Brevet FR3134156A1 — publié le 20231006

Double enceinte (1) pour l’absorption d'une augmentation de pression hétérogène consécutive à un choc ou un pas comprenant une enceinte externe textile et une enceinte interne gonflable, dans laquelle l'enceinte externe textile présente une membrane supérieure (2) et une membrane inférieure (3) connectées entre elles par une membrane latérale (4) et par une pluralité de cloisons (5), de préférence cousues entre elles, les cloisons (5) étant positionnées de façon à ce que l'enceinte externe textile soit contrainte à prendre une forme angulaire lors du gonflement de l'enceinte interne. Double enceinte pour l’absorption d’une augmentation de pression La présente invention concerne le domaine de l’absorption d’une augmentation de pression, notamment le domaine de l’amortissement d’un choc ou d’un pas. Le domaine de l’invention couvre à la fois les problèmes d’amortissement de chocs, de protection de personne ou d’objets fragiles, ou encore le confort et la performance associés aux propriétés d’amortissement d’une semelle de chaussure, en particulier de chaussure de sport. S’il est connu d’utiliser un coussin d’air pour amortir un choc ou absorber une augmentation de pression, les technologies connues présentent des inconvénients notables qui limitent leur utilisation. Tout d’abord, une structure gonflable tend à prendre une forme qui répartit la pression interne de façon la plus homogène possible, ce qui limite les formes que peuvent prendre les structures connues. Des formes comprenant des angles sont proscrites. Ces formes ne sont pas compatibles avec toutes les applications et limitent les possibilités de répartition de l’absorption d’une augmentation de pression qui serait hétérogène. En outre, les structures connues ont tendance à s’user et à perdre en efficacité à mesure que la pression dans la chambre d’air conçue pour absorber l’augmentation de pression diminue, ce qui se produit naturellement avec le temps et à force de sollicitations. La présente invention permet de résoudre ces insuffisances. En effet, en contraignant le gonflement d’une vessie par une seconde enveloppe textile pouvant être semi-rigide voire rigide par endroit, et comprenant un réseau de cloisons internes, on peut obtenir une structure capable de prendre des formes irrégulières et présentant des angles. En outre une disposition asymétrique des cloisons permet d’obtenir réponse d'absorption variable à l'effort appliqué sur la double enceinte, et ainsi de permettre une réponse hétérogène plus fine. Ainsi, l’invention a pour objet une double enceinte pour l’absorption d'une augmentation de pression hétérogène consécutive à un choc ou un pas comprenant une enceinte externe textile et une enceinte interne gonflable, dans laquelle l'enceinte externe textile présente une membrane supérieure et une membrane inférieure connectées entre elles par une membrane latérale et par une pluralité de cloisons, de préférence cousues entre elles, les cloisons étant positionnées de façon à ce que l'enceinte externe textile soit contrainte à prendre une forme angulaire lors du gonflement de l'enceinte interne. L’enceinte externe textile n’est pas nécessairement homogène et peut comprendre des renforts, notamment des renforts en matériaux rigides ou semi-rigides, ce qui peut permettre de limiter l’usure de l’enceinte externe à des endroits qui seront amenés à être beaucoup sollicités. En outre, la présence de renforts rigides ou semi-rigides peut permettre de modifier la forme de la structure une fois gonflée et d’affiner la réponse à l’augmentation de pression de la double enceinte. En outre, l’utilisation d’un textile technique type composite pour de tels renforts rigides ou semi-rigides permet de choisir des directions de résistances mécaniques hétérogènes afin d’apporter une forme ou une fonction à l’objet lorsque celui-ci est gonflé. L’enceinte interne gonflable est de préférence constituée d’un matériau unique déformable pouvant être élastique ou non. L’enceinte interne présentera avantageusement une épaisseur suffisante pour éviter tout risque de fuite ou de crevaison, l’épaisseur en question dépendant du matériau utilisé. En outre, l’utilisation d’un matériau élastique pour l’enceinte interne gonflable permet à celle-ci de s’étendre pour combler les écarts de volume avec l’enceinte externe et garantir ainsi une correspondance de forme entre l’enceinte interne et l’enceinte externe. Cette épaisseur minimum garantie, l’enceinte interne présentera néanmoins une épaisseur aussi fine que possible, afin d’épouser au mieux les formes de l’enveloppe externe et de limiter la masse de la double enceinte. Avantageusement, l’enceinte externe textile présente en outre une membrane intermédiaire s’étendant sensiblement parallèlement à la membrane supérieure et à la membrane inférieure, ladite membrane intermédiaire étant connectée à la membrane supérieure et à la membrane inférieure par la membrane latérale. Une telle membrane intermédiaire permet d’augmenter localement l’épaisseur de la double enceinte, et de fournir ainsi une empreinte de positionnement ou de calage pour celle-ci. Plus précisément, la présence de la membrane intermédiaire permet de discrétiser l’espace disponible au sein de l’enceinte externe textile, et de générer localement des formes d’espace intérieur originales (grâce aux volumes intérieurs créés), en particulier des formes discontinues telles que par exemple des formes discontinues en « escalier ». Par « forme discontinue en escalier » on entend toute forme présentant une suite plus ou moins régulière de marches (ou niveaux) et de contremarches reliant les marches, les marches étant décalées les unes des autres selon une première direction et s’étendant parallèlement les unes aux autres selon une seconde direction formant un angle avec la première direction, les contremarches s’étendant selon la première direction. Une application possible est par exemple lorsque la double enceinte fait partie d’un casque de protection, la présence de la membrane intermédiaire fournissant alors une visière ou une zone de confort pour le casque. Une autre application est lorsque la double enceinte fait partie d’une semelle de chaussure, la présence de la membrane intermédiaire fournissant alors une empreinte de positionnement pour le pied de l’utilisateur. Une autre application encore est lorsque la double enceinte fait partie d’une enveloppe de protection configurée pour protéger un objet ou un colis, la présence de la membrane intermédiaire fournissant alors une empreinte de calage pour l’objet ou le colis. De manière optionnelle, la membrane intermédiaire peut également être connectée à la membrane supérieure et à la membrane inférieure par la pluralité de cloisons. La double enceinte peut comporter une enceinte interne unique ou, alternativement, une pluralité d’enceintes internes. Chaque enceinte peut alors être gonflée indépendamment des autres enceintes internes, à un niveau de pression distinct. Il est également possible que la double enceinte soit pensée pour que des combinaisons différentes d’enceintes internes doivent être gonflées selon l’application visée. Par exemple, si la double enceinte est utilisée pour protéger un colis fragile, selon la forme du colis à protéger, qui peut être tubulaire, plane ou parallélépipédique par exemple, certaines enceintes internes peuvent être gonflées ou dégonflées. De même, si l’enceinte est utilisée pour une semelle de chaussure, selon que l’on souhaite utiliser la chaussure pour une performance sportive ou pour une marche confortable, on pourra gonfler des enveloppes internes différentes. Alternativement ou en combinaison, l’application peut dépendre du niveau de gonflement de la ou des enceintes internes gonflées. La double enceinte peut comporter un réseau de connexion dans l’enceinte interne permettant d’utiliser le déplacement des volumes d’air et de pression pendant un mouvement dynamique afin d’améliorer le confort ou la performance de l’objet. Ce réseau peut comporter un ou plusieurs élément(s) de contrôle mécanique de gaz du type clapets anti-retours, régulateurs de débit, régulateurs de pression ou valves de surpression. Ce réseau de connexion peut également comporter des canaux de répartition de pression. Jouer sur le diamètre des canaux peut alors permettre de faire varier les volumes d’air et les pressions de manière précise au sein de la double enceinte. Les canaux peuvent par exemple être constitués d’un matériau plastique, typiquement du polyuréthane, sans que cela ne soit limitatif dans le cadre de la présente invention. Les enceintes internes sont de préférence des cylindres rectilignes en polyuréthane. L’enceinte externe est structurée par une membrane supérieure et une membrane inférieure, connectées entre elles par une membrane latérale. Chaque membrane peut être conçue de façon indépendante et fixée aux autres par tout moyen de fixation adapté, en particulier par couture, par soudure ou par collage. Dans ce cas, chaque membrane peut notamment être réalisée à l’aide de matériaux différents et peut être distinguée grâce à la couture et à sa facture. Alternativement, l’ensemble peut être conçu d’une seule pièce, par exemple par tissage, et la distinction entre membrane supérieure, membrane inférieure et membrane latérale est alors purement topologique. Des cloisons sont positionnées entre la membrane inférieure et la membrane supérieure et peuvent elles-aussi avoir été conçue séparément et fixée, de préférence cousues, collées ou soudées, à l’ensemble, ou alternativement avoir été conçues d’une pièce. Les cloisons peuvent être réalisées dans un matériau identique à la membrane latérale ou peuvent être réalisées dans un ou des matériaux différents. Avantageusement et dans le cas où la double-enceinte est un sous-ensemble d’un produit, le patronage et/ou les plans de l’enceinte externe textile permettent d’avoir une valeur de couture en lieu et place d’assemblage avec un autre élément du produit permettant un assemblage en couture, évitant ainsi l’utilisation d’autres moyens d’assemblages comme de la colle par exemple. Lorsque la double enceinte fait partie d’un casque de protection cette solution permet par exemple de fixer au casque une visière de protection du soleil ou des caches oreille. Lorsque la double enceinte fait partie d’une semelle de chaussure, cela permet de fixer la semelle à la tige de la chaussure. Une telle solution de couture externe peut également permettre d’assembler par couture des éléments extérieurs au produit. Toutes les cloisons n’ont pas nécessairement les mêmes dimensions et ne sont pas nécessairement réalisées dans les mêmes matériaux. En effet, il peut être avantageux de disposer de cloisons plus hautes au centre de la double enceinte par exemple, afin de permettre à l’enceinte interne d’occuper un espace plus important et de pouvoir absorber une pression plus grande lorsqu’on anticipe un choc plus important au centre. De même, certaines cloisons peuvent être complètement rigides afin de ne pas se déformer sous la pression de l’enceinte interne et de contraindre davantage la forme de la double enceinte. En effet, si la pression exercée par l’enceinte interne de part et d’autre de la cloison est identique et s’équilibre, la cloison restera plane. Mais il peut arriver que cet équilibre soit rompu, soit par la présence d’autres cloisons, soit lorsque la double enceinte comprend plusieurs enceintes internes indépendantes pouvant être gonflées à des niveaux de pressions différents. Jouer sur la rigidité de la cloison peut alors permettre de compenser ce déséquilibre. La répartition des cloisons est avantageusement asymétrique, une densité de cloison plus importante entrainant un gonflement moins important de l’enceinte interne et une absorption de pression moindre. On peut ainsi utiliser la répartition des cloisons pour configurer un profil d’absorption de pression sur la double enceinte. Sur les membranes extérieures, l’équilibre existant entre la pression exercée par l’enceinte interne et la tension de l’enceinte externe créée par la pression exercée par l’enceinte interne sur les cloisons crée une surface bombée formant un angle au niveau des cloisons. Ces angles peuvent permettre d’obtenir des formes précises s’adaptant au mieux à la géométrie de l’application visée. Cette succession d’angles crée une certaine ondulation qui peut être contrôlée en faisant varier le rapport entre l’écartement de deux cloisons successives et leur hauteur. En prévoyant un écartement entre les cloisons suffisamment faible, on peut limiter le caractère bombé des membranes externes, a fortiori si elles sont renforcées par des matériaux semi-rigides, et ainsi obtenir des surfaces sensiblement planes ou angulaires. Par forme angulaire, on entend une forme ne pouvant s’expliquer par la seule application d’une pression homogène sur l’enceinte, et caractérisée par des changements d’orientation de la surface formant des angles, c’est-à-dire des points ou des segments de la surface qui ne sont pas dérivables si l’on considère l’épaisseur des cloisons comme longueur élémentaire de dérivation. Avantageusement, l’enceinte interne présente une plus grande dimension correspondant à la surface la plus courte de la surface externe de l’enveloppe externe textile avec laquelle elle est configurée pour être en contact une fois gonflée. Cela permet notamment d’éviter la formation de plis qui surviennent si l’enceinte interne est de dimensions trop importantes. L’enceinte interne peut être fixée, de préférence cousue, à l’enceinte externe, en plusieurs endroits afin de permettre de contrôler son déploiement lors de son gonflement et d’assurer une bonne solidarité des deux enceintes. Avantageusement, la double enceinte est munie d’une valve, de préférence escamotable ou prévue pour une pompe à aiguille, permettant de regonfler l’enceinte interne au besoin. La double enceinte peut également être munie d’un ou plusieurs témoins de pression. Ainsi, contrairement aux chaussures sur coussin d’air de l’art antérieur par exemple, il est possible de regonfler la semelle lorsque la pression diminue sous l’effet du temps et de sollicitations importantes, ou même d’adapter le niveau de gonflage en cas de changement d’utilisation de la chaussure. L’invention a également pour objet une semelle de chaussure comprenant une double enceinte selon l’invention configurée pour absorber une augmentation de pression causée par un pas. Une telle augmentation de pression est hétérogène, essentiellement localisée au niveau du talon et de l’avant du pied. La répartition des cloisons est donc avantageusement organisée avec une densité moindre à ces endroits. Des renforts rigides peuvent également être prévus à ces endroits particulièrement sollicités et sensibles à l’usure. Une telle semelle de chaussure selon l’invention permet avantageusement de stabiliser le pied du coureur ainsi que de le recentrer au sein de la chaussure. La double enceinte de la semelle selon l’invention peut comporter avantageusement un réseau de connexion agencé au niveau du talon de la semelle et permettant d’utiliser le poids du coureur pour permettre le transfert des volumes d’air et de pression pendant un mouvement dynamique afin de réguler la pression de l’ensemble. Un tel réseau de connexion permet en particulier de répartir les flux des volumes d’air et des pressions entre l’avant et l’arrière de la semelle, au moment du déroulé du pas du coureur (déroulé « du talon »). Ainsi le regonflage manuel de la double enceinte n’est plus nécessaire. Ce réseau de connexion peut comporter des éléments de contrôle mécanique de gaz du type clapets anti-retours, régulateurs de débit, régulateurs de pression, ou valves de surpression. Ce réseau de connexion peut également comporter des canaux de répartition de pression. Jouer sur le diamètre des canaux peut alors permettre de faire varier les volumes d’air et les pressions de manière précise au sein de la double enceinte de la semelle. Les canaux peuvent par exemple être constitués d’un matériau plastique, typiquement du polyuréthane, sans que cela ne soit limitatif dans le cadre de la présente invention L’invention a également pour objet un casque de protection comprenant une double enceinte selon l’invention configurée pour amortir un choc. Il peut par exemple s’agir d’un casque pour cycliste. Un casque peut être assimilé à une demi-sphère. La double enceinte permet alors de préférence d’imprimer une double courbure à l’enceinte interne. Une de ces courbures, radiale, est de par exemple donnée par la répartition et à l’orientation des cloisons les unes par rapport aux autres tandis que l’autre courbure, longitudinale, peut être parallèle à l’orientation des enceintes internes si elles ont la forme de cylindres qui viennent remplir l’enceinte externe et lui donner sa forme déployer en se gonflant. L’invention a également pour objet une enveloppe de protection comprenant une double enceinte selon l’invention configurée pour protéger un objet ou un colis de chocs ou de frottements extérieurs. Il peut s’agir de paquet utilisés pour expédier des colis fragiles par la poste, ou de système de protection pour éviter la détérioration de pièces lors de leurs déplacements par convoyeurs dans une structure industrielle par exemple. Selon l’application, les pièces renforcées et le profil de réponse à l’augmentation de pression sera différent : dans le cas d’un déplacement sur convoyeur, on cherchera principalement à se prémunir des frottements et il est possible de prévoir les parties de l’enveloppe de protection qui seront les plus sollicitées tandis que dans le cas d’un colis postal, il est important de se prémunir contre les chocs et il n’est pas possible de prévoir quelles parties de l’enveloppe seront les plus sollicitées. Le fait de pouvoir dégonfler la ou les enceintes internes peut avantageusement permettre de diminuer grandement le volume de l’enveloppe de protection, ce qui peut faciliter sa réexpédition et sa réutilisation. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de l’exemple de réalisation non limitatif qui va suivre et à l’examen du dessin annexé sur lequel : est une vue schématique en perspective d’une semelle de chaussure selon un premier mode de réalisation de l’invention, est une vue schématique de dessous de la semelle de la , est une vue schématique en coupe de la semelle de la selon un plan antéro-postérieur vertical, et est une vue schématique en perspective et en coupe transversale (selon un plan vertical) d’une semelle de chaussure selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Sur les figures, les proportions relatives des différents éléments constitutifs n’ont pas été respectées et ne correspondent pas à la réalité, par souci de clarté. Dans un premier mode de réalisation représenté sur les figures 1 à 3, l’invention porte sur une semelle de chaussure comprenant une double enceinte. La double enceinte 1 est constituée d’une enveloppe textile d’une part et d’une vessie gonflable d’autre part. L’enveloppe textile est réalisée en polyamide renforcée et est composée d’une membrane supérieure 2 et d’une membrane inférieure 3, connectée par une membrane latérale 4 et par des cloisons 5. L’enveloppe textile peut également comporter des renforts (non représentés) placés judicieusement à certains endroits de la semelle pour la renforcer localement, notamment des renforts en matériaux rigides ou semi-rigides. Les formes des différentes pièces constituant l’enveloppe textile sont réalisées par découpe laser. Un crantage est réalisé au niveau des zones présentant de fortes courbures. Les différentes membranes 2, 3 et 4 sont assemblées au moyen de coutures, de soudures ou de collage. Dans le cas de l’utilisation de coutures pour réaliser les assemblages des différentes membranes 2, 3, 4, les coutures sont réalisées de façon à ce que la face inférieure ne comporte aucune couture visible. En effet, outre l’aspect inesthétique des coutures, celles-ci constituent également un point de fragilité qu’il convient de ne pas placer à un endroit susceptible de subir des contraintes importantes, afin d’augmenter la durabilité de la semelle. La vessie est constituée de cylindres de polyuréthane. Afin de constituer ces cylindres, un film de polyuréthane est découpé en planches aux formes correspondant à une partie inférieure et à une partie supérieure du cylindre. L’une des planches comporte une ouverture prévue pour pouvoir insérer une valve. Les deux planches sont alors soudées entre elles pour constituer le cylindre. Une valve est ensuite soudée au niveau de l’ouverture ménagée à cet effet. Des éléments complémentaires peuvent alors être insérés dans la valve, comme par exemple un obus ou des ailettes. Lors de l’assemblage de la double enceinte, certains cylindres sont avantageusement insérés dans l’enveloppe textile alors que toutes les coutures d’assemblages n’ont pas encore été réalisées. D’autres cylindres peuvent être insérés a posteriori. Ainsi, la couture 21 est d’abord cousue à la membrane supérieure 2, puis un premier cylindre est inséré avant que la couture 22 soit cousue à son tour à la membrane supérieure 2, venant emprisonner le premier cylindre. Un second cylindre est alors positionné avant que la couture 23 viennent l’emprisonner à son tour. Enfin, un troisième cylindre est positionné entre la couture 23 et la couture extérieure 24 qui vient emprisonner le troisième cylindre. Les cloisons 5 ne présentent pas toutes la même hauteur, ce qui permet de donner à la double enceinte une forme ondulée susceptible d’épouser au mieux la voute plantaire. Au niveau du centre de la semelle les cloisons 5 sont plus rapprochées car cette partie de la semelle ne sera pas amenée à subir beaucoup de contrainte. A l’inverse, au niveau du talon et de l’avant du pied, les cloisons 5 sont plus espacées afin de ménager des chambres plus grandes, adaptées à des chocs plus importants et plus fréquents. Certaines cloisons 5 ne font pas toute la hauteur de la double enceinte, ce qui peut permettre à des cylindres de la vessie de les traverser de façon contrainte. La vessie comporte une valve escamotable et un témoin de pression, non représentés, permettant de regonfler l’un des trois cylindres si le niveau de gonflement de l’un d’eux n’est plus en adéquation avec l’utilisation que l’on souhaite faire de la semelle. Une autre semelle de chaussure comprenant une double enceinte 10 est représentée sur la , selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Outre la membrane supérieure 2, la membrane inférieure 3, la membrane latérale 4 et les cloisons 5, l’enveloppe externe textile de la double enceinte 10 comporte également plusieurs membranes intermédiaires 12. Chaque membrane intermédiaire 12 s’étend sensiblement parallèlement à la membrane supérieure 2 et à la membrane inférieure 3, et est connectée à la membrane supérieure 2 et à la membrane inférieure 3 par la membrane latérale 4. Les membranes intermédiaires 12 définissent des espaces intérieurs discrétisés qui peuvent être gonflés indépendamment les uns des autres et indépendamment des espaces délimités par les cloisons 5, ce qui permet d’augmenter localement l’épaisseur de la double enceinte 10, et de fournir ainsi une empreinte de positionnement ou de calage pour celle-ci. Dans l’exemple de réalisation illustré, la présence des membranes intermédiaires 12 permet notamment de générer localement des formes discontinues en « escalier » 14. Double enceinte (1 ; 10) pour l’absorption d'une augmentation de pression hétérogène consécutive à un choc ou un pas comprenant une enceinte externe textile et une enceinte interne gonflable, dans laquelle l'enceinte externe textile présente une membrane supérieure (2) et une membrane inférieure (3) connectées entre elles par une membrane latérale (4) et par une pluralité de cloisons (5), de préférence cousues entre elles, les cloisons (5) étant positionnées de façon à ce que l'enceinte externe textile soit contrainte à prendre une forme angulaire lors du gonflement de l'enceinte interne. Double enceinte (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l’enceinte externe textile présente en outre une membrane intermédiaire (12) s’étendant sensiblement parallèlement à la membrane supérieure (2) et à la membrane inférieure (3), ladite membrane intermédiaire étant connectée à la membrane supérieure (2) et à la membrane inférieure (3) par la membrane latérale (4). Double enceinte (1 ; 10) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l’enceinte externe textile comporte des renforts, notamment des renforts en matériaux rigides ou semi-rigides. Double enceinte (1 ; 10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l’enceinte interne gonflable est constituée d’un matériau unique déformable. Double enceinte (1 ; 10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la double enceinte (1 ; 10) comporte une pluralité d’enceintes internes gonflables, chaque enceinte interne étant apte à être gonflée indépendamment des autres enceintes internes, à un niveau de pression distinct. Double enceinte (1 ; 10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la double enceinte (1 ; 10) comporte un réseau de connexion disposé dans l’enceinte interne gonflable et configuré pour déplacer des volumes d’air et de pression dans l’enceinte interne pendant un mouvement dynamique de la double enceinte (1 ; 10). Double enceinte (1 ; 10) selon la revendication 6, caractérisée en ce que le réseau de connexion comporte un ou plusieurs élément(s) de contrôle mécanique de gaz du type clapets anti-retours, régulateurs de débit, régulateurs de pression ou valves de surpression. Double enceinte (1 ; 10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la répartition de la pluralité de cloisons (5) est asymétrique. Double enceinte (1 ; 10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l’enceinte interne gonflable est fixée à l’enceinte externe textile en plusieurs endroits. Semelle de chaussure comprenant une double enceinte (1 ; 10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, configurée pour absorber une augmentation de pression causée par un pas. Casque de protection comprenant une double enceinte (1 ; 10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, configurée pour amortir un choc. Enveloppe de protection comprenant une double enceinte (1 ; 10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, configurée pour protéger un objet ou un colis de chocs ou de frottements extérieurs.