FR2539632A1 - Machine d'exercice des muscles des jambes - Google Patents

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FR2539632A1 FR8400909A FR8400909A FR2539632A1 FR 2539632 A1 FR2539632 A1 FR 2539632A1 FR 8400909 A FR8400909 A FR 8400909A FR 8400909 A FR8400909 A FR 8400909A FR 2539632 A1 FR2539632 A1 FR 2539632A1
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Arthur Allen Jones
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Nautilus Sports Medical Industries Inc
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Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE MACHINE D'EXERCICE MUSCULAIRE. ELLE EST DESTINEE ESSENTIELLEMENT AUX OPERATIONS D'ACCROUPISSEMENT ET COMPORTE DEUX PEDALES 20, 21 MONTEES SUR DES LEVIERS 16, 17 QUI PROVOQUENT LE DEROULEMENT DE CHAINES 70 DE CAMES 62 A RAYON VARIABLE, ELLES-MEMES SOLIDAIRES DE PIGNONS 66, 67 SUR LESQUELS PASSENT DES CHAINES DE SUPPORT DE POIDS 75. LES JAMBES PEUVENT ETRE EXERCEES SEPAREMENT ET SUIVANT DIVERS CYCLES D'EXERCICE. APPLICATION AUX MACHINES DE MUSCULATION.

Description

La présente invention concerne de façon générale une machine d'exercice
mixte des muscles des jambes et plus précisément une machine qui donne une variation convenable de résistance au déplacement pour toutes les positions des parties du corps en pivotement autour d'au moins deux articulations, lorsque l'extrémité externe de la jambe est déplacée entre les positions allongée et repliée et
inversement, par exemple dans les exercices d'accroupis-
sement avec haltères.
On a mis au point de nombreux types différents de machines d'exercice dans le domaine de la musculation du corps Ces machines donnent une résistance ou force linéaire contre laquelle travaille l'utilisateur, lorsqu'il répète une série d'exercices suivant un seul axe, avec pivotement d'un seul organe du corps autour d'une seule articulation Cependant, ce type de machine oppose une résistance ou force uniforme pendant tout l'exercice et ne donne pas le type convenable de résistance variable
dans toute la gamme de déplacements possibles de l'organe.
Un perfectionnement important a été réalisé dans ce type de machine d'exercice à un seul axe avec la machine d'exercice à résistance variable décrite
dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 3 858 873.
La machine décrite met en oeuvre despoulies spiralées ayant un rayon différent (bras de levier) pour différentes positions angulaires, une masse étant fixée par un organe flexible de raccordement à un emplacement particulier de la surface externe de la poulie spiralée afin que la résistance à la rotation opposée par cette poulie spiralée varie avec la longueur du bras de levier formé par le raycn variable de la poulie dans diverses positions en rotation La configuration de la poulie spiralée est réalisée de manière que la résistance musculaire convenable soit donnée dans toute la gamme de pivotements de la partie correspondante du corps pendant l'exercice
suivant un seul axe.
La poulie spiralée décrite dans le brevet précité comporte une came à profil croissant dans laquelle la masse est raccordée à un emplacement particulier de la came par un organe flexible de raccordement et la came donne des bras de levier de longueursvariableslorsqu'elle tourne et lorsque l'organe flexible de raccordement s'enroule sur la came et se déroule de celle-ci La force appliquée par l'utilisateur s'exerce sur un levier d'application de force ayant un bras de levier qui est supérieur au bras de levier de la came à profil croissant si bien que la force appliquée par l'utilisateur est multipliée par le levier et la came L'axe de rotation de la came se trouve sur un axe commun à l'articulation considérée du corps De manière connue, la résistance disponible dans les muscles des parties correspondantes du corps varie dans différentes positions du déplacement 1 au cours d'un exercice et la came à profil croissant de la machine connue donne une résistance variant de façon correspondante, c'est-à-dire qu'elle donne une résistance équilibrée sur toute la gamme d'exercices
suivant un seul axe.
Cependant, un exercice composite, c'est-à-dire
impliquant au moins deux parties du corps ou deux articula-
tions, nécessite une plus grande résistance et une plus grande plage de variations de résistance que ne le permet la came à profil croissant utilisée dans la machine connue En outre, la variation de résistance nécessaire dans une machine d'exercice composite varie si rapidement et d'une manière si importante, surtout à certains moments au cours de l'exercice, qu'un déplacement angulaire important doit être subi par la came pour un déplacement très faible du levier d'application de force, et il n'est pas possible d'obtenir cette caractéristique avec la
came à profil croissant utilisée dans cette machine.
Un exercice composite, tel qu'un-accroupissement avec haltères, est un exercice bien plus enrichissant qu'un exercice quelconque suivant un seul axe, par exemple un enroulement avec haltères, toute chose étant égale par ailleurs L'exercice composite est plus enrichissant car il met en oeuvre une masse de muscles bien supérieure à celle qui est impliquée dans un exercice à un seul axe Par exemple, un exercice d'accroupissement avec haltères met en oeuvre les muscles les plus gros et les plus puissants du corps, les fesses, le gros muscle de la partie avant de la cuisse, les jambes inférieures,
les muscles du bas du dos et autres Bien que l'accroupis-
sement avec haltères soit un exercice très enrichissant, il peut être dangereux et peut provoquer une blessure du genou s'il ntest pas exécuté convenablement Etant donné le contact du muscle du mollet avec le dos de la cuisse lorsque la jambe est pliée à la limite, à l'extrémité inférieure de l'accroupissement, le point normal d'articulation di genou se-déplace en réalité vers l'arrière de plusieurs centimètres, au point auquel le muscle du mollet est au contact de'l'arrière de la cuisse Comme la direction verticale du poids a tendance à repousser les fesses vers les talons, en direction transversale aux os de la jambe supérieure et de la
jambe inférieure, des forces sont appliquées dans l'articu-
lation du genou et ont tendance à l'écarter Etant donné les problèmes indiqués précédemment, on n'a pas pu réaliser une machine satisfaisante pour un type convenable d'exercice composite à résistance variable des muscles associés aux jambes, avec uni type
d'exercice enrichissant, obtenu par exemple par accroupis-
sement, sans le risque potentiel de blessure du genou.
L'invention concerne une machine pour exercice composite convenable desmuscles associés aux jambes, donnant la variation convenable de résistance au déplacement dans toutes les positions en pivotement d'au moins deux articulations du corps lorsque l'extrémité-externe de la jambe est déplacée pratiquement en ligne droite entre les positions allongée et pliée et inversement La machine selon l'invention élimine le risque potentiel
de détérioration du genou lors d'un exercice d'accroupis-
sement. 2 m 32632 La machine d'exercice composite selon l'invention exerce une résistance variant convenablement à la jambe inférieureen direction longitudinale par rapport aux os de la jambe et non en direction transversale,si bien que le risque potentiel de blessure du genou est éliminé. En outre, la machine d'exercice selon l'invention met
en oeuvre une poulie spiralée ou une came à profil décrois-
sant qui a un rôle différent de celui-ci d'une came à profil croissant du type utilisé jusqu'à présent dans
les machines d'exercice à un seul axe.
Par exemple, lors de l'utilisation d'une came à profil croissant de rayon variable, la came est reliée au poids et la force appliquée par l'utilisateur est transmise par un organe rotatif de rayon uniforme (bras de levier) sur toute la longueur de la rotation Le bras de levier de l'organe rotatif qui applique la force est toujours supérieur au rayon de la came (bras de levier) Ainsi, la force appliquée par l'utilisateur est multipliée par un facteur qui est dû à la différence entre les longueurs du rayon de l'organe d'application de la force de rotation (bras-de levier) et du rayon
de la came (bras de levier) pour une rotation particulière.
En conséquence, la force appliquée par l'utilisateur
est inférieure au poids soulevé.
D'autre part, lors de l'utilisation d'une came à profil-décroissant, de rayon variable, la force appliquée par l'utilisateur est transmise à la came et le rayon de la came (bras de levier) est toujours inférieur au rayon de l'organe rotatif de rayon uniforme (bras de levier) relié au poids Ainsi, la force appliquée par l'utilisateur est réduite d'un facteur qui correspond à la différence entre le rayon de la came (bras de levier) pour une rotation particulière de celle-ci et le rayon
de l'organe rotatif de rayon uniforme (bras de levier).
En conséquence, la force appliquée par l'utilisateur
est supérieure au poids soulevé.
Pour la première fois, la came à profil décrois-
2 a 325-632 -5 sant donne la résistance variable convenable au mouvement des muscles associés aux différentes parties du corps lorsqu'un exercice composite est exécuté si bien que la résistance convenable est appliquée pour toutes les positions en pivotement des parties du corps, se déplaçant autour d'au moins deux articulations du corps Grâce à l'utilisation d'une came à profil décroissant, La force que l'utilisateur peut exercer n'a pratiquement aucune limite, à part celles qui sont imposées par le corps de l'utilisateur et par la résistance du matériau dont est formé la machine Bien qu'il soit vrai qu'une personne ait une force très élevée, lorsque ses jambes sont rectilignes ou presque rectilignes, près de la position totalement allongée à proximité de la partie supérieure d'un accroupissement, les os ne supportent pas un poids infini En conséquence, la came à profil décroissant de la machine selon l'invention est réalisée compte tenu de cette restriction L'utilisation d'une pile à poids variable pouvant atteindre 230 kg, nécessite la production par l'utilisateur d'une force maximale qui correspond au soulèvement d'environ 530 kg lorsque les jambes sont proches de la position de finition ou de blocage et atteignent cette position d'accroupissement, et il s'agit d'une force suffisante pour compenser la
force de l'homme même le plus fort.
L'utilisation de la machine d'exercice composite n'est cependant pas limitée à l'utilisation par les seuls hommes forts, mais elle est également avantageuse pour les hommes moins forts et les femmes Par exemple, l'utilisation d'un-poids minimal de 16 kg nécessite
une force ou charge totale de travail correspondant -
au soulèvement d'environ 36 kg par l'utilisateur lorsque
les jambes approchent de la position de blocage ou sensi-
blement rectiligne et atteignent cette position, et cette force est si faible, égale à la force exercée sur le corps par les forces de pesanteur lorsqu'une personne de 36 kg est debout, que pratiquement n'importe 2 b-3, 632
qui peut utiliser la machine convenablement.
La machine d'exercice composite selon l'invention présente aussi d'autres avantages par rapport aux types connus de machines d'exercice Une tige de butée qui peut être commandée sélectivement est destinée à limiter la remontée de la pile de poids et à permettre l'exécution
d'exercicesacinétiquesou à grande vitesse Lors de l'utili-
sation de la machine dans un exercice à grande vitesse, la tige de butée empêche le poids de "flotter" en remontant dans la dernière partie du mouvement réalisé à grande vitesse Lors de l'utilisation de la machine pour des
exercices acinétiques, la tige de butée assure l'utilisa-
tion d'un poids prédéterminé s'ajoutant à la résistance appliquée par l'utilisateur avec une jambe s'opposant au mouvement de l'autre jambe Avec cette caractéristique,
la machine constitue la meilleure source possible d'avan-
tages cardiovasculaires et elle peut donner les mêmes avantages que la course ou le crosse, sans le talonnement qui existe inévitablement dans une telle activité, et donne aussi l'avantage de la conduite d'une bicyclette
fixe ou mobile.
L'utilisation de contrepoids placés sur des leviers d'application de forces commandés par l'utilisateur maintient ces leviers dans la plage médiane de déplacements possibles si bien que l'utilisateur peut pénétrer dans la machine et en sortir en toute sécurité La machine a une plateforme de support du corps qui maintient l'axe de la colonne vertébrale en position rectiligne avec une inclinaison faible d'environ-300 par rapport
à un plan horizontal La plate-forme est réglable longitu-
dinalement le long du bâti de la machine et peut s'éloigner et se rapprocher des leviers d'application de forces afin que la machine puisse ête facilement réglée en
fonction d'utilisateurs de tailles différentes La plate-
forme réglable permet aussi le réglage de la course maximale des leviers d'application de forces si bien que l'utilisateur peut le cas échéant éviter la position
de "blocage" qui apparaît normalement à la fin de l'exten-
sion complète des jambes.
2 E 3 '632
La machine d'exercice composite selon l'invention
comporte un bâti de support des différents éléments.
Deux leviers manoeuvrés par l'utilisateur sont articulés en position sensiblement verticale et l'un près de l'autre sur le bâti afin qu'ils puissent pivoter alternativement à leurs extrémités inférieures Des pédales allongées sont portées par les extrémités inférieures des leviers à une distance prédéterminée au-dessous de l'articulation des leviers et elles sont destinées à être au contact du pied de l'utilisateur si bien que les leviers peuvent être déplacés alternativement suivant un arc de cercle prédéterminé, lors du déplacement sensiblement rectiligne
du pied entre les positions allongée et repliée et inver-
sement Une came à profil décroissant est supportée afin qu'elle puisse tourner par rapport au bâti et elle est fixée de manière qu'elle tourne avec une roue de rayon uniforme La came a unrayon qui varie avec la rotation afin que les bras de leviers aient des longueurs
différentes lors de la rotation de la came.
Un premier organe flexible de raccordement est fixé à une première extrémité sur la came et, à l'autre extrémité, à l'organe d'application de force à distance du support articulé Un second organe flexible de raccordement est fixé à une première extrémité à
la roue et, à l'autre -extrémité à une pile de poids.
Le second organe de raccordement s'enroule sur la roue afin qu'il soulève le nombre choisi de poids lorsque le premier organe de raccordement se déroule de la came, le levier d'application de forces étant alors déplacé
vers une première extrémité de son arc de déplacement.
Le second organe de raccordement se déroule de la roue afin -que la masse s'abaisse lorsque le premier organe de raccordement s'enroule sur la came lorsque le levier se déplace vers l'autre extrémité de son arc de cercle de déplacement si bien que la variation convenable de la résistance au déplacement est donnée dans toutes les positions lorsque le membre ou la jambe se déplace
entre ses positions allongée et repliée et inversement.
253 t 632 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture'de la
description qui va suivre d'exemples de réalisation
et en se référant aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une perspective de la machine d'exercice composite selon l'invention, représentant l'utilisateur en position de début d'un exercice du type d'un accroupissement; les figures 2 à 4 sont des élévations latérales schématiques de la machine -de la figure 1, représentant la plage de déplacements d'une jambe de l'utilisateur et la plage de déplacements du levier correspondant de manoeuvre lorsque la jambe se déplace entre ses positions totalement allongée et repliée et inversement la figure 5 est une élévation latérale partielle de la palte-forme de support du corps, avec dés parties du bâti arrachées par raison de clartée; la figure 6 est une coupe par un plan horizontal repéré par la ligne 6-6 sur la figure 5;
la figure 7 est une perspective éclatée représen-
tant le bâti formant une base et montrant comment le support réglable du corps est supporté afin-qu'il puisse être réglé longitudinalement; la figure 8 est une vue de bout de la machine, depuis l'extrémité droite de la figure 1;
la figure 9 est analogue à la figure 1 mais -
elle représente la pile de poids soulevée par les deux jambes de l'utilisateur et ne pouvant plus remonter
car elle est retenue par une tige de butée placée sélecti-
vement, utilisée pour l'exécution d'exercices à grande vitesse ou acinétiques; et
la figure 10 est une élévation latérale schéma-
tique de la machine de la figure 9-montrant l'utilisation
de la machine dans un exercice à grande vitesse ou acinéti-
que, une jambe étant totalement allongée et l'autre
en position repliée.
La machine selon l'invention est représentée sous une forme particulièrement adaptée à l'exercice
253 Z 632
composite des muscles des jambes, des fesses et du bas du dos, dans un exercice dit d'accroupissement Cependant, il faut noter que l'invention s'applique à une machine d'exercice composite des bras, d'une manière analogue à une presse de levage d'haltères. La machine représentée a un bâti qui comporte un bâti horizontal inférieur de base (mieux représenté sur la figure 16) et deux bâtis latéraux verticaux 12,
13 raccordés au bâti 11 de base à leurs extrémités infé-
rieures Les parties supérieures des bâtis latéraux 12, 13 sont maintenues à distance par des traverses
convenables 14 et 15.
Deux leviers 16, 17 manoeuvrés par l'utilisateur sont articulés sur un arbre 18 disposé entre les bâtis latéraux 12, 13 et fixé à ses extrémités opposées sur ces bâtis Les leviers 16, 17 sont articulés à distance et en position sensiblement verticale afin qu'ils puissent
pivoter alternativement à leurs extrémités inférieures.
Un dispositif de transmission de force, sous forme de
pédales allongées 20, 21, est placé aux extrémités infé-
rieures des leviers 16, 17 afin qu'il soit au contact d'un pied correspondant droit ou gauche de l'utilisateur si bien que les extrémités inférieures des leviers-16, 17 peuvent être déplacées en translation suivant un arc de cercle prédéterminé pendant l'exercice L'extrémité avant de l'arc de cercle du levier 16 est représentée
sur la figure 2, la jambe de l'utilisateur étant prati-
quement allongée, le levier 16 étant au contact de la traverse 15 qui forme une butée pour l'avance du levier 16 L'extrémité arrière de l'arc de déplacement du levier 16 est atteinte lorsque la jambe est en position nettement
repliée (accroupissement) comme représenté sur la figure 4.
Un dispositif de support du corps représenté sous forme d'une plate-forme est porté afin qu'il puisse être réglé longitudinalement le long du châssis inférieur 11 et comporte un coussin 23 de support du torse de l'utilisateur en position inclinée, avec la colonne 2 ed 3632 1 O vertébrale en position pratiquement rectiligne comme indiqué sur les figures 1 à 4 Le coussin 23 est fixé sur un bâti incliné 24 ayant des branches 26, 27 qui descendent vers l'avant et une branche unique arrière de support 18 dépassant vers le bas et dont l'extrémité inférieure a des dents de crémaillère repérées par
la référence 29 sur la figure 7.
Des coussins 30, 31 de support d'épaules sont placés aux extrémités opposées d'un support 32 en U
fixé, dans sa partie médiane, sur le bâti incliné 24.
-Un coussin surélevé 33 formant appui-tête et fixé sur
le bâti 24 et entre les coussins 30, 31 Lors de l'utilisa-
tion de la machine, le torse supérieur de l'utilisateur est placé sur le coussin 23 comme représenté sur la figure 1, les épaules étant au contact des coussins , 31 et la tête étant appuyée sur le coussin 33 Les mains peuvent serrer les parties opposées d'extrémités de tiges 34 à poignéesdont la partie médiane passe sous le coussin 23 et est fixée au bâti 24, les extrémités opposées étant courbées comme l'indiquent les figures 1 et 5 Une courroie 36 placée au contact du corps est raccordée aux deux extrémités au coussin 23 et peut être serrée de façon réglable en position sur la partie inférieure du corps de l'utilisateur comme indiqué sur la figure 1 afin que le corps soit stabilisé sur le coussin 23 et que la colonne vertébrale reste pratiquement rectiligne pendant l'exercice Le coussin 23 et le bâti 24 sont portés par le bâti de base 11 avec une inclinaison d'environ 30 par rapport à une-horizontale Cependant,
cette inclinaison particulière peut être modifiée le-
cas échéant.
La plate-forme de support du corps est elle-même portée afin qu'elle puisse être réglée longitudinalement le long du bâti inférieur 11 et elle a deux rouleaux avant 40 de guidage portés de manière qu'ils puissent se déplacer le long des faces supérieures des rails latéraux du bâti 11 de base, et deux rouleaux arrière 41 253 d E 632 i 11
de guidage qui se déplacentaussi le long des faces supé-
rieures des rails latéraux du bâti 11 Comme représenté clairement sur la figure 7, les rouleaux arrière 41 sont supportés afin qu'ils puissent tourner aux extrémités arrière de leviers 42 articulés entre leurs extrémités sur un axe 43 Ce dernier est fixé entre ses extrémités
sur une plaque 44 de support et de guidage fixée à l'extré-
mité inférieure de la branche arrière 28 Une poignée de commande est fixée, à son extrémité interne, sur les extrémités avant des leviers 42 et, à son autre extrémité, elle dépasse vers l'extérieur à tout emplacement
commode pour pouvoir être manoeuvrée par l'utilisateur.
Une tige 47 de stabilisation dépasse sous les voies du bâti 11 et ses extrémités opposées sont fixées aux extrémités inférieures des branches 26, 27 afin que l'extrémité avant de la plate-forme ne puisse pas être soulevée-et que les rouleaux avant A O restent au contact
des faces supérieures du bâti 11.
Les dents 29 de crémaillère de l'extrémité
inférieure de la branche 18 sont en prise avec une crémail-
lère 50 fixée entre les rails latéraux du bâti 11 et
elles maintiennent le support en position réglée longitu-
dinalement le long du bâti 11 L'extrémité externe de la poignée 45 de commande est soulevée, lorsque le support doit être déplacé d'une position longitudinale à une autre, afin que les dents 29 de la crémaillère placée à l'extrémité inférieure de la branche 28 se soulèvent au-dessus de la crémaillère 50 et s'en séparent, alors que les rouleaux 41 restent au contact des faces supérieures des rails latéraux du bâti 11 de base Le support du
corps peut alors être déplacé vers l'avant ou vers l'ar-
rière de la distance voulue et l'extrémité externe de la poignée 45 est abaissée afin que les dents 29 de la partie inférieure de la branche 28 viennent à nouveau en prise avec la crémaillère 50 dans la nouvelle position réglée Le support du corps est réglable longitudinalement si bien que la machine convient à des utilisateurs de
diverses tailles.
253 N 632
Comme l'indiquent les figures 1 et 5, la machine est de préférence munie d'une première plaque 52 formant couvercle disposée entre les rails du bâti inférieur 11 et remontant entre les parties inférieures des bâtis latéraux-12, 13 Cette première plaque 52 peut avoir un revêtement de moquette Une seconde plaque 53 formant
couvercle dépasse verticalement entre les parties infé-
rieures des bâtis latéraux 12, 13 et horizontalement
entre les parties inférieures de ces mêmes bâtis 12,.
13 Des poignées couvertes 53 sont fixées, à leurs extré-
-mités avant, sur les bâtis latéraux correspondants 12,
13 (figure 1) et dépassent vers l'arrière et vers l'avant.
Les poignées 54 facilitent la disposition de l'utilisateur sur la plateforme lorsque celui-ci pénètre dans la machine avant lés exercices, et facilitent le soulèvement de son corps au-dessus de la plate-forme par l'utilisateur
lorsque l'exercice est terminé.
Les extrémités supérieures des leviers 16, 17 portent des bras 56 de contrepoids (figures 2 à 4) fixés, à leurs extrémités internes, sur les leviers 16, 17 et inclinés vers le haut, les extrémités libres portant des contrepoids 57 Comme l'indique la figure 1, les bras 56 et les contrepoids 57 sont recouverts par des revêtements-circulaires 60 munis de coussins protégeant-l'utilisateur contre un contact direct avec les contrepoids 57 et les bras 56 Le rôle des contrepoids
57 est maintenant décrit.
Deux cames à profil décroissant, portant les références 62 et 63 sur la figure 8, sont supportées afin qu'elles puissent tourner sur un arbre 64 lui-même supporté à ses extrémités opposées par les parties internes des bâtis latéraux 12, 13 Les cames 62, 63 sont identiques et fonctionnent de la même manière Chaque came a un rayon différent pour différentes rotations, donnant des bras de levier de longueurs diverses lors de la rotation des camesautour de l'arbre 64 Les cames 62, 63 sont placées à proximité sur l'arbre 64 mais à distance
2 E 53 P 632
cependant et elles sont fixées aux faces externes corres-
pondantes de pignons à chaine 66, 67 qui sont aussi
supportés par l'arbre 64 afin qu'ils puissent tourner.
Ces pignons 66, 67 sont aussi identiques et chacun a un rayon constant si bien que les bras de levier ont
la même longueur pour toutes les positions en rotation.
Deux premiers dispositifs souples ou flexibles de raccordement représentés sous forme de chaînes 70 à maillons, sont fixés à une première extrémité à une came correspondante 62, 63, dans une position angulaire particulière, et, à l'autre extrémité, à l'extrémité supérieure d'un levier correspondant 16, 17 Deux seconds
dispositifs souples ou flexibles de raccordement, représen-
tés sous forme de chaines 72 à maillons, sont fixés à une première extrémité aux pignons correspondants 66, 67, dans une position angulaire particulière, et, à l'autre extrémité, à un dispositif à poids, de la
manière décrite-dans la suite du présent mémoire.
Le dispositif à poids est supporté afin qu'il puisse se déplacer verticalement sur le bâti de la machine et il est représenté avec une pile de plaques pesantes individuelles 75 qui sont guidées afin qu'elles se déplacent verticalement sur deux tiges 76, 77 de guidage de poids (figure 8) dont les extrémités inférieures sont fixées sur le bâti 11 de base et les extrémités supérieures sont fixées à la traverse 14 Chaque plaque 75 a un trou horizontal central destiné au passage d'une goupille 78 de support qui dépasse vers l'intérieur et est destinée à pénétrer dans des trous horizontaux d'une tige verticale 80 de sélection de poids Cette tige 80 passe par des orifices verticaux des parties centrales de toutes les plaques 75 L'extrémité supérieure de la tige 80 a un support 81 d'un pignon 82 qui est porté afin qu'il puisse tourner La partie médiane d'une chaine 83 à maillons passe sous le pignon 82 et ses extrémités opposées sont raccordées aux extrémités inférieures des chaînes 72, fixées à leurs autres extrémités aux pignons à chaîne
66, 67.
2 r 3 P 632 14- Une tige verticale 90 de butée de poids, destinée à permettre à l'utilisateur d'exécuter des exercices à grande vitesse ou acinétiques sur la machine selon l'invention, a des amortisseurs supérieur et inférieur de caoutchouc et son extrémité supérieure est fixée à une première extrémité d'un support horizontal pivotant 91 L'autre extrémité du support 91 est supportée afin qu'elle puisse tourner sur l'extrémité supérieure de
la tige 77 de guidage de poids Un ressort 92 de compres-
sion entoure la partie de la tige 77 qui dépasse au-dessus
du support 91 Pendant des exercices normaux d'accroupis-
sement des deux jambes, le support 91 est déplacé vers l'extérieur vers la position représentée sur les figures 1 et 8 si bien que la tige 90n'empêche pas le déplacement vertical normal de la pile choisie de plaques 75 La
disposition et la manoeuvre de la tige 90 d'arrêt lors-
qu'elle est utilisée pour l'exécution d'exercices acinéti-
ques ou à grande vitesse, sont décrites plus en détail
dans la suite du présent mémoire.
On considère maintenant le fonctionnement de la machine Lorsque cette machine-d'exercice composite selon l'invention doit être utilisée pour l'exécution d'un exercice normal d'accroupissement des deux jambes, l'utilisateur place d'abord la goupille sélectrice 78 dans le trou horizontal convenable afin qu'il soulève le nombre voulu de plaques pesantes 75 à utiliser pendant l'exercice Dans la machine particulière représentée, les plaques pesantes ont chacune un poids de 11 kg environ, et le nombre de plaques est égal à 20 au total si bien que, avec le poids du pignon 82 et de la tige 80, le poids qui peut être soulevé atteint 230 kg Le poids
soulevé dans l'exemple représenté est de 65 kg.
Les contrepoids 57 portés par les leviers corres-
pondants 16, 17 font pivoter les extrémités inférieures du levier 16, 17 vers l'avant qu'ils suppriment tout jeu dans les chaînes 70, 72 et maintiennent normalement les leviers 16, 17 en position sensiblement intermédiaire 2 e-3632 sur leurs arcs-de cercle de basculement, pratiquement dans la position indiquée sur la figure 3 Ainsi, les leviers 16, 17 sont maintenus pratiquement au niveau des extrémités arrière des bâtis latéraux 12, 13 si bien qu'ils ne gênent pas l'entrée de l'utilisateur dans la machine et sa sortie L'utilisateur se place alors sur le coussin 23 comme indiqué sur la figure 1, les épaules au contact des coussins 30, 31 et la ceinture 36 bouclée autour de la partie inférieure de son corps Les deux jambes sont alors allongées au maximum afin que la pile choisie de poids 75 soit soulevée et les extrémités inférieures des leviers 16, 17 sont déplacées vers l'avant jusqu'à ce que les parties adjacentes à l'arbre 18 soient au contact de la barre 15 -de butée
comme indiqué sur les figures 1 et 2.
Si l'utilisateur ne peut pas déplacer lesw leviers 16, 17 vers l'avant contre la barre 15 de butée, pour la plate-forme occupant une position particulière, la poignée 45 de commande est soulevée par l'utilisateur et la plate-forme peut alors être déplacée vers l'avant ou vers l'arrière jusqu'à ce qu'elle soit convenablement placée, si bien que les leviers 16, 17 sont-en appui contre la barre 15 de butée lorsque les jambes sont pratiquement en position rectiligne Lorsque la poignée 45 de commande est abaisée, les dents 29 de-crémaillère pénètrent dans la crémaillère 90 et fixent la plate-forme
en position réglée longitudinalement.
Il est avantageux que les jambes soient exercées en alternance, une jambe étant déplacée de sa position allongée à sa position repliée puis à sa position allongée alors que l'autre jambe reste pratiquement rectiligne ou totalement dépliée On considère maintenant un cycle d'exercice de la jambe droite, en référence aux figures 2 à 4 alors que la jambe gauche qui n'est pas représentée
reste totalement allongée ou pratiquement rectiligne -
Comme l'indiquent les figures 1 et 2, la position verticale des pieds sur les pédales 20, 21 peut être
253 P 0632
choisie pour la pose du pied sur la pédale en position basse comme indiqué sur la figure 1 afin que le bras de levier mesuré entre l'arbre 18 et le point d'application de force par l'utilisateur soit accru En outre, les pieds peuvent être placés près des extrémités supérieures des pédales 20, 21 afin que le bras de levier soit raccourci entre l'arbre 18 et le point d'application de force par l'utilisateur comme indiqué sur les figures 2 à 4 La position d'application de force par l'utilisateur est pratiquement alignée sur la cheville comme indiqué par la référence A sur les figures 2 à 4, l'articulation
du genoux étant repérée par la référence B et l'articula-
tion de la hanche par la référence C. Ainsi, comme représenté, la force des muscles varie pour différentes positions de la jambe Par exemple, lorsque la jambe est presque rectiligne comme indiqué sur la figure 2, pratiquement toute la force est dirigée suivant une droite alignée sur les os des parties supérieure et inférieure de la jambe Dans cette position pratiquement rectiligne de la jambe, l'utilisateur peut théoriquement supporter un poids infini, mis à part le fait que les os et le matériau formant la màchine (chainds, etc) ne peuvent pas supporter un poids infini Lorsque la jambe approche de la-position rectiligne ou de "blocage"> les muscles ont la plus grande force En conséquence, lorsque le levier 16 est dans la position indiquée sur la figure 2, la came 62 à profil décroissant a un très faible rayon (très faible bras de levier) autour de
l'arbre 64.
On suppose maintenant, à titre d'exemples purement illustratifs, que le pignon correspondant 66 a un diamètre de 30,5 cm et en conséquence un rayon uniforme de 15,3 cm autour de l'arbre 64 i(bras de levier), que la came 62, lorsque le levier 16 est dans la position avant indiquée sur la figure 2, a un rayon de 38 mm Ainsi, la longueur du bras de levier de la came 62 correspond au quart de celle du bras de levier du pignon 66 dans cette position 17 - en rotation représentée sur la figure 2 Dans cette position, une force de 245 kg doit être appliquée à la cha ne 70 par l'utilisateur pour qu'il maintienne à niveau le poids de 65 kg Ainsi, la force appliquée par l'utilisateur est supérieure au poids soulevé et ceci est dû au fait que le plus grand rayon (bras de levier) de la came 62 est inférieur au rayon uniforme
(bras de levier) du pignon correspondant 66.
Lorsque la jambe se déplace vers l'arrière depuis la position de blocage de la figure 2, vers la position médiane de déplacement ou "point d'accrochage" représenté sur la figure 3, la force musculaire de l'utilisateur
diminue d'abord rapidement puis diminue plus progressi-
vement Dans ces conditions, la came 62 doit être réalisée de manière que le rayon (bras de levier) augmente rapidement pendant les quelques premiers degrés de rotation puis augmente progressivement lorsque la came 62 tourne sur
environ 170 , jusqu'à la position indiquée sur la figure 3.
Dans cette position, le rayon (bras de levier) de la came 62 a atteint 10, 2 cm alors que le bras de levier
du pignon 66 est resté à une valeur uniforme de 15,3 cm.
Lorsque la came 62 est dans cette position, le rayon du pignon 66 (bras de levier) correspond à 1,5 fois celui de la came 62 si bien qu'il faut seulement une force correspondant au soulèvement de 90 kg appliquée par l'utilisateur à la chaîne 70-pour que le poids de
kg reste supporté par la chaîne 72.
Lorsque la jambe se déplace de la position médiane représentée sur la figure 3 à la position accroupie de la figure 4, la force appliquée par les muscles augmente à nouveau mais de manière plus progressive que lorsque la jambe passe de la position de la figure 2 à celle de la figure 3 Cette augmentation plus progressive
de la force musculaire est indiquée par la courbe progres-
sive de la came 62, son rayon diminuant progressivement lorsqu'elle tourne de la position de la figure 3 à celle de la figure 4, sur une rotation d'environ 160 Lors du 253 r 632 déplacement de la branche de la position de la figure
3 à celle de la figure 4, la force nécessaire à l'abais-
sement de la masse 75 diminue progressivement et, lorsque la position repliée de la jambe est atteinte (figure 4), le rayon (bras de levier) de la came 62 a diminué d'une valeur d'environ 51 mm si bien que l'utilisateur peut alors exercer une force correspondant à un poids de 185 kg, sur la chaîne 70 afin que le poids 75 de kg soit progressivement abaissé Le mouvement de la jambe de la position allongée à la position repliée, pendant l'abaissement du poids 75, est appelé mouvement
à travail négatif du cycle d'exercice.
La variation de résistance est inverse lorsque
la jambe passe de la position pliée de la figure 4 (accrou-
pissement) à la position allongée de la figure 2 afin que le poids 75 soit soulevé pendant un mouvement à travail positif du cycle d'exercice Dans l'exemple donné, la force que doit appliquer l'utilisateur pour soulever le poids 75 lorsque la jambe passe de la position pliée de la figure 4 au point de blocage représenté sur la figure 3 diminue progressivement d'une force de soulèvement d'un poids de 180 kg, appliquée dans la position de la figure 4 à celle du soulèvement d'un poids de 90 kg, appliquée dans la position de la figure 3, pendant que la came 62 tourne de 1600 environ Lors du déplacement de la jambe de la position de blocage de la figure 4 à la position allongée de la figure 2, la force qui doit être appliquée par l'utilisateur augmente d'abord progressivement puis augmente plus rapidement vers la fin de la course comme indiqué par la forme du profil de la came 62 Le rayon (bras de levier) de la came 62 est très faible ( 38 mm) à la fin de la course avant du levier 16 Pour cette position en rotation, la force qui doit être appliquée par l'utilisateur à la chaîne 70 doit pouvoir provoquer un soulèvement de 245 kg,
pour que le poids de 65 kg soit maintenu en position.
Lorsqu'une jambe est exercée sur la machine, le levier 16 pivote de l'extrémité avant à l'extrémité
arrière de son arc de cercle de déplacement comme l'in-
diquent les figures 2 à 4, pendant que la cha ne 70 s'enroule sur la came 62 et la came 72 se déroule du pignon 66, au cours de l'abaissement de la masse 75 dans un déplacement à travail négatif de la jambe Celle-ci est alors déplacée de la position repliée de la figure 4 à la position allongée de la figure 2 pendant que
l'extrémité inférieure du levier 16 se déplace de l'extré-
mité arrière à l'extrémité avant de son déplacement en arc de cercle, la cha ne 70 se déroulant de la came 62 et la chaine 72 s'enroulant sur le pignon 66 lorsque le poids 75 est soulevé pendant le mouvement à travail
positif de la jambe.
Il est avantageux que les jambes soient exercées en alternance et, pendant qu'une jambe effectue les mouvements à travail négatif et positif, l'autre jambe reste totalement allongée Cependant, il faut noter qu'une jambe peut être exercée pendant un certain nombre prédéterminé de mouvements répétés avant que l'autre jambe soit exercéee Etant donné la variation du rayon (bras de levier) de la came 62, la variation convenable de résistance au déplacement du levier 16 est aplliquée dans toutes les positions lorsque le pied se déplace pratiquement en ligne droite entre la position de la jambe allongée (figure 2) et la position- de la jambe repliée (figure 3) et inversement L'utilisation de la came 62 à profil décroissant supprime pratiquement toute limite à la force que peut exercer l'utilisateur, mis à part les limites fixées par la résistance du corps de l'utilisateur et par la résistance du matériau dont est formée la machine. Comme l'indiquent les figures 2 à 4, la longueur du bras de levier 16, sous l'arbre -18, est supérieure
à la longueur de ce même bras 16 au-dessus de l'arbre 18.
Ainsi, les pieds de l'utilisateur peuvent être placés aux extrémités inférieures des pédales comme l'indique la figure 1 afin que le bras de levier compris entre le point d'application de force des pieds et l'arbre 18 soit supérieur au bras de levier formé par la partie supérieure du levier 16, c'est-à-dire comprise entre l'arbre 18 et l'extrémité supérieure du levier 16 Ainsi, un effet multiplicateur est obtenu par l'utilisateur lorsqu'il place ses pieds à l'extrémité inférieure de la pédale D'autre part, les pieds peuvent être placés près de l'extrémité supérieure de la pédale, et la longueur du bras de levier, entre le point d'application de force par le pied et l'arbre 18, comme indiqué en traits mixtes sur les figures 2 à 4, est pratiquement égale au bras de levier mesuré entre l'arbre 18 et l'extrémité supérieure du levier correspondant 16, si bien que celui-ci ne donne aucun facteur multiplicateur Dans ce cas, la même force appliquée à l'extrémité inférieure du levier par l'utilisateur est appliquée-à l'extrémité supérieure du levier et à la chaîne 70 Ainsi, lorsque les pieds se trouvent aux extrémités supérieures des pédales 20, 21, l'utilisateur doit appliquer une plus grande force pour lever et abaisser un poids donné que dans le cas o il déplace ses pieds vers les extrémités inférieures des pédales 20, 21 En outre, la position des pieds sur les pédales peut être utilisée afin que les utilisateurs à jambes plus ou moins longues puissent utiliser la machine avec le coussin 23 réglé dans une
même position.
La machine selon l'invention donne aussi à l'uti-
lisateur les avantages de -l'exercice enrichissant dérivé d'un exercice d'accroupissement et élimine cependant
les risques normalement présentés par un exercice d'accrou-
pissement Lors d'un exercice effectué avec la machine selon l'invention, la force appliquée par l'utilisateur est toujours exercée le long d'une droite pratiquement parallèle à l'os principal de la partie inférieure de la jambe comme indiqué par le trait mixte 96 sur les figures 2 à 4, et cet axe longitudinal d'application de force est toujours perpendiculaire au bras de levier du levier correspondant 16 comme indiqué par le trait
mixte 95 Cette direction d'application de force correspon-
dant à la longueur de l'os de la jambe inférieure n'est pas la même que la force appliquée aux os lôrs d'un exercice classique d'accroupissement Dans l'exercice classique, l'utilisateur plie les genoux et la direction verticale du poids a tendance à repousser les fesses vers les talons, en direction transversale à l'os de la jambe supérieure(fémur) comme indiqué par le trait mixte 97, et à l'os de la partie inférieure de la jambe, à l'extrémité inférieure de l'accroupissement, si bien que le muscle du mollet vient au contact de l'arrière de la cuisse et l'articulation normale du genou est déplacée en réalité vers l'arrière de plusieurs centimètres vers le point auquel le muscle du mollet vient au contact
du dos de la cuisse, et les forces appliquées transver-
salement aux os ont tendance à écarter l'articulation
du genoux.
Sur les figures 9 et 10, la machine d'exercice composite selon l'invention est représentée dans son application à un exercice acinétique, la tige 90 d'arrêt des poids étant tournée en position de manière qu'elle soit disposée entre la face supérieure des poids 75 et la face inférieure de la traverse 14 Les deux jambes sont alors déplacées vers l'avant comme indiqué sur la figure 9, jusqu'à ce que l'extrémité supérieure de la pile de poids soit soulevée contre l'extrémité inférieure de la tige 90 L'utilisateur déplace alors une jambe vers l'avant en exerçant un travail positif tout en déplaçant l'autre jambe vers l'arrière dans un mouvement
à travail négatif Les poids sont maintenus contre l'extré-
mité inférieure de la tige 90 si bien qu'une résistance prédéterminée est appliquée aux jambes Evidemment, l'utilisateur peut encore transmettre la même force, une jambe travaillant contre l'autre, et à tout moment
2 539632
o la force appliquée ne suffit pas, la pile de poids, tombe au-dessous de l'extrémité inférieure de la tige Des exercices à grande vitesse ou alternatifs peuvent être exécutés sur la machine selon l'invention et, dans ce cas, la goupille 78 est retirée afin que toutes les plaques pesantes soient déconnectées et restent en position inférieure Les jambes sont alors déplacées en alternance vers l'intérieur et vers l'extérieur, dans des mouvements à travail négatif et positif, l'utilisateur exerçant des forces positives et négatives en appliquant une force plus ou moins grande en pliant les membres Lorsque la machine doit être remise sous forme d'une machine
d'accroupissement normal, la barre 90 de butée est sim-
plement ramenée vers la position externe représentée sur la figure l afin qu'elle n'empêche pas le soulèvement
et l'abaissement normal du poids 75.
La machine d'exercice composite selon l'invention donne la variation convenable de résistance au mouvement pour toutes les positions en rotation d'au moins deux articulations du corps, lorsque l'extrémité externe du membre est déplacée en ligne pratiquement droite
entre les positions dépliée et pliée et inversement.
La machine élimine aussi le risque potentiel de blessure du genoux, lors d'un exercice d'accroupissement étant
donné la résistance variable exercée en direction longitu-
dinale de l'os de la partie inférieure de la jambe et non en direction tansversale comme dans le cas d'un
exercice réel d'accroupissement La came à profil décrois-
sant de la machine a un rôle différent de celui d'une came à profil croissant du type utilisé jusqu'à présent dans de telles machines d'execice à un seul axe, et elle permet l'application par l'utilisateur d'une force presque infinie La came à profil décroissant permet aussi les variations rapides de résistance qui ne peuvent
pas être obtenues avec une came à profil croissant.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui
2 53632
23 -
viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples
non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (7)

REVENDICATIONS
1 Machine d'exercice composite des muscles des jambes, destinée à assurer une variation convenable de la résistance aux mouvements dans toutes les positions lorsque les extrémités externes des jambes sont déplacées pratiquement en ligne droite entre les positions allongée
et repliée et inversement, ladite machine étant caracté-
risée par un bâti ( 12, 13) supportant des éléments de machine, un support ( 23) du corps placé sur le bâti ( 12, 13) et destiné à supporter le torse supérieur de l'utilisateur en position inclinée, avec la colonne vertébrale sensiblement rectiligne, deux leviers ( 16, 17) manoeuvrés par l'utilisateur, articulés sur le bâti ( 12, 13) et en position distante tout en étant sensiblement verticaux afin qu'ils puissent pivoter alternativement à leurs extrémités inférieures, une pédale ( 20, 21) portée à l'extrémité inférieure de chacun des leviers ( 16, 17), les pédales ( 20, 21) étant destinées à être au contact des pi eds de l'utilisateur afin que les leviers ( 16, 17) soient déplacés alternativement suivant des arcs de cercle de déplacement, une première extrémité d'un tel arc de cercle étant atteinte lorsque la jambe correspondante est pratiquement allongée et l'autre
extrémité de l'arc étant atteinte lorsque la jambe corres-
pondante est pratiquement repliée, deux cames à profil décroissant ( 62, 63) supportées afin qu'elles puissent tourner sur le bâti ( 12, 13), l'une près de l'autre et à distance l'une de l'autre, chacune des cames( 62, 63) ayant un rayon qui est différent pour diverses positions en rotation afin que, lorsque la came tourne, elle donne des bras de levier de longueurs différentes, deux organes souples de raccordement ( 70) raccordés chacun, à une
première extrémité, à un emplacement d'une came correspon-
dante( 62, 63) et raccordés, à l'autre extrémité, au levier correspondant ( 16, 17) à distance du support articulé, deux pignons ( 66, 67) montés sur le bâti et destinés à tourner à distance l'un de l'autre, les pignons
253 ? 632
ayant un rayon uniforme et étant fixés afin qu'ils puissent tourner avec une came correspondante ( 62, 63), un poids ( 75) supporté afin qu'il se déplace verticalement sur le bâti, et deux seconds organes souples de raccordement ( 72) raccordés chacun à une première extrémité à un emplacement d'un pignon correspondant ( 66, 67) et, à l'autre extrémité, au poids, chacun des seconds organes souples de raccordement ( 72) s'enroulant sur le pignon correspondant ( 66, 67) afin qu'il soulève le poids ( 75) pendant que le premier organe souple correspondant ( 70) se déroule de la came correspondante ( 62, 63) lorsque le levier correspondant ( 16, 17) est déplacé vers une première extrémité de son arc de déplacement, et le second organe souple de raccordement correspondant ( 72) se déroulant du pignon correspondant ( 66, 67) afin que le poids ( 75) soit abaissé lorsque le premier organe
souple de raccordement ( 70) s'enroule sur la came corres-
pondante ( 62, 63), alors que le levier correspondant ( 16, 17) se déplace vers l'autre extrémité de son arc de déplacement, le rayon le plus grand de chaque came à profil décroissant ( 62, 63) étant inférieur au rayon uniforme du pignon correspondant ( 66, 67) afin que la force appliquée par l'utilisateur au levier correspondant ( 16, 17) soit supérieure à celle qu'il faut pour soulever
le poids ( 75), et la variation convenable de résistance-
au mouvement est donnée dans toutes les positions du levier correspondant ( 16, 17) lorsque la jambe est déplacée pratiquement en ligne droite entre les positions dépliée
et pliée et inversement (figures 1 et 4).
2 Machine selon la revendication 1, dans laquelle le support ( 23) du corps est dirigé vers l'arrière depuis les pédales ( 20, 21) et a une extrémité avant distante des pédales, ladite machine étant caractérisée en ce que le support du corps a deux coussins ( 30, 31) de support d'épaules placés vers l'extrémitéarrière et supportés par celle-ci, et un appui-tête ( 33) disposé entre les
coussins ( 30, 31) de support des épaules.
3 Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que le support ( 23) du corps est incliné suivant un angle de 300 environ par rapport à l'horizontale,
et est dirigé vers le haut à partir des pédales ( 20, 21).
4 Machine selon l'une des revendications 2
et 3, caractérisée en ce que le support ( 23) du corps est porté par un bâti ( 11) afin qu'il puisse être déplacé longitudinalement en translation par rapport aux pédales ( 20, 21) afin que la machine puisse s'adapter à des
utilisateurs de tailles différentes.
Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que le dispositif de réglage du support ( 23) du corps comporte un bâti de support ( 24), une crémaillère ( 50) portée par le bâti de la machine ( 11) longitudinalement sous le bâti de support du corps et à distance des pédales ( 20, 21), et un dispositif ( 29) porté par le bâti de support du corps ( 24) et destiné à coopérer sélectivement avec la crémaillère ( 50) afin-qu'il puisse être réglé le long de celle-ci et supporte le bâti de support du
corps ( 24) en position réglée.
6 Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que le bâti ( 24) de support du corps comporte deux branches avant ( 26, 27), deux rouleaux avant de guidage ( 40) portés par les parties inférieures des branches avant ( 26, 27), une branche arrière unique ( 28) fixée au bâti de support ( 24) et ayant une extrémité inférieure alignée sur la crémaillère ( 50), des dents ( 29) de crémaillère placéesà l'extrémité inférieure de la branche arrière ( 28), une paire de rouleaux arrière de guidage ( 41), et un levier ( 45) placé entre la branche arrière ( 28) et les rouleaux arrière ( 41) et destiné à permettre un soulèvement des dents de crémaillère ( 29) portées par l'extrémité inférieure de la branche arrière ( 28) à distance de la crémaillère ( 50) afin que le réglage du bâti de support du corps ( 24) soit facilité.
7 Machine selon la revendication 6, caractérisé en ce que le levier ( 45) reliant les rouleaux arrière
2-3 ? 632
de guidage ( 41) et la branche arrière ( 28) comporte une poignée de manoeuvre dirigée vers l'extérieur afin qu'elle
puisse être saisie par l'utilisateur.
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