EP0394119A1

EP0394119A1 - Dispositif de stabilisation, d'amortissement et de restitution d'énergie pour chaussures, notamment de sport et chaussures équipées d'un tel dispositif

Info

Publication number: EP0394119A1
Application number: EP90401034A
Authority: EP
Inventors: Gérard Taes
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-04-19
Filing date: 1990-04-17
Publication date: 1990-10-24
Also published as: FR2646062B1; FR2646062A1; JPH03272701A; CA2014773A1

Abstract

Chaussure caractérisée en ce qu'elle comporte, logé dans la semelle, à l'aplomb du talon, un élément de stabilisation élastique (40) présentant une raideur locale plus élevée du côté externe (45) du pied que du côté interne (44) du pied.
Application aux chaussures de sport.

Description

La présente invention concerne un dispositif de stabilisation pour chaussures, susceptible d'améliorer la capacité d'amortissement et de restitution de ces dernières. Elle concerne également une chaussure, notamment de sport, équipée d'un tel dispositif.
Bien que non limitée à de telles chaussures de sport, la présente invention s'intéresse, concernant les chaussures destinées à la course à pied, à la solution des problèmes techniques généraux suivants :
- augmentation de la stabilité intrinsèque des semelles des chaussures, avec pour conséquence la diminution des traumatismes dûs à l'instabilité des semelles de l'art antérieur ;
- augmentation de la capacité d'amortissement de la semelle, et plus particulièrement du talon, tout en minimisant la diminution de cette capacité pour cause de vieillissement et d'usage prolongé ;
- augmentation de la capacité de restitution d'énergie des semelles, et plus particulièrement du talon de ces dernières, à l'occasion de chaque pas de course ;
- d'une manière générale, augmentation du confort des chaussures.
Pour bien comprendre la présente invention et son intérêt, il faut, au préalable, bien comprendre :
- la notion d'amortissement, et l'intérêt qu'il y a à maintenir aussi longtemps que possible les capacités originales d'amortissement d'une semelle et, plus précisément, de son talon ;
- la répartition des pressions et appuis sur les arches plantaires du pied lors de chaque pas pendant la course ;
- la notion de stabilité et les effets néfastes de l'instabilité ;
- et la forme sous laquelle l'énergie, liée à l'impact du pied au sol lors de chaque pas, peut être utilement restituée pour permettre une amélioration des performances du coureur.
La capacité d'amortissement d'une semelle ou du talon d'une semelle de chaussure, notamment de sport, peut être définie comme étant le pouvoir d'absorption progressive des vibrations ou ondes de choc traversant la semelle, et le corps du coureur, lors de chaque impact au sol du pied pendant la course.
On comprend qu'une faible capacité d'amortissement est susceptible de générer à la longue chez le coureur, des traumatismes articulaires, tendineux et même musculaires. Il y a donc tout intérêt qu'une chaussure dispose à l'origine d'une forte capacité d'amortissement et puisse conserver celle-ci le plus longtemps possible en dépit de l'usage de la chaussure et qu'ainsi cette capacité ne diminue pas avec le temps ou diminue peu.
La figure 1 illustre notamment de façon schématique la répartition des pressions et appuis sur la semelle de la chaussure et sur les arches plantaires lors de chaque pas pendant la course.
En 10 il est schématisé la silhouette en plan d'une chaussure gauche. En 30 il est schématisé en traits fins interrompus la silhouette du pied à l'intérieur de la chaussure ; en 31 celle de l'avant du talon du pied ; en 32 celle de la voute plantaire ; en 15a - 15e celle des cinq métatarsiens et en 33a - 33e celle des cinq phalanges.
Classiquement on considère qu'au niveau du pied, un pas de course se déroule selon une succession de trois phases :
- une phase d'impact du pied avec le sol ;
- une phase de "déroulement" du pied ;
- une phase de propulsion.
Par ailleurs il faut distinguer deux catégories de coureurs : les coureurs dits "supinateurs" et ceux dits "pronateurs".
Pour les deux catégories de coureurs, et pour la très grande majorité de ceux-ci (plus de 99%), l'impact a lieu dans une zone du talon de la chaussure référencée en 11 et située sur la partie arrière externe de celui-ci.
En règle générale on considère qu'un coureur de 80 kg exerce contre le sol, et par conséquent le talon de sa chaussure, lors de chaque impact une force de 2000 N.
Après l'impact, dans la phase de déroulement, les pressions vont se déplacer vers l'avant du pied.
S'agissant de coureurs supinateurs la zone de transfert des pressions se situe essentiellement sur la moitié externe du pied, puisque pendant la phase de déroulement les pressions se déplacent en général selon une ligne 12 en forme d'arche orientée vers l'extérieur et vers l'avant du pied. La ligne de déroulement 12 qui est représentée sur la figure 1 représente le déplacement des pressions pour un coureur supinateur qualifié ici de "normal" c'est-à-dire un coureur dont le pied n'est ni excessivement plat ni excessivement creux. Dans le cas d'un pied plat, la ligne 12 se déplace vers l'intérieur du pied, tandis que dans le cas d'un pied relativement creux, la ligne 12 se déplace vers l'extérieur du pied. On observe que la ligne 12 se développe globalement depuis le baricentre 13 de la zone d'impact 11, suit une arche correspondant au développement du pied et aboutit en 14 au niveau des premier (15a) et second (15b) métatarsiens.
Lors de la phase de propulsion, le coureur prend appui sur ses cinq métatarsiens (15a - 15e) pour exercer la détente qui le propulse dans le pas suivant. On sait que les appuis ne sont pas uniformément répartis sur les cinq métatarsiens. Il suffit de retenir ici qu'en règle générale, mais celle-ci n'est pas absolue, plus le coureur va vite et souhaite, en conséquence, exercer une force importante de propulsion, plus l'appui global se déplace vers le premier métatarsien.
Chez les coureurs qualifiés de pronateurs, pendant la phase de déroulement, le déplacement des pressions se fait globalement selon une ligne en double arche 16₁ et 16₂. En effet, à partir de la zone d'impact 11, et plus précisément du baricentre 13 de cette zone d'impact, les pressions se déplacent tout d'abord selon une première arche 16₁ pour aboutir à une zone 17 située sur l'arrière interne du pied. Du baricentre 18 de cette zone, la pression se déplace selon une arche 16₂ qui rejoint plus ou moins tangentiellement la ligne 12 de déplacement des pressions des pieds supinateurs, sensiblement en arrière du quatrième métatarsien 15d.
La phase de détente des coureurs pronateurs est sensiblement la même que celle des coureurs supinateurs.
Les informations ci-dessus sont bien connues de l'homme de l'art qui sait qu'elles concernent des coureurs pronateurs et supinateurs correspondant à une moyenne observée sur une population relativement importante. Il existe bien évidemment de très nombreux cas particuliers.
Une chaussure est dite stable dès lors que, tout en permettant l'absorption des vibrations ou ondes de choc lors de l'impact au sol sur la zone 11 et les divers appuis s'ensuivent (comme explicité plus haut), elle n'autorise pas une déformation et/ou un écrasement excessifs des diverses zones d'impact ou d'appui qui entraîneraient une déformation de la structure et par conséquent un déversement du pied vers l'extérieur ou vers l'intérieur.
En figure 2, il est illustré, en coupe au niveau du talon, une chaussure stable lors de l'impact sur le sol. On a schématisé sous la référence 11 la zone d'impact.
En figure 3, il est illustré une chaussure instable de forme semblable. On s'aperçoit que l'écrasement au niveau du talon 20 est plus important, ce qui entraîne une déformation du contrefort externe 21 de la chaussure, entraînant de ce fait un déversement du pied vers l'extérieur, dans le sens de la flèche A. Ce phénomène est identique lorsque la chaussure présente une instabilité sur son côté interne, notamment au niveau de la zone 17. Un tel déversement du pied, vers l'intérieur ou vers l'extérieur suivant le cas (pronateur ou supinateur), lors de chaque pas de course, entraîne à la longue des traumatismes articulaires, tendineux et musculaires. On comprend l'intéret de développer des chaussures stables.
Pour permettre l'augmentation des performances du coureur, la restitution de l'énergie liée à l'impact du pied lors de chaque pas de course doit prendre d'une manière générale, et de préférence, la forme d'une augmentation de la vitesse de déroulement du pied pendant la phase de déroulement entre celle d'impact et celle de propulsion. Par suite de cette augmentation de vitesse, il y a amplification de la force de détente au niveau des métatarsiens qui se traduit par une augmentation de la vitesse du coureur, que ce dernier soit du type supinateur ou pronateur.
Pour les coureurs pronateurs en particulier, l'augmentation de la vitesse de la phase de déroulement, par suite de la restitution de l'énergie de l'impact, se traduit en plus par une diminution du temps d'appui sur l'arrière interne du pied (zone 17). De ce fait, il y a diminution de la durée pendant laquelle la zone 17 est sollicitée à chaque pas et augmentation ainsi de la longévité de la capacité d'amortissement de cette zone. La restitution de l'énergie liée à l'impact a dès lors, pour les coureurs pronateurs, le double effet de diminuer les traumatismes éventuellement liés à l'appui sur la zone 17 à l'arrière du pied et de diminuer le vieillissement de la capacité d'amortissement de la semelle à ce niveau.
Ayant en vue l'augmentation du confort, la diminution des traumatismes liés à la course à pied et l'augmentation des performances des coureurs, l'inventeur s'est attaché à développer une chaussure et des moyens destinés à être intégrés dans cette chaussure permettant :
- d'en augmenter la stabilité intrinsèque ;
- d'en augmenter la capacité d'amortissement et notamment la longévité de cette capacité d'amortissement ;
- et d'en augmenter les capacités de restitution d'énergie sous la forme utile exposée ci-dessus.
Il existe, dans l'état de la technique, diverses chaussures de sport comportant des moyens sensés améliorer la capacité d'amortissement ou la restitution d'énergie.
Ainsi, sous la marque "NIKE" il est commercialisé une chaussure dont le talon est réalisé en polyuréthanne. A l'intérieur du talon il est moulé un logement creux renfermant un "coussin d'air".
Le "coussin d'air" accroît la capacité d'amortissement de la chaussure, notamment par rapport aux chaussures dont le talon est simplement réalisé dans des polyuréthannes ou des matériaux tels que ceux connus sous la marque "E.V.A.". Cependant ce dispositif ne confère nullement à la chaussure une qualité de stabilité au sens ci-dessus défini. De plus l'aptitude du dispositif à restituer de façon utile l'énergie liée à l'impact est infime pour ne pas dire inexistante.
Sous la marque "REEBOK" il est commercialisé une chaussure de sport dans laquelle on ménage dans la semelle quatre tubes creux agencés en sens transversal et disposés en général, à l'aplomb du talon (et parfois à l'aplomb des métatarsiens).
Ce dispositif confère à la chaussure une assez bonne capacité d'amortissement et une capacité de restitution d'énergie supérieure au modèle à coussin d'air. Cependant la stabilité d'une telle chaussure est faible.
Sous la marque "ASICS-TIGER" il est commercialisé une chaussure comportant un gel à base de silicone disposé dans des logements ménagés dans la semelle à l'aplomb du talon et des métatarsiens.
Cette chaussure présente une bonne capacité d'amortissement. En revanche ses qualités de stabilité et de restitution d'énergie sont assez faibles.
On connaît par le document DE-U-87.13850 une chaussure de sport ou de correction orthopédique comportant une pièce d'amortissement pouvant être adaptée en fonction de la correction orthopédique souhaitée.
La répartition des capacités d'amortissement dans les divers modes de réalisation de cette pièce n'est pas satisfaisante car elle ne confère pas à la chaussure une bonne stabilité ni une amélioration de la capacité d'amortissement dans la zone d'impact ou de celle de la restitution d'énergie.
On connaît aussi, par le document WO-A-8707481 une chaussure dont la semelle est formée de couches ayant différentes raideurs, la couche inférieure étant plus dure que la couche supérieure.
Ce document part d'une analyse du déroulement du pas de course à pied distincte de celle exposée plus haut, et la chaussure proposée ne résoud pas les problèmes techniques qu'a cherché à résoudre le Demandeur avec la présente invention.
De ce qui précède il ressort que, à la connaissance de l'inventeur, il n'existe pas de chaussures de course à pied présentant une bonne stabilité. A fortiori il n'existe pas dans l'état de la technique de chaussures présentant à la fois une bonne stabilité et une bonne capacité d'amortissement et de restitution d'énergie.
La présente invention vise une chaussure présentant au moins ces trois qualités, aussi bien pour des coureurs de type supinateur que pour des coureurs de type pronateur.
D'une manière générale une chaussure conforme à un aspect de l'invention est caractérisée en ce que sa semelle, à l'aplomb du talon du pied présente une raideur plus élevée du côté externe du pied que du côté interne du pied.
Conformément à un autre aspect de l'invention, et selon un mode de réalisation préféré de celle-ci, la chaussure comporte, logé dans la semelle, à l'aplomb du talon, un élément de stabilisation élastique présentant une raideur plus élevée du côté externe du pied que du côté interne du pied.
Dans ce mode de réalisation préféré l'élément de stabilisation conforme à l'invention est caractérisé en ce qu'il est élastique et qu'il se présente sous forme d'un volume cylindrique dont la courbe directrice est telle que la section droite de l'élément présente, au niveau de l'élément destiné à être à l'aplomb du côté interne du pied, une hauteur supérieure à celle de la section de la courbe directrice de l'élément, au niveau de ce dernier destiné à être à l'aplomb de l'extérieur du pied.
Avantageusement, dans ce mode de réalisation, la courbe directrice s'étend globalement transversalement à un axe longitudinal du pied, tandis que les génératrices s'étendent parallèlement à cet axe.
Grâce à ces dispositions la chaussure conforme à l'invention présente une stabilité supérieure à celle tenue dans l'art antérieur, notamment celle dont la structure a été succinctement rappelée plus haut.
En effet, en conférant à cet élément une raideur sur son côté disposé à l'aplomb du côté externe du pied supérieure à la raideur de l'élément à l'aplomb du côté interne du pied, on limite la déformation du talon du côté externe du pied lors de l'impact, par rapport à celle côté interne. De la sorte, on augmente la stabilité intrinsèque de la chaussure en évitant toute déformation excessive avec les conséquences explicitées plus haut à l'appui des figures 2 et 3.
De même la raideur plus élevée du côté externe du dispositif de stabilisation contribue à augmenter, pour le côté externe, sa capacité d'absorption du choc lié à l'impact. De plus, comme l'élément de stabilisation est élastique, une partie de l'énergie liée à l'impact se trouve restituée en un laps de temps très court ce qui fait que, globalement, par rapport aux chaussures de l'art antérieur non dotées d'un tel élément de stabilisation, la capacité d'amortissement de la chaussure est sollicitée, à l'occasion de chaque pas, pendant un laps de temps plus bref. Il s'ensuit non seulement un meilleur amortissement de l'impact, mais également une durée de vie accrue des capacités d'amortissement de la chaussure. Il s'ensuit de plus une usure des qualités d'amortissement identique sur l'arrière interne et sur l'arrière externe de la chaussure, ce qui est favorable sur le plan de la stabilité car cela empêche un déversement de la structure de la chaussure sur l'extérieur comme c'est le cas actuellement dans les chaussures de courses à pied.
La mise en oeuvre de l'invention par l'élément cylindrique dont la structure est succinctement décrite ci-dessus est particulièrement simple et avantageuse. En effet l'élément de stabilisation se présente sous la forme d'un volume cylindrique de forme un peu particulière puisque la courbe directrice qui le caractérise et qui, avantageusement dans un mode préféré de réalisation est fermée, présente, en section, une hauteur sensiblement plus faible côté interne que côté externe. Comme l'élément cylindrique est réalisé dans ce mode de réalisation en résine époxy-tissus de fibres de verre, d'épaisseur sensiblement constante, il s'ensuit que l'on obtient facilement un élément dont la raideur est plus importante côté externe que côté interne, avec notamment les avantages ci-dessus énoncés.
Pour les pieds pronateurs, l'élément de stabilisation ainsi conçu présente l'avantage supplémentaire qu'il occupe, dans le talon de la chaussure, un volume sensiblement plus grand côté interne que côté externe. Ainsi lors du basculement du talon du pied vers l'intérieur (ligne 16₁ aboutissant à la zone 17) au fur et à mesure du basculement vers l'intérieur les phénomènes suivants se produisent :
- d'une part, l'épaisseur de matière entre le talon du coureur et l'élément de stabilisation étant plus faible côté interne que côté externe du pied, cette matière se tasse plus vite et le talon, dans son basculement rencontre une résistance ;
- d'autre part cette résistance croît au fur-et-à-mesure de la déformation de l'élément cylindrique sur son côté interne.
Une fois que l'élément de stabilisation est déformé côté interne il reprend sa forme initiale en un laps de temps plus court que dans les chaussures de l'art antérieur où le talon est uniquement réalisé en polyuréthanne. Ainsi la partie du talon de la chaussure à l'aplomb de la partie arrière interne du pied se trouve sollicitée pendant un laps de temps plus bref à l'occasion de chaque pas, ce qui permet d'accroître la longévité de la capacité d'amortissement de cette partie de la chaussure par rapport à celle de l'art antérieur, tout en évitant un affaissement vers l'intérieur de la structure de la chaussure, ce qui est favorable sur le plan de la stabilité de celle-ci.
Selon une autre caractéristique de l'invention l'élément de stabilisation s'étend longitudinalement globalement sous l'ensemble du talon. Dans le mode de réalisation préféré l'élément cylindrique s'étend longitudinalement globalement sous l'ensemble du talon du coureur.
De préférence l'élément de stabilisation présente une raideur sensiblement uniforme en sens longitudinal.
Grâce à ces dispositions lors de l'impact, l'élément de stabilisation se déforme sensiblement plus sur l'arrière que sur l'avant. Comme l'élément de stabilisation est élastique hors de sa reprise de la forme initiale la partie arrière de l'élément de stabilisation restitue une énergie sensiblement plus importante que la partie avant de cet élément. Il s'ensuit que le talon du coureur est sensiblement plus sollicité sur son arrière que sur son avant et a de ce fait tendance à "basculer" vers l'avant. En pratique une telle restitution d'énergie se traduit par un déroulement accéléré de la phase de déroulement, ce qui est conforme au but que s'était assigné l'inventeur.
Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre en référence aux dessins annexés sur lesquels :

- la figure 1, partiellement déjà décrite, illustre également en vue en plan l'implantation d'un dispositif de stabilisation conforme à l'invention ;
- les figures 2 et 3, ont déjà été décrites ;
- la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 1 ;
- la figure 5 est une vue en perspective du dispositif de stabilisation illustré en coupe en figure 4 ;
- la figure 6 est une vue en coupe longitudinale partielle selon la ligne VI-VI de la figure 1 ;
- les figures 7a - 7d sont des vues correspondant à la figure 4 et illustrent, en coupe transversale, la déformation du dispositif de stabilisation dans diverses situations ;
- la figure 8 est une vue en coupe correspondant à la figure 4 et illustre le talon de la chaussure après une utilisation prolongée et intensive de celle-ci ;
- la figure 9 illustre en vue arrière le talon d'une chaussure de l'art antérieur utilisé de façon intensive par un coureur de type pronateur ;
- la figure 10 est une vue en coupe d'un autre mode de réalisation d'un dispositif de stabilisation et
- la figure 11 est une vue en coupe de ce même dispositif lors de l'impact au sol.

Selon le mode de réalisation choisi et représenté aux figures une chaussure conforme à l'invention présente une forme en plan identique à celle déjà décrite en figure 1. Les éléments décrits à l'appui de la figure 1 (la disposition des principaux éléments du pied et la répartition des pressions) restent bien évidemment valables s'agissant de la chaussure conforme à l'invention. Sur cette figure il est illustré, sous la référence 40, la position d'un dispositif de stabilisation que l'on va maintenant décrire à l'appui de la figure 5.
L'élément de stabilisation illustré en figure 5 se présente sous la forme d'un volume cylindrique dont la courbe directrice porte la référence 41 sur la figure 5. On observe que cette courbe directrice est telle que sa section droite (axe 42) au voisinage de son extrémité de droite, présente une longueur sensiblement plus grande que sa section droite au voisinage de son extrémité gauche sur la figure 5 (axe 43). Au sens de la présente invention on dira que la section droite 42 est plus haute que la section droite 43. Dans le mode de réalisation représenté la courbe directrice 41 est en fait formée de deux quasi demi-cercles (44 sur la gauche, 45 sur la droite) dont les extrémités sont jointes par deux segements de droite 46, 47 définissant des faces respectivement supérieure et inférieure portant les mêmes références. Les sections droites 42, 43 correspondent sensiblement (aux erreurs de dessin près) au diamètre des demi-cercles 44 et 45. Les génératrices sont orientées perpendiculairement à la courbe directrice 41.
Dans le mode de réalisation présentement décrit les axes 42, 43 sont distants de 44 mm, le petit demi-cercle 44 ayant un rayon de 6 mm tandis que le grand demi-cercle 45 a un rayon de 10 mm. Le cylindre 40 s'étend sur une longueur de 40 mm.
Il est ici réalisé en résine époxy/tissus en fibres de verre, et se présente sous forme d'un corps annulaire dont l'épaisseur de la paroi, constante sur toute la périphérie de la section 41 est de un millimètre.
Un tel élément de stabilisation présente une raideur globale de 1854 kg/mm, selon une direction parallèle à un axe 60 (figure 4).
Selon une caractéristique de ce mode de réalisation de l'invention la raideur est répartie localement comme suit :
Si on considère que la raideur locale au niveau de l'axe 60 selon une direction parallèle à cet axe, est égale à un facteur de 100, la raideur locale au niveau de l'axe 43 de la figure 5, selon une direction parallèle à cet axe est égale à un facteur de 200 et celle, au niveau de l'axe 42 de la figure 5, est égale à un facteur de 150. Cette répartition des raideurs est illustrée en figure 5 par les flèches 200, 100 et 150.
En figures 1 et 4 il est illustré la position de l'élément de stabilisation 40 dans le talon 20 de la chaussure illustrée. On observe que l'élément de stabilisation est disposé de telle sorte que ces génératrices soient parallèles à l'axe longitudinal 50 du pied (figure 1). La courbe directrice est donc transversale à cet axe. Les génératrices issues du grand demi-cercle 44 sont disposées sensiblement parallèlement au bord interne droit de la chaussure tandis que celles issues du demi-cercle de faible diamètre 45 sont disposées sensiblement parallèlement au bord externe gauche de la chaussure globalement à l'aplomb du talon du coureur.
On observe de surcroît que la face supérieure 46 de l'élément de stabilisation 40 est disposée de telle sorte qu'elle est horizontale à quelques millimètres sous l'aplomb du talon du coureur.
En 21 on a illustré de façon schématique un contrefort de la chaussure. Ce contrefort est de structure classique et n'a pas à être décrit en détail ici. De même le talon 20, mis à part un logement creux de forme complémentaire à l'élément de stabilisation 40, est pour le reste de structure classique. Il est ici réalisé dans un bloc de polyuréthanne moulé.
En figure 7a il est illustré la déformation du talon de la chaussure et notamment de l'élément de stabilisation lors de la phase d'impact. Sur cette figure on reconnaît en 11 la zone d'impact. On observe qu'au niveau de cette zone il y a une déformation de la structure 22 en polyuréthanne du talon 20.
La déformation de l'élément de stabilisation 40 est illustrée en traits pleins alors qu'en traits fins mixtes on a illustré la forme originelle de l'élément de stabilisation. On observe que l'élément de stabilisation est un peu déformé sur la gauche (côté externe du pied) tandis que la déformation côté interne du pied (grand diamètre 42) est quasiment nulle.
En tout état de cause le talon 20 se déforme globalement moins dans une chaussure équipée d'un dispositif de stabilisation conforme à l'invention (figure 7a) que dans une chaussure ne comportant pas un tel dispositif (figure 3). Cette caractéristique est favorable sur le plan de la stabilité car en effet la structure 21 du contrefort de la chaussure prend un léger angle sur la gauche bien inférieur à celui qu'elle prendrait si la déformation était semblable à celle du talon illustré en figure 3.
Au début de la phase de déroulement, chez les coureurs de type supinateurs on assiste à une phase de recentration où la pression est répartie, en sens transver sal, de façon uniforme sur l'ensemble du talon.
On observe qu'au niveau des axes 43 et 42 le dispositif de stabilisation n'est pas déformé de façon visible ; en réalité le dispositif de stabilisation est légèrement déformé de façon identique au niveau de chacun des axes 42, 43. En revanche la partie centrale du dispositif de stabilisation est très déformée.
Chez les coureurs de type pronateur il y a basculement du talon vers l'intérieur comme exposé plus haut à l'appui de la figure 1. En figure 7c il est illustré la déformation du talon de la chaussure dans cette hypothèse.
On observe qu'au niveau de l'axe 42 il y a une importante déformation due à l'appui du coureur sur la zone 17 (figure 1) de même que sur la partie centrale, notamment à droite de l'axe 60. En revanche au niveau de l'axe 43 la déformation est nulle.
Aussi bien dans le cas de la figure 7b que celui de la figure 7c, les déformations substantielles de l'élément de stabilisation élastique vont entraîner une restitution d'énergie.
On se rend compte de l'intérêt d'une raideur locale plus faible au niveau de l'axe 42 : une telle raideur permet une déformation de l'élément de stabilisation plus progressive, et plus importante, cette déformation étant de ce fait moins traumatisante pour le coureur ; par ailleurs une raideur moins importante au niveau de l'axe 42 est justifiée par le fait que les pressions sont moins importantes sur le côté interne du pied que sur son côté externe, aussi bien pour un coureur pronateur que pour qu'un coureur supinateur, pour un coureur pronateur la pression sur le côté interne du pied étant par ailleurs plus prolongée.
On voit donc qu'aussi bien lors de la phase d'impact que lors du début de celle de déroulement, un même dispositif de stabilisation peut être utilisé avec des coureurs pronateurs et supinateurs avec des avantages dans les deux cas.
La figure 7d montre le talon de la chaussure et l'élément de stabilisation à la fin de la phase de déroulement, au début de la phase de détente pour un coureur pronateur. On observe que l'élément de stabilisation a repris sa forme initiale et a restitué ce faisant une certaine énergie.
En figure 6 il est illustré une coupe longitudinale de l'élément de stabilisation 40, selon la ligne VI-VI de la figure 1, pendant la phase d'impact (la ligne VI-VI de coupe est également illustrée en figure 7a).
On y observe que sous l'impact la face supérieure 46 de l'élément de stabilisation s'est déformée. Comme l'impact est situé sensiblement plus sur l'arrière de la chaussure, l'élément de stabilisation 40 se déforme plus vers l'arrière 52 de ce dernier que vers la portion avant 53, de sorte que la face supérieure 46 de l'élément 40 prend un angle par rapport à l'horizontale référencé en α sur la figure 6.
Concomitamment avec la fin de la phase d'impact, l'élément 40 tend à revenir vers la position de repos illustrée en 46′ sur la figure 6. En revenant vers cette position de repos l'élément 40 exerce de ce fait une force exercée en fait selon un arc de cercle (flèche F).
La force F a en pratique pour effet d'accélérer la phase de déroulement du pied explicitée plus haut.
D'une manière générale on observera que l'élément de stabilisation 40 décrit à l'appui des figures est en fait un cas particulier d'un élément de stabilisation élastique présentant une raideur sensiblement plus élevée de son côté destiné à être à l'aplomb de la partie externe du pied que de son côté destiné à être à l'aplomb de la partie interne du pied.
De même, dès lors que la raideur de l'élément de stabilisation reste sensiblement constante selon un axe longitudinal de ce dernier, l'impact fait que l'élément de stabilisation se déforme plus sur son arrière que sur son avant de telle sorte que la force exercée par l'arrière de ce dernier est plus élevée que la force exercée par les parties de l'élément de stabilisation disposé sur l'avant. Ceci se traduit d'une manière générale par une poussée vers l'avant accélérant la phase de déroulement du pied.
Il ressort de ces explications que l'élément de stabilisation décrit à l'appui des figures n'est qu'un mode de réalisation parmi d'autres et qu'il peut en particulier être remplacé par tout élément présentant une répartition équivalente des raideurs.
En figure 8 il est illustré l'élément de stabilisation 9 après un usage intensif (course à pied sur environ un millier de kilomètres). On observe que le matériau constituant le talon 20 disposé entre la face supérieure 46 de l'élément de stabilisation et le contrefort de la chaussure s'est sensiblement tassé mais que globalement le talon 20 présente, en section transversale, une géométrie semblable à celle illustrée en figure 4.
En figure 9, à titre de comparaison il est illustré la géométrie que prend le talon 20 d'une chaussure de sport non équipée d'un tel élément de stabilisation et utilisée pendant environ un millier de kilomètres de course à pied par un coureur de type pronateur. On y constate un net affaissement vers l'intérieur du pied (vers la droite sur la figure) et une déformation du contrefort droit 21d de la structure.
Par ailleurs on y observe une certaine déformation du contrefort gauche 21g due, même chez un coureur pronateur, à la phase d'impact. Les déformations des contreforts droit et gauche sont dues entre autres à ce manque de stabilité.
Sous la référence 65 on a illustré en traits mixtes la forme originelle du talon et des contreforts avant affaissement. On observe que la chaussure illustrée en figure 8 est plus satisfaisante à maints égards et que, notamment, on n'assiste pas aux déformations des contreforts.
La figure 10 illustre, en coupe transversale, une variante de réalisation du dispositif de stabilisation qui vient d'être décrit.
Dans ce mode de réalisation, le dispositif de stabilisation comporte deux pièces dont une première est constituée par un élément cylindrique creux semblable à celui décrit à l'appui de la figure 5 et porte, en figure 10, la référence 40a. Les caractéristiques dimensionnelles de l'élément 40a sont les mêmes que celles de l'élément 40. Il est également réalisé en fibres de verre.
Le Demandeur a constaté que pour certains coureurs, de poids élevé, il pouvait être préférable, notamment sur le plan économique de compléter cette dernière par un élément de soutien 70 plutôt que de chercher à renforcer la pièce 40 décrite plus haut.
L'élément de soutien 70, réalisé ici en polycarbonate présente une forme externe complémentaire à la forme interne de l'élément de stabilisation 40a. Il comporte un évidement intérieur 71 qui, dans ce mode de réalisation, s'étend sur toute la longueur de l'élément de soutien 70 et occupe la majeure partie du volume interne de celui-ci.
Cet évidement est ici symétrique par rapport à un plan longitudinal horizontal de symétrie 76. Il est agencé pour laisser, le long des bords longitudinaux latéraux de l'élément de soutien 70 deux zones de flexion 72, 73. Des surfaces de butée 74, 74′ sont agencées en regard l'une de l'autre de part et d'autre du plan de symétrie 76 et associées à la zone de flexion 72. Des surfaces de butée 75, 75′ sont également agencées de part et d'autre du plan 76 et associées à la zone de flexion 73.
La figure 11, qui correspond à la figure 7a, représente la déformation du dispositif de stabilisation constitué par les éléments 40a et 70 lors de la phase d'impact.
On observe que la déformation n'est ici pas suffisante pour permettre la mise en contact des surfaces de butée 74, 74′ ou 75, 75′. Dans l'hypothèse d'un impact plus violent (coureur plus lourd ou course en descente, par exemple), les surfaces de butée sus-mentionnées viennent en contact l'une avec l'autre et par suite d'un impact encore plus violent, la matière constituant l'élément de soutien 70 peut être amenée à se comprimer. Dans cette hypothèse, la raideur est encore plus augmentée.
D'autres formes de réalisation d'un élément de soutien sont possibles. Tout d'abord, l'élément de soutien peut être constitué par un bloc de matière non évidée. En choisissant une matière telle que du polycarbonate, on obtiendra une raideur bien plus importante que dans le cas de la figure 10. Il est également possible de conférer à l'évidement 71 une autre forme grâce à laquelle la raideur de l'ensemble pourrait être soit constante, soit augmentée de façon régulière (et non de façon abrupte comme dans le cas de la variante des figures 10 et 11, dès que les surfaces de butée viennent en contact l'une avec l'autre). Par ailleurs, il est possible de remplir l'évidement 71 avec une pièce de forme complémentaire. La raideur de cette pièce pourra par exemple être adaptée au poids et aux caractéristiques du coureur.
Enfin, d'une manière générale, on observera que l'on peut réaliser un élément de stabilisation tel que l'élément 40 en un seul bloc non évidé.
Bien entendu la présente invention ne se limite nullement aux modes de réalisation décrits et représentés.
Il a été expliqué plus haut que l'élément de stabilisation 40 pouvait être remplacé par tout élément présentant une répartition des raideurs semblable à celles décrites dans la présente demande.
Par ailleurs la présente demande ne se limite nullement aux chaussures de course à pied. Il apparaîtra en effet à l'homme de l'art qu'elle peut avantageusement être mise en oeuvre dans toute chaussure de sport avec laquelle il est nécessaire de courir.
L'élément de stabilisation élastique doté d'une importante capacité de restitution énergie comme celui conforme à la présente invention, peut avantageusement être utilisé dans des chaussures destinées à des sports tels que le volley-ball ou le basket-ball. En effet, dans certaines circonstances, la restitution d'énergie est liée à un impact sur le talon, peut être utile pour augmenter les performances du joueur de basket-ball ou de volley-ball lors de sauts verticaux.
Dans un sport tel que le tennis, l'invention est particulièrement avantageuse.
Tout d'abord le tennis est un sport où le joueur est amené à courir et à cet égard, une chaussure conforme à l'invention, en particulier lorsqu'elle comporte l'élément de stabilisation décrit plus haut présente les avantages qui y sont associés. De plus, on observera que dans le tennis, le joueur est souvent amené à faire des déplacements latéraux, ses pieds peuvant être soumis à d'importants mouvement de supination. Par conséquent, il est souhaitable qu'une stabilisation supinatrice plus importante soit conférée aux chaussures de tennis. La présente invention permet d'y arriver en conférant à la chaussure une importante rigidité au niveau de la partie arrière externe de son talon.
Dans une mise en oeuvre au moyen d'un élément de stabilisation tel que l'élément 40, complété ou non par un élément de maintien tel que l'élément 70, les indications suivantes peuvent être utiles. Une plus grande rigidité de l'ensemble sera obtenue en donnant à la chaussure une hauteur de semelle moindre que pour celle des chaussures de course à pied. La hauteur de l'élément de stabilisation au niveau de l'axe 42 sera sensiblement diminuée par rapport à un élément de stabilisation destiné à des chaussures de course à pied, tandis que la hauteur au niveau de l'axe 43 sera conservée. Cela entraînera une plus grande rigidité de l'ensemble, notamment sur le côté externe de la chaussure que dans le cas des figures 7a-7d. Comme par ailleurs les mouvements en pronation sont moins nombreux lors des déplacements, la diminution relative de la hauteur de l'élément de stabilisation au niveau du grand axe 42 ne diminuera pas de façon trop sensible les avantages de la présente invention pour les joueurs de tennis ayant une tendance à la pronation.
Enfin on observera que la présente invention peut également avantageusement être appliquée à des chaussures de marche à pied. En effet, si dans de telles chaussures les phénomènes décrits à l'appui de la figure 1 ne sont pas aussi marqués, ils n'en existent pas moins et les traumastismes qui y sont liés, s'ils n'apparaissent au bout d'un temps comparable à ce qui a été observé pour les coureurs, n'en apparaissent pas moins au bout de plusieurs années. Il est donc particulièrement avantageux de munir de simples chaussures de marche ou de ville de dispositifs de stabilisation conformes à la présente invention.
Notamment, la présente invention permet de conférer aux chaussures de trecking ou de golf, ainsi qu'aux chaussures de ville, une importante stabilité et une caractéristique d'amortissement particulièrement élevée. Dans une mise en oeuvre au moyen d'un élément de stabilisation tel que l'élément 40, la hauteur du grand axe 42 sera conservée, tandis que la hauteur du petit axe 43 sera sensiblement augmentée.

Claims

1. Chaussure caractérisée en ce que sa semelle, à l'aplomb du talon du pied, présente une raideur plus élevée du côté externe du pied que du côté interne du pied.

2. Chaussure caractérisée en ce qu'elle comporte, logé dans la semelle, à l'aplomb du talon, un élément de stabilisation élastique (40) présentant une raideur locale plus élevée du côté externe (45) du pied que du côté interne (44) du pied.

3. Chaussure selon l'une quelconque des revendications 2, caractérisée en ce que le rapport entre les raideurs locales externe et interne de l'élément de stabilisation est de l'ordre de 1,3.

4. Chaussure selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisée en ce que l'élément de stabilisation s'étend longitudinalement globalement sous l'ensemble du talon.

5. Chaussure selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'élément de stabilisation présente une répartition des raideurs locales sensiblement uniforme en sens longitudinal.

6. Chaussure caractérisée en ce qu'elle comporte, logé dans la semelle, à l'aplomb du talon, un élément de stabilisation élastique (40) se présentant sous la forme d'un volume cylindrique dont la courbe directrice est telle que la section droite de l'élément présente une hauteur (42) du côté interne du pied supérieure à celle (43) sur le côté externe.

7. Chaussure selon la revendication 6, caractérisée en ce que l'élément de stabilisation élastique (40) se présente sous la forme d'un volume cylindrique creux.

8. Chaussure selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'élément de stabilisation élastique comporte un élément élastique de maintien (70) logé à l'intérieur du volume cylindrique.

9. Chaussure selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'élément de maintien (70) présente un évidement interne (71).

10. Chaussure selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'évidement interne (71) est agencé de telle sorte que de part et d'autre d'un plan horizontal (76) des moyens de butées sont prévus (74,74′,75,75′) de telle sorte que lorsque ces moyens de butée viennent en contact, la raideur de l'élément de stabilisation est augmentée.

11. Chaussure selon l'une quelconque des revendications 6 et 10, caractérisée en ce que la courbe directrice du volume cylindrique s'étend globalement transversalement à un axe longitudinal (50) du pied, tandis que les génératrices s'étendent parallèlement à cet axe.

12. Dispositif de stabilisation pour chaussure destiné à être logé dans la semelle de celle-ci, à l'aplomb du talon, se présentant sous la forme d'un volume élastique cylindrique (40) dont la courbe directrice est telle que la section droite de l'élément présente, au niveau de l'élément destiné à être à l'aplomb du côté interne du pied, une hauteur (42) supérieure à celle (43) de la section de la courbe directrice de l'élément, au niveau de ce dernier destiné à être à l'aplomb de l'extérieur du pied.

13. Dispositif de stabilisation selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme d'un volume élastique cylindrique creux d'épaisseur constante (40).

14. Dispositif de stabilisation selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte un élément élastique de maintien (70) logé à l'intérieur du volume cylindrique.

15. Dispositif de stabilisation selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'élément de maintien (70) présente un évidement interne (71).

16. Dispositif de stabilisation selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'évidement interne (71) est agencé de telle sorte que de part et d'autre d'un plan horizontal (76) des moyens de butée sont prévus (74,74′,75,75′) de telle sorte que lorsque ces moyens de butée viennent en contact, la raideur de l'élément de stabilisation est augmentée.

17. Dispositif de stabilisation selon l'une quelconque des revendications 12 à 16, caractérisé en ce que la courbe directrice du volume cylindrique s'étend globalement transversalement à un axe longitudinal (50) du pied tandis que les génératrices s'étendent parallèlement à cet axe.