135193A1 — publié le 20231110

SYSTÈME DE PROTECTION POUR CAVALIER COMPRENANT UN GILET AIRBAG CONNECTÉ À UN CAPTEUR DE CHUTE DU CHEVAL Système de protection (100) pour un cavalier (200) sur son cheval (300), comprenant un gilet airbag (20) destiné à être porté par le cavalier et comportant au moins une gaine gonflable, un générateur de gaz (21), une cartouche de gaz (22) et une unité électronique (23) reliée au générateur de gaz et permettant de déclencher le gonflage de la gaine, ledit système comprenant en outre un capteur de mouvement (30) destiné à être installé sur le cheval, sur la selle par exemple, et configuré pour détecter une chute de ce dernier, ledit capteur de mouvement étant connecté à l’unité électronique de sorte à déclencher le gonflage de la gaine en cas de détection d’une chute du cheval afin d’atténuer un éventuel écrasement du cavalier par le cheval. Figure pour l’abrégé : figure 1 Système de protection pour cavalier comprenant un gilet airbag connecté à un capteur de chute du cheval La présente invention appartient au domaine des équipements de protection individuelle pour sportifs et autres utilisateurs, notamment les gilets airbags pour cavaliers, et concerne plus particulièrement un système de protection pour cavalier comprenant un gilet airbag connecté à un capteur de chute du cheval. La présente invention trouve une application directe, mais non exclusive, en équitation et plus particulièrement en saut d’obstacles. Etat de l’art Les blessures et décès traumatiques liés à la pratique sportive restent fréquents malgré une amélioration notable des mesures de sécurité et le développement d’équipements de protection de plus en plus efficaces. Le sport équestre, dans ces différentes disciplines, figure comme une pratique particulièrement à risque. En effet, aussi bien la vitesse et le poids du cheval que les figures périlleuses effectuées par le cavalier sont des facteurs pouvant causer des accidents avec différents niveaux de gravité. Dans certaines disciplines plus que d’autres, les cavaliers risquent des chutes graves avec parfois une issue fatale. La Fédération Equestre Internationale (FEI) a publié les statistiques concernant chutes et blessures lors des épreuves de concours complet internationales sur la période de 2008 à 2019. Ces statistiques révèlent, entre autres, que de nombreux cavaliers ont subi des blessures très graves, parfois mortelles, en chutant violemment de leur cheval et/ou en étant écrasés ou piétinés par le cheval une fois par terre. Les situations dans lesquelles le cheval retombe sur le cavalier se passent très vite et ne laisse guère le temps au cavalier de s’extraire pour éviter un écrasement par le cheval, surtout lorsque le cavalier reste en selle malgré la chute. Ce type de chute, appelée « panache » dans le jargon spécialisé lorsqu’elle intervient lors d’un saut d’obstacle, est la plus dangereuse car le cheval est susceptible d’écraser de tout son poids le cavalier contre le sol. Ces chutes sont d’autant plus dangereuses que les équipements de protection traditionnels du type gilets airbags se déclenchent grâce à un câble qui relie le gilet à la selle et donc le cavalier au cheval, de sorte que si le cavalier reste en selle l’airbag ne se déclenche pas et les effets d’un écrasement par le cheval ne sont pas atténués. En effet, c’est lorsque le cavalier est éjecté de la selle que le câble déclenche le gonflage de l’airbag via un générateur de gaz mécanique qui percute la cartouche de gaz pour gonfler la gaine intégrée dans le gilet. Ce système par câble ne permet donc pas de détecter la chute d’un cheval qui retombe sur son cavalier si le cavalier n’est pas éjecté de la selle. De plus, lorsque le cheval se retrouve dans une posture extrême susceptible de provoquer sa chute, il lui est quasiment impossible de se remettre en position d’équilibre, et la chute devient inévitable. Cela est dû à l’appareil locomoteur du cheval qui le rend certes très performant en vitesse, en saut et en endurance, mais qui ne lui permet pas de rétablir son équilibre s’il prend un angle d’inclinaison latérale important car il ne peut pas suffisamment écarter ses membres pour « se rattraper », ni s’il dépasse un angle d’inclinaison longitudinale important car ses membres antérieurs présentent un pas longitudinal limité et ne s’ouvrent donc pas assez pour le faire basculer dans le sens inverse (contrairement à d’autres animaux plus agiles dont les membres présentent une grande amplitude d’ouverture pour éviter ce type de chutes). Les équipements de protection connus ne permettent pas de surmonter cette limite, malgré de nombreux perfectionnements pour protéger au mieux toutes les zones sensibles du cavalier. Par exemple, le document US6032299A décrit un gilet conçu pour atténuer les lésions cérébro-spinales associées à une chute d’un cavalier. Ce gilet s’active lorsqu'un phénomène particulier, comme la chute du cavalier du cheval au cours d'une course, est détecté. Un générateur de gaz insuffle un gaz dans une série de conduites d'air qui gonflent une série de poches, de mini-coussins et un volume de protection de la région cervicale, par une série de cylindres circulaires concentriques se dilatant pour offrir une résistance à des déplacements transversaux par rapport à leur axe concentrique. Une série de bouchons installés en cascade à l'intérieur des conduites d'air sont déplacés par l'effet du gaz injecté. Ces bouchons constituent une colonne qui, avec les autres colonnes et avec un élément support logé à l'intérieur du col du gilet, forment une armature externe autour de la région cervicale du cavalier. En outre, ce gilet comporte un appareillage micro-électrique assurant son déclenchement. Toutefois, ce gilet, à la protection renforcée, ne se déclenche qu’en cas de chute du cavalier de sa selle, et ne permet pas de détecter une chute du cheval pour protéger le cavalier en cas d’écrasement par le cheval. Par ailleurs, l’utilisation d’un câble pour déclencher un gilet airbag présente de nombreux inconvénients, notamment en gênant le cavalier au moins visuellement (impression d’être attaché et de ne pas être libre dans son mouvement), et en lui apportant des contraintes supplémentaires lorsqu’il doit verrouiller le câble au moyen de mécanismes parfois difficilement maniables et peu fiables. Présentation de l’invention La présente invention vise à pallier les inconvénients de l’art antérieur exposés ci-avant et propose une solution innovante et particulièrement efficace pour améliorer la sécurité d’un cavalier en cas de chute de son cheval, surtout dans les situations où le cheval risque de lui retomber dessus et de l’écraser de tout son poids. À cet effet, la présente invention a pour objet un système de protection, pour un cavalier sur un cheval susceptible de lui retomber dessus notamment lors d’un saut d’obstacles, comprenant un gilet airbag destiné à être porté par le cavalier, ledit gilet comportant au moins une gaine gonflable, un générateur de gaz à déclenchement pyrotechnique par exemple, une cartouche de gaz et une unité électronique reliée au générateur de gaz et permettant de déclencher le gonflage de la gaine. Ce système est remarquable en ce qu’il comprend un capteur de mouvement destiné à être installé sur le cheval et configuré pour détecter une chute de ce dernier, et en ce que ledit capteur de mouvement est connecté à l’unité électronique du gilet airbag de sorte à déclencher le gonflage de la gaine en cas de détection d’une chute du cheval. De ce fait, lorsque le cavalier n’est pas éjecté du cheval en cas de chute de ce dernier, le capteur de mouvement qui y est directement installé permet de déclencher l’airbag pour atténuer un éventuel écrasement du cavalier par le cheval qui viendrait lui retomber dessus. De façon particulièrement avantageuse, le capteur de mouvement est configuré pour détecter une chute du cheval en mesurant une position angulaire dudit cheval selon au moins un axe, de préférence selon deux axes perpendiculaires. En effet, la position angulaire du cheval est un indicateur fiable de l’occurrence d’une chute car au-delà d’un certain angle, les mobiles habituels (cheval, moto, etc.) décrochent et la chute (ou le crash) devient inévitable. Plus particulièrement, le capteur de mouvement est configuré pour détecter une chute du cheval lorsque la valeur d’un angle d’inclinaison latérale ou longitudinale est supérieure ou égale à une valeur limite prédéterminée. Cette valeur limite correspond à un seuil au-delà duquel le capteur de mouvement signale la chute à l’unité électronique pour qu’elle déclenche l’airbag. Selon un mode de réalisation, le capteur de mouvement comprend un gyromètre et un accéléromètre. La présence de ce type de capteurs permet par intégrations successives des accélérations linéaires et angulaires de calculer à la fois la position et l’orientation du cheval. Avantageusement, le capteur de mouvement est connecté à l’unité électronique par une liaison sans-fil de type radiofréquence, de préférence de courte portée réduire la consommation énergétique du système. Selon un mode de réalisation, le gilet airbag comprend en outre un câble pour être relié au cheval de façon détachable, ledit câble déclenchant le gonflage de la gaine lorsqu’il se détache du gilet. Ainsi, l’airbag peut également se déclencher par le câble comme il est d’usage dans les gilets airbags existants. Cela permet donc de déclencher l’airbag aussi bien en cas d’éjection du cavalier qu’en cas de non éjection du cavalier. Afin de réduire la consommation énergétique du capteur de mouvement, celui-ci peut rester inactif lorsque le gilet est relié au cheval par le câble. De façon avantageuse, le système de protection comprend en outre des moyens d’activation automatique configurés pour activer le capteur de mouvement uniquement lorsque ce dernier est installé sur le cheval. De tels moyens peuvent être intégrés au capteur de mouvement ou à l’unité électronique. Selon un autre mode de réalisation, le système de protection comprend en outre un capteur de mouvement installé sur le gilet airbag en étant relié à l’unité électronique et configuré pour détecter une chute du cavalier. Ainsi, ce capteur supplémentaire peut connaitre le mouvement du cavalier portant le gilet et être précisément configuré pour détecter la chute du cavalier, soit à partir de ses propres mesures soit à partir d’une analyse de corrélation entre ses propres mesures et les mesures du capteur de mouvement installé sur le cheval. La configuration des différents capteurs de mouvement peut notamment se baser sur un apprentissage automatique ( Machine Learning ) en collectant les données de détection de chute chez différents utilisateurs. Selon une variante de ce dernier mode de réalisation, le gilet airbag ne comprend pas de câble pour être relié au cheval et pour déclencher le gonflage de la gaine. Cela permet de s’affranchir des contraintes liées à l’utilisation d’un câble de déclenchement de l’airbag. Dans le cas de l’application aux sports équestres, le système de protection selon l’invention, peut avantageusement comprendre une selle sur laquelle est installé le capteur de mouvement, par exemple à l’arrière de celle-ci au niveau du troussequin. Les concepts fondamentaux de l’invention venant d’être exposés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d’autres détails et caractéristiques ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit et en regard des dessins annexés, donnant à titre d’exemple non limitatif un mode de réalisation d’un système de protection pour cavalier comprenant un gilet airbag connecté à un capteur de chute du cheval, conforme aux principes de l’invention. Présentation des dessins Les figures sont données à titre purement illustratif pour une meilleure compréhension de l’invention sans en limiter la portée. Les différents éléments sont représentés de manière schématique et ne sont pas nécessairement à la même échelle. Sur l’ensemble des figures, les éléments identiques ou équivalents portent la même référence numérique. Il est ainsi illustré en : : un système de protection pour cavalier selon l’invention ; : un gilet airbag selon l’invention ; : le système de protection dans lequel le gilet airbag est déclenché par détachement du câble ; : le système de protection dans lequel le gilet airbag est déclenché par la détection d’une chute du cheval. Description détaillée de modes de réalisation Il convient de noter que certains éléments techniques bien connus de l’homme du métier sont ici rappelés pour éviter toute insuffisance ou ambiguïté dans la compréhension de la présente description. Dans le mode de réalisation décrit ci-après, il est fait référence à un système de protection comprenant un gilet airbag connecté à un capteur de chute, destiné principalement aux sports équestres pour protéger les cavaliers en cas de chute. Cet exemple, non limitatif, est donné pour une meilleure compréhension de l’invention et n’exclut pas l’utilisation du système de protection par tout autre sportif ou utilisateur occasionnel utilisant un mobile quelconque (cheval, moto, motoneige, etc.) dès lors que le mobile risque de retomber sur l’utilisateur en cas d’accident. Dans la présente description, l’expression « gilet airbag » désigne un vêtement taillé en gilet, pour la protection d’un utilisateur notamment un cavalier, comprenant une ou plusieurs gaines gonflables activables par un déclenchement pyrotechnique par exemple ; un objet est dit « connecté » lorsqu’il est équipé de moyens aptes à communiquer, de façon autonome, avec d’autres objets connectés par une liaison filaire et/ou sur un réseau sans-fil. La représente un système de protection 100 équipant un cavalier 200 et son cheval 300, et comprenant un gilet airbag 20 destiné à être porté par le cavalier et un capteur de mouvement 30 fixé sur une selle 40 et relié par une liaison sans-fil au gilet airbag 20 pour en commander le déclenchement. En effet, le gilet airbag 20 est équipé d’une gaine gonflable interne qui se gonfle lorsque le capteur de mouvement 30 détecte une chute inévitable du cheval 300 correspondant à une position angulaire extrême que le cheval ne peut pas ramener à la normale, pour rétablir son équilibre, en raison de son anatomie et plus particulièrement de son appareil locomoteur. Ainsi, lorsque le cavalier 200 reste accroché au cheval 300 qui est en train de retomber sur son dos par exemple, le gilet airbag 20 se déclenche pour constituer une protection qui amortira le choc et en limitera les effets sur le cavalier. Bien entendu, lorsque dans sa chute, le cavalier 200 et éjecté du cheval 300, le gilet airbag 20 se déclenche, de manière classique, grâce à un câble 24 reliant ledit gilet à la selle 40. Cette situation est représentée sur la dans laquelle une distance D est indiquée et correspond à une distance d’activation, ou de déclenchement, du générateur de gaz et donc de l’airbag. Tant que la distance entre les points de fixation du câble 24 sur le gilet airbag 20 et sur la selle 40 reste inférieure à la distance d’activation D, le câble ne se détache pas du gilet et l’airbag n’est pas déclenché. La distance d’activation D doit être suffisante pour ne pas contraindre les mouvements normaux du cavalier 200 sur son cheval 300 lors de la pratique de sa discipline. La représente, selon un exemple de réalisation, le gilet airbag 20 qui peut être porté seul ou avec une veste par-dessus telle qu’une veste de concours d’équitation. Le gilet airbag 20 peut également être intégré à une veste de façon amovible ou définitive. Le gilet airbag 20 comprend principalement une gaine gonflable, non visible sur la figure mais qui se trouve dans une poche adaptée cousue dans le gilet, un générateur de gaz 21 à déclenchement pyrotechnique, une cartouche de gaz 22 reliée au générateur de gaz, une carte électronique 23 et le câble 24 reliant ladite carte à la selle 40. Ainsi, lorsqu’un cavalier 200 portant le gilet airbag 20, avec le câble 24 attaché, est éjecté suffisamment loin de la selle 40 pour que le câble 24 soit détaché, ce détachement déclenche le gonflage de la gaine intégrée dans le gilet via le générateur de gaz 21 qui vient percuter la cartouche de gaz 22 pour libérer le gaz et gonfler ladite gaine. Bien entendu, le gonflage de la gaine peut être à déclenchement chimique, par exemple à partir d’un propergol comme dans les airbags d’automobiles. De manière complémentaire, lorsque le cheval 300 chute et que le cavalier reste sur la selle 40, empêchant ainsi le câble 24 de se détacher du gilet 20, le capteur de mouvement 30 déclenche le gonflage de la gaine en détectant un dépassement d’angle limite qui correspond à une orientation anormale du cheval et à l’amorçage d’une chute inévitable. La représente une telle chute. En effet, Le capteur de mouvement 30 permet de mesurer le mouvement de la selle 40 sur laquelle il est fixé, et ce selon plusieurs axes, de sorte à permettre une détection de positions angulaires anormales du cheval avant sa chute. Le capteur de mouvement 30 peut être une unité de mesure inertielle IMU ( Inertial Measurement Unit en anglais) miniature. Une telle unité est généralement constituée d’une association de capteurs, dits proprioceptifs, mesurant directement les mouvements du mobile sur lequel ladite unité est fixée, ici la selle 40 et donc le cheval 300 en supposant que le mouvement relatif de la selle par rapport au cheval reste négligeable. De tels capteurs sont des accéléromètres et des gyromètres. Pour des raisons de miniaturisation, ces capteurs sont par exemple conçus selon la technologie des microsystèmes électromécaniques (MEMS). De préférence, le capteur de mouvement 30 comporte un gyromètre, un accéléromètre et, accessoirement, un magnétomètre. Le capteur de mouvement 30 peut être muni d’un calculateur intégré sous forme de microcontrôleur, opérant des intégrations successives des accélérations angulaires mesurées pour obtenir les composantes du vecteur vitesse angulaire ainsi que la position angulaire. Ainsi, l’analyse de la position angulaire selon deux axes de mesure permet de déduire l’orientation de la selle 40 et donc celle du cheval 300 sur lequel ladite selle est installée, et de détecter des dépassements d’angles grâce à des algorithmes spécifiques convenablement calibrés. De plus, pour réduire sa consommation énergétique, le capteur de mouvement 30 reste en veille tant que le câble 24 n’a pas été verrouillé entre le gilet 20 et la selle 40. Par exemple, le capteur de mouvement 30 est un module accéléromètre et gyromètre, dit 6 axes, avec une large plage de fonctionnement programmable. Le capteur de mouvement 30 est relié à la carte électronique 23 qui dispose d’un module de communication sans-fil, par exemple radiofréquence, couplé une antenne d’émission/réception. De préférence, le module de communication sans-fil émet sur une bande de fréquences ISM (Industriel, scientifique et médical), notamment sur les réseaux LoRa ou Sigfox qui sont particulièrement adaptés aux courtes portées et aux objets connectés de faible consommation. L’antenne peut ainsi être du type sur circuit imprimé (PCB) et directement intégrée à la carte électronique 23. La carte électronique 23 et le capteur de mouvement 30 comprennent des dispositifs d’alimentation électrique adaptés, pouvant comprendre un système de récupération d’énergie (solaire, mécanique, etc.) et/ou une batterie telle qu’une batterie lithium-ion. Le capteur de mouvement 30 est configuré pour détecter une chute et la signaler à l’unité électronique 23 si un angle d’inclinaison, longitudinale ou latérale, du cheval dépasse une valeur limite prédéterminée. Par exemple, la valeur limite de l’angle d’inclinaison longitudinale, qui correspond à l’inclinaison du cheval par rapport à la verticale, est au moins égale à 90° en valeur absolue. Par exemple, la valeur limite de l’angle d’inclinaison latérale, qui correspond à l’inclinaison du cheval par rapport à un plan horizontal, est au moins égale à 70° en valeur absolue. Selon un mode de réalisation alternatif non représenté, le système de protection ne comprend pas de câble de déclenchement reliant le gilet airbag à la selle, et comprend un capteur de mouvement supplémentaire installé directement sur le gilet airbag et relié à la carte électronique de ce dernier pour détecter la chute du cavalier. Le capteur de mouvement supplémentaire permet ainsi d’analyser la cinématique du cavalier et de détecter la chute de ce dernier, soit en comparant une accélération instantanée du cavalier avec une accélération instantanée du cheval (mesurée par le capteur de mouvement fixé à la selle), suivant le même axe et au même instant, soit en s’appuyant sur un modèle d’apprentissage automatique calibré sur des données obtenues par d’autres cavaliers durant leurs chutes. Autrement dit, pour détecter une chute du cavalier, le capteur de mouvement supplémentaire peut fonctionner seul ou en combinaison avec le capteur de mouvement du cheval. Dans ce dernier cas, le capteur de mouvement du cheval sert comme référentiel. En effet, lors d’une chute par éjection, la différence d’accélération, en valeur algébrique, entre le cavalier et le cheval est nécessairement importante. Le capteur de mouvement du cavalier peut par exemple être intégré au gilet airbag dans un boitier électronique comprenant la carte électronique. Il ressort de la présente description que certains éléments du système de protection peuvent être remplacés par des éléments équivalents sans pour autant sortir du cadre de l’invention. Par exemple, le système de protection peut comprendre plusieurs capteurs de mouvement installés à différents endroits de la selle, voire directement sur le cheval auquel cas ils seraient réalisés sous forme de patchs. Aussi, le système de protection peut comprendre des capteurs de hauteur fixés sur les sabots avant du cheval pour détecter une hauteur limite provoquant nécessairement la chute du cheval sur son dos. Système de protection (100), pour un cavalier (200) sur un cheval (300) susceptible de lui retomber dessus, comprenant un gilet airbag (20) destiné à être porté par le cavalier, ledit gilet comportant au moins une gaine gonflable, un générateur de gaz (21), une cartouche de gaz (22) et une unité électronique (23) reliée au générateur de gaz et permettant de déclencher le gonflage de la gaine, caractérisé en ce qu’il comprend un capteur de mouvement (30) destiné à être installé sur le cheval et configuré pour détecter une chute de ce dernier, et en ce que ledit capteur de mouvement est connecté à l’unité électronique de sorte à déclencher le gonflage de la gaine en cas de détection d’une chute du cheval. Système de protection selon la revendication 1, dans lequel le capteur de mouvement (30) est configuré pour détecter une chute du cheval (300) en mesurant une position angulaire dudit cheval selon au moins un axe. Système de protection selon la revendication 2, dans lequel le capteur de mouvement (30) est configuré pour détecter une chute du cheval (300) lorsque la valeur d’un angle d’inclinaison latérale ou longitudinale est supérieure à une valeur limite prédéterminée. Système de protection selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le capteur de mouvement (30) comprend un gyromètre et un accéléromètre. Système de protection selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le capteur de mouvement (30) est connecté à l’unité électronique (23) par une liaison sans-fil de type radiofréquence. Système de protection selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le gilet airbag (20) comprend en outre un câble (24) pour être relié au cheval (300) de façon détachable, ledit câble déclenchant le gonflage de la gaine lorsqu’il se détache du gilet. Système de protection selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre des moyens d’activation automatique configurés pour activer le capteur de mouvement (30) uniquement lorsque ce dernier est installé sur le cheval (300). Système de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un capteur de mouvement installé sur le gilet airbag (20) en étant relié à l’unité électronique (23) et configuré pour détecter une chute du cavalier. Système de protection selon la revendication 8, dans lequel le gilet airbag (20) ne comprend pas de câble pour être relié au cheval (300) et pour déclencher le gonflage de la gaine. Système de protection selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une selle (40) sur laquelle est installé le capteur de mouvement (30). Système de protection selon la revendication 10, dans lequel le capteur de mouvement (30) est fixé à l’arrière de la selle (40), au niveau du troussequin de ladite selle.