FR3062992A1 - Semelle dynamique de chaussure - Google Patents
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Abstract
Semelle dynamique (1) de chaussures comportant au moins deux matériaux élastiques disposés en divers endroits de la semelle, un premier matériau, constituant un premier élément (9) de celle-ci situé à l'arrière de la semelle (1) et apte à absorber le choc du talon de la personne portant la dite semelle lors de sa marche ou de sa course, a une caractéristique d'énergie élastique absorbée supérieure d'au moins 10% à celle d'un deuxième matériau, constituant un deuxième élément (10) de la semelle (1) situé à l'avant de celle-ci et apte à propulser la pointe du pied de ladite personne, et les deux éléments (9,10) réalisés dans ces deux matériaux occupent chacun toute la largeur de la semelle (1) et sont reliés directement l'un à l'autre en assurant une continuité de caractéristiques d'énergie élastique absorbée depuis l'arrière jusqu'à l'avant de la semelle (1).
Description
® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE ® N° de publication : 3 062 992 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national : 1751419
COURBEVOIE © Int Cl8 : A 43 B 13/18 (2017.01), A 43 B 13/14
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1
| ©) Date de dépôt : 23.02.17. (© Priorité : | © Demandeur(s) : SPARACCA GUY— FR. |
| @ Inventeur(s) : SPARACCA GUY. | |
| ®) Date de mise à la disposition du public de la demande : 24.08.18 Bulletin 18/34. | |
| ©) Liste des documents cités dans le rapport de recherche préliminaire : Se reporter à la fin du présent fascicule | |
| (© Références à d’autres documents nationaux apparentés : | ® Titulaire(s) : SPARACCA GUY. |
| ©) Demande(s) d’extension : | © Mandataire(s) : NOVAGRAAF TECHNOLOGIES. |
FR 3 062 992 - A1
SEMELLE DYNAMIQUE DE CHAUSSURE.
©) Semelle dynamique (1 ) de chaussures comportant au moins deux matériaux élastiques disposés en divers endroits de la semelle, un premier matériau, constituant un premier élément (9) de celle-ci situé à l'arrière de la semelle (1) et apte à absorber le choc du talon de la personne portant la dite semelle lors de sa marche ou de sa course, a une caractéristique d'énergie élastique absorbée supérieure d'au moins 10% à celle d'un deuxième matériau, constituant un deuxième élément (10) de la semelle (1) situé à l'avant de celle-ci et apte à propulser la pointe du pied de ladite personne, et les deux éléments (9,10) réalisés dans ces deux matériaux occupent chacun toute la largeur de la semelle (1) et sont reliés directement l'un à l'autre en assurant une continuité de caractéristiques d'énergie élastique absorbée depuis l'arrière jusqu'à l'avant de la semelle (1 ).
©F
SEMELLE DYNAMIQUE DE CHAUSSURE
La présente invention a pour objet une semelle dynamique de chaussure apte à optimiser non seulement le contrôle de la force renvoyée par le sol et que reçoit le pied lors de la marche ou de la course, mais également la bonne utilisation de cette force en particulier lors de la propulsion, grâce aux semelles de l'invention équipant les chaussures de la personne qui les porte.
Le secteur technique de l'invention est celui de semelles pour chaussures et de la fabrication de chaussures.
On connaît déjà de nombreux types de semelles, soit intégrées dans les chaussures dès leur fabrication soit que l'on peut rajouter après, et dont l'objectif, qui n'est cependant pas souvent atteint ou incomplètement, est d'une part de diminuer les traumatismes articulaires et osseux que peuvent provoquer la répétition des chocs sur le talon durant la phase dite « taligrade » ou d'amortissement, lors de l'impact du talon sur le sol pendant la marche (tel que représenté sur les trois dessins de gauche des figures 5), et d'autre part améliorer l'effet de propulsion durant la phase dite « digitigrade » ou justement de propulsion, lors de la poussée sur l'avant du pied pendant la marche et surtout la course (voir sur les trois dessins de droite des figures 5).
On peut citer par exemple le brevet US5706589 du 13 janvier 1998 au nom de Michel Marc, enseignant une semelle extérieure de chaussure comprenant une réserve de gaz déformable dans l'épaisseur de la semelle et un système de contrôle du déplacement du gaz entre la partie arrière de la chaussure sous le talon de la personne qui la porte, pour en absorber le choc lors de la phase d'amortissement, et la partie avant de cette chaussure sous la plante du pied, pour restituer, lors de la phase de propulsion, l'énergie emmagasinée par le gaz pendant la phase d'amortissement et transféré vers l'avant de la chaussure.
La demande de brevet WO2012131244 publiée le 4 octobre 2014, au nom de la sté Gecis, décrit quant à elle une structure de chaussure dite à « amorti et propulsion améliorés » pour emmagasiner aussi de l'énergie (comme dans le brevet précédent) lors de la phase d'amortissement puis pour donner une impulsion vers l'avant par la restitution de cette énergie grâce à un système à ressorts et leviers disposés latéralement et sous la chaussure, donc assez complexe, avec de plus des risques de coincements.
Enfin on peut citer de nombreuses demandes de brevet enseignant des chaussures intégrant des semelles comportant plusieurs éléments ayant des caractéristiques d'absorption de choc différentes et supportés par une couche de semelle de base, tels que :
- la demande de brevet US2012/0055041 publiée le 8 mars 2012, au nom de la sté Nike, où les dits éléments sont nombreux, imbriqués les uns sur et dans les autres et en matériaux ayant des résiliences différentes (c'està-dire des aptitudes à se déformer, à résister et absorber les chocs puis à reprendre sa structure initiale),
- le brevet US4316332 du 23 février 1982, au nom de la sté Comfort Products, où les dits éléments sont essentiellement deux inserts indépendants réalisés dans le même matériau absorbant les chocs et plus mous que le reste de la semelle dans laquelle ils s'intégrent, l'un placé sous le talon étant plus épais que l'autre placé sous la plante du pied, la demande de brevet FR2501480 publiée 17 septembre 1982, au nom de Sven Coomer, où un élément est en matière flexible et compressible élastiquement, s'étendant sous la surface plantaire et comportant une nervure faisant saillie vers le bas, de hauteur croissante de l'avant vers l'arrière et se prolongeant périphériquement autour du talon afin de délimiter une cavité sous-jacente et d'autres éléments peuvent être des cellules fermées remplis de gaz à pression contrôlée.
Ainsi quelles que soient les semelles proposées, ou les chaussures intégrant celles-ci, comme dans les exemples de l'art antérieur ci-dessus, les techniques proposées sont :
soit complexes à fabriquer, avec de plus des risques de dysfonctionnement, et de toute façon de telles semelles sont obligatoirement intégrées aux chaussures et ne peuvent pas être rajoutées dans des chaussures existantes,
- soit comme cela a pu être constaté, même dans les propositions de semelles récentes, celles-ci n'apportent pas l'efficacité et le confort souhaités lors des phases d'amortissement puis d'appui (qui est la phase intermédiaire telle qu'explicitée ci-après et sur les dessins médians des figures 5) ni une restitution d'énergie minimum souhaitée lors de la phase de propulsion, et du reste de nombreux fabricants de semelles se contentent de réaliser celles-ci en monomatériau amortisseur plus absorbant que restituant.
Or de telles semelles mono-matériau sont traumatisantes car en absorbant trop les chocs à l'avant du pied, au moment où celui-ci devrait au contraire profiter d'une énergie restituée, cela ne fait que solliciter de manière excessive les tendons et les fibres musculaires; de même les semelles réalisées en bi ou multi-matériaux, qui ne sont en fait souvent ni réellement absorbeurs de chocs ni vraiment restituteurs, ne peuvent que provoquer des dégradations articulaires : en effet les éléments actifs, censés donc être absorbeurs et/ou restituteurs, sont placés ponctuellement ou juxtaposés l'un derrière l'autre dans la semelle, créant ainsi des ruptures et des variations brutales des caractéristiques d'absorption et de réaction entre deux zones adjacentes de la semelle avec suivant le cas une zone neutre intermédiaire d'appui entre l'arrière et
| l'avant, sans tenir compte | des | spécificités | de | la |
| physiologie des personnes. | ||||
| En effet | lors de tout | déplacement à | pied, | |
| l'oscillation de | celui-ci ainsi | que les forces | qu1 | ' il |
| subit sont très | répétitives : | on | notera que, pour | un |
parcours de 10km, une personne pose environ 5500 fois chacun de ses pieds sur le sol et donc si cette personne n'y prend pas garde, elle risque des microtraumatismes à répétition, provoqués par des oscillations parasites répétées à chaque pas, crées par des semelles non adaptées et de faible amplitude.
Il est donc indispensable d'étudier avec précision la biomécanique du pied afin d'aboutir à des résultats cohérents : la fonction du pied obéit à une règle universelle, celle d'un déplacement oscillatoire qui se fait dans un cône de mobilité qui part de la partie externe vers la partie interne du pied et se fait du talon vers la pulpe du gros orteil : cette fonction de la marche et de la course est décrite dans la littérature, et est bien connue, aussi nous ne la détaillerons pas d'avantage autrement que par les figures 5 décrites ciaprès .
Ainsi l'objectif de la présente invention est de réaliser une semelle de chaussure qui réponde aux divers problèmes suivants tout en apportant des solutions aux inconvénients des dispositifs connus comme ceux enseignés dans l'art antérieur cité précédemment:
- être simple à fabriquer, permettre de réaliser différentes modèles optimisés et adaptés à l'usage principal souhaité, depuis la simple marche jusqu'au sprint, en passant par tous les types de course tels que demi-fond, fond ...
pouvant soit s'adapter à des chaussures existantes soit être incorporée, dès leur fabrication, à l'intérieur ou à l'extérieur de chaussures dédiées,
- comme déjà évoqué en introduction diminuer les chocs sur le talon durant la phase dite d'amortissement, lors de l'impact du talon sur le sol soit surtout pendant la marche, et améliorer l'effet de propulsion durant la phase dite justement de propulsion, soit lors de la poussée sur l'avant du pied pendant la marche et surtout la course ne pas créer des ruptures et des variations brutales des caractéristiques d'absorption et de réaction entre deux zones adjacentes de la semelle, ne pas provoquer des microtraumatismes à répétition.
De tels objectifs sont atteints par une semelle dynamique de chaussures comportant, d'une manière générale connue, au moins deux matériaux élastiques disposés en divers endroits de la partie de la semelle apte à recevoir la plante de pied de la personne utilisant la dite semelle de chaussure et ayant des caractéristiques d'absorption de choc différentes : un premier matériau constituant un premier élément de la semelle étant situé à l'arrière de celle-ci et apte à absorber le choc du talon de ladite personne lors de sa marche ou de sa course, et un deuxième matériau constituant un deuxième élément de la semelle étant situé à l'avant de celle-ci et apte à propulser la pointe du pied de ladite personne ; suivant l'invention le premier matériau a une caractéristique d'énergie élastique absorbée supérieure d'au moins 10%, et même 15%, à celle du deuxième matériau, et les deux dits éléments réalisés dans ces deux matériaux occupent chacun toute la largeur de la semelle et sont reliés directement l'un à l'autre en assurant une continuité de caractéristiques d'énergie élastique absorbée depuis l'arrière jusqu'à l'avant de la semelle.
Dans un mode particulier de réalisation la longueur du premier élément de la semelle est comprise entre 10 et 30%, et de préférence 25%, de la longueur totale de la semelle et la longueur d'une première partie, constituant la totalité de l'épaisseur de la semelle, du deuxième élément de celle-ci est comprise entre 35 et 75 % de la longueur totale de cette semelle.
Dans un mode préférentiel de réalisation la partie de la semelle apte à recevoir toute la surface de la plante de pied de ladite personne est constituée de seulement deux matériaux, ayant des caractéristiques d'énergie absorbée minimum pour celui coté talon et au moins maximum pour celui coté pointe du pied, telles que définies ci-après et constituant les deux dits premier et deuxième éléments, et la deuxième partie du deuxième élément de la semelle recouvre au moins une partie du premier élément sur une longueur comprise entre 15 et 40 % de la longueur totale de la semelle ; ces deux parties superposées des deux premier et deuxième éléments de la semelle ayant des épaisseurs respectives telles que leur superposition forme une épaisseur égale à celle du reste de la semelle.
Les objectifs ci-dessus sont également atteints par une chaussure comportant une semelle dynamique intérieure ou extérieure ayant les caractéristiques cidessus, ceux décrits plus précisément ci-après et assurant une continuité d'absorption/restitution de forces entre le talon et la pointe du pied.
Le résultat est une nouvelle semelle de chaussure qui satisfait aux objectifs souhaités, en particulier en étant simple de conception et de réalisation puisque pouvant être fabriquée seulement en deux éléments d'un seul matériau chacun, collés directement l'un à l'autre et suivant une épaisseur constante, ne comportant pas de zone intermédiaire neutre d'appui, comme très souvent à ce jour, entre le contact du talon et la propulsion par l'avant du pied, et en permettant :
- pour un marcheur d'avoir un bon amortissement et confort avec un accompagnement continu de son appui de pied sur le sol, . d'une part, depuis l'absorption de l'impact de son talon sur le sol, grâce à une première partie du premier élément disposée sur toute la surface et sur toute l'épaisseur de la semelle au droit du talon (soit comme indiqué précédemment sur toute la largeur de la semelle et sur 10 à 30% de la longueur totale de celleci) ; le premier matériau qui constitue ce premier élément a une caractéristique d'énergie élastique absorbée élevée (comme peut l'être celle d'un élastomère tel qu'un « caoutchouc mousse » présenté ci-après) soit d'au moins 60% et même 65 % tel que cela a été mesuré en moyenne, avec un matériau spécifique de type élastomère et même « caoutchouc mousse » comme défini ci-après, pour des fréquences d'appui de 0,5 à 1,5 Hz pour simuler différentes allures de marche et de course, une charge de 2 à 5 kg par centimètre carré, pour simuler différents poids de la personne, appliquée sur la dite semelle, et une épaisseur totale de ce premier élément de semelle réalisé dans ce même matériau, de 4 mm, constitué par le collage de deux épaisseurs de 2mm, et cela même avec de la colle néoprène élastique, (et à plus forte raison avec de la colle silicone non élastique, qui permet même d'absorber alors jusqu'à au moins 70% de l'énergie de l'impact, et sachant que cette valeur d'énergie absorbée augmente avec l'épaisseur du matériau) ;
d'autre part jusqu'au décollement de sa pointe de pied dont l'effet de propulsion est bien ressenti sans microtraumatismes, grâce à une première partie du deuxième élément disposée sur toute l'épaisseur et toute la surface de la semelle au moins au droit de l'avant du pied (soit comme indiqué également précédemment sur toute la largeur de la semelle et sur 35 à 60% de la longueur totale de celle-ci) ; le deuxième matériau qui constitue ce deuxième élément a une caractéristique d'énergie élastique absorbée (comme peut l'être celle d'un autre élastomère ou d'un autre « caoutchouc mousse » présenté ci-après ), d'au plus 50% (et même 45%) et de préférence d'au moins 40% en moyenne mesurée dans les mêmes conditions que pour le premier matériau mais avec ici nécessairement une colle silicone non élastique entre les deux couches constituant ce deuxième élément, . et enfin les deux dits éléments ont chacun une deuxième partie, qui sont disposées l'une sur l'autre, entre la première partie du premier élément, correspondant au talon, et la première partie du deuxième élément, au droit de l'avant du pied, sur une longueur, dite médiane, comprise entre 15 et 40% de la longueur totale de la semelle, ces deux deuxièmes parties des deux éléments, en matériaux donc différents, superposées et collées entre elles, ayant des épaisseurs respectives telles que leur superposition forme une épaisseur égale à celle du reste de la semelle ; la caractéristique d'énergie absorbée (et mesurée dans les mêmes conditions que pour les matériaux seuls ci-dessus) par cette superposition de matériaux considérés comme ayant chacun la même demi-épaisseur de semelle est alors d'au moins 56% en moyenne (soit intermédiaire à celle de chacun des matériaux utilisés, et donc des premier et deuxième éléments précédents qui entourent cette partie médiane de matériaux superposés mesurée dans les mêmes conditions que pour le premier matériau),
- pour un coureur de sprint (avec alors un modèle de semelle différent, comme précisé ci-après, de celui du marcheur, mais suivant les même caractéristiques de base de l'invention) d'augmenter sa vitesse par rapport à celle obtenue pour un même effort avec des chaussures non équipées de semelles selon l'invention ; et cela grâce au dit premier élément disposé sur toute la surface au droit du talon (soit, comme pour le modèle de semelle pour marcheur, sur toute la largeur de la semelle et sur 10 à 30% de la longueur totale de celle-ci) mais sur une partie seulement de l'épaisseur de la semelle (car en ίο sprint, on est essentiellement toujours sur les pointes des pieds, et on attaque peu du talon) ; le premier matériau qui constitue ce premier élément a une caractéristique d'énergie élastique absorbée élevée d'au moins 60% et même 65% en moyenne (mesurée dans les conditions données précédemment) , et ledit deuxième élément est disposé en ce cas sur toute la surface de la semelle et sur toute son épaisseur sauf au droit du talon où ce deuxième élément se superpose au premier ; ce deuxième élément est constitué d'un deuxième matériau ayant comme précédemment une caractéristique d'énergie élastique absorbée en moyenne d'au plus 50% (et même 45%) et d'au moins 40 et de préférence 43% (soit une énergie élastique restituée respectivement d'au moins 50%, et même 55%, et d'au plus 60 %, et même de préférence 57%, pour éviter les risques de tendinopathies et les problèmes articulaires).
Ainsi de telles semelles d'une part amortissent bien, surtout dans le cas de ma marche, le choc sur le talon lors de l'attaque de celui-ci contre le sol durant la phase d'amortissement, puis emmagasinent de l'énergie lors du rabattement du pied au sol durant la phase d'équilibre et enfin la restituent vers l'avant lors de la phase de propulsion qui inclut le décollement du talon du sol jusqu'à celui de tous les orteils.
Les avantages de cette nouvelle semelle, tels qu'évoqués ci-dessus, en prouvent l'intérêt, et la description et les figures ci-jointes en donnent des exemples de réalisation, mais d'autres modes de réalisation sont possibles dans le cadre de la portée de la présente invention.
La figure 1 représente une semelle de pied droit suivant l'invention en vue de dessus avec en superposé le graphe de la courbe représentant en ordonnée l'énergie absorbée par une telle semelle et en abscisse la distance correspondante considérée à partir de l'extrémité arrière de la semelle.
La figure 2 est une vue en coupe suivant 11,11' de la semelle de la figure 1 et correspondant à une semelle pour la marche.
Les figures 3 et 4 sont des vues en coupes également de deux semelles suivant l'invention mais pour des configurations respectivement l'une de marche rapide et l'autre de sprint, d'autres dispositions intermédiaires étant possibles (en faisant varier à la fois la longueur L3 du deuxième élément dans sa partie où il occupe toute l'épaisseur de la semelle, la longueur L2 de la surface de recouvrement entre les deux éléments, et la longueur Li du premier élément dans sa partie où il occupe toute l'épaisseur de la semelle, cette longueur Li pouvant être nulle comme sur la figure 4) pour des configurations de marches et/ou de course plus ou moins rapides.
Les figures 5 représentent d'une manière connue, et suivant des extraits d'ouvrages de 1989 de François Plas (Directeur de l'école de kinésithérapie, Centre hospitalo-universitaire de Grenoble), les trois phases principales 11, 12 et 13 du mouvement du pied 14 lors d'une foulée et sous trois représentations différentes : les figures 5A montrent les positions des os du pied 14 et du mollet 16 lors de ces trois phases, les figures 5B représentent les trois vues latérales externes correspondantes du pied, et les figures 5C montrent les trois surfaces correspondantes 2, 4 et 6 de contact, sur le sol ou sur une semelle, de l'empreinte 14' du pied; une quatrième phase, non représentée, dite de «suspension» se rajoute lors de la course et correspond à une phase aérienne (qui n'a donc pas d'existence lors de la marche), au cours de laquelle le pied 14 quitte le sol 15, la personne qui court ne touche alors plus celui-ci :
- sur les trois dessins de gauche des figures 5A, 5B et 5C, lors de la phase 11 dite d'amortissement, et dite aussi taligrade, c'est à dire l'attaque du talon 17 au sol, lors de cet impact, le pied 14 reçoit deux à trois fois le poids du corps et transmet donc cette force au talon 17 qui la transmet à son tour au premier élément 9, non représentée sur les figures 5, situé à l'arrière de la semelle 1 des figures 1 à 4 ; cet élément 9, de par ses caractéristiques élastiques définies précédemment et ci-après, s'écrase et absorbe une grande partie de cette force et n'en restitue au talon qu'une plus faible partie,
- sur les trois dessins médian des figures 5A, 5B et 5C, lors de la phase 12 dite d'appui, et dite aussi d'équilibre, qui correspond au rabattement du pied 14 vers le sol 15 jusqu'au décollement du talon 17, la semelle 1 s'écrase sous le poids de la personne dans la continuité de la phase précédente en emmagasinant de l'énergie potentielle élastique (on rappellera en effet que l'énergie potentielle élastique est l'énergie potentielle emmagasinée dans un corps à caractère élastique lorsque ce dernier est compressé par rapport à sa position naturelle),
- sur les trois dessins de droite des figures 5A, 5B et 5C lors de la phase 13 dite de propulsion qui part du décollement du talon 17 du sol 15, dans la continuité de la phase précédente, jusqu'au décollement de tous les orteils, la partie centrale de la semelle 1 où les deux éléments 9,10 sont superposés puis le deuxième élément 10 de la semelle 1 des figures 1 à 4 restituent leur énergie potentielle emmagasinée dans la phase 12 d'équilibre précédente en la transformant en énergie cinétique et amplifient ainsi la force de propulsion transmise au pied 14 de la personne qui marche et surtout quand elle court.
Suivant les modes de représentation des figures 1 à 4, la semelle dynamique 1 de chaussures comporte donc d'une manière connue au moins deux matériaux élastiques disposés en divers endroits de la partie de la semelle apte à recevoir la plante de pied de la personne utilisant ladite semelle de chaussures ; suivant l'invention celle-ci comprend un premier élément 9 situé à l'arrière de la semelle 1 et réalisé dans un premier matériau ayant une caractéristique d'énergie élastique absorbée supérieure, telle que d'au moins 10 et même 15%, à celle d'un deuxième matériau constituant un deuxième élément 10 de la semelle 1 situé à l'avant de celle-ci, les deux dits éléments 9, 10 réalisés dans ces deux matériaux occupant chacun toute la largeur de la semelle 1 et étant liés directement l'un à l'autre en assurant une continuité de caractéristique d'énergie élastique absorbée depuis l'arrière jusque l'avant de la semelle 1.
Pour assurer une telle continuité, la deuxième partie du deuxième élément 10 de la semelle 1 recouvre au moins une partie du premier élément 9 sur une longueur L2 comprise entre 15 et 45% de la longueur totale de la semelle 1, la longueur L1 du premier élément 9 de celleci étant comprise entre 10 et 30% de la longueur totale L de celle-ci, et la longueur L3 d'une première partie, constituant la totalité de l'épaisseur e de la semelle 1, du deuxième élément 10 étant comprise entre 35 et 75% de la longueur totale L.
Ces deux parties superposées des deux premier 9 et deuxième 10 éléments de la semelle 1 ont des épaisseurs respectives telles que leur superposition forme une épaisseur e égale à celle du reste de la semelle 1 : selon le mode des représentations des figures 2 et 4, ces épaisseurs respectives des deux éléments 9, 10 sont égales pour en simplifier la réalisation ; mais pour avoir une meilleure continuité d'énergie absorbée telle que pour obtenir la droite 32 idéale de la figure 1, l'épaisseur respective des parties des éléments 9, 10 superposés peuvent, suivant la représentation de la figure 3, respectivement diminuer et augmenter progressivement entre les deux éléments 9, 10 dans leur zone de superposition : la surface 8 de contact entre les deux éléments 9, 10 est alors inclinée vers le bas et l'avant de la semelle entre la surface supérieure et la surface inférieure de la semelle au lieu de constituer une marche comme sur les figures 2 et 4.
Ainsi, le graphe de la courbe de la figure 1 représentant en ordonnées l'énergie absorbée A par une telle semelle 1 en chaque point de celle-ci et en abscisses la distance correspondante du point considéré à partir de l'extrémité arrière de la semelle 1, comporte :
- un premier pallier 3i correspondant à l'énergie at maximum absorbé par l'élément 9 de la partie arrière de la semelle, (soit au moins 60% et même 65% en moyenne tel que précisé précédemment avec les conditions d'essais qui ont permis de déterminer cette valeur), puis
- une droite inclinée en pente régulière 32 entre cette valeur maximum at et la valeur minimum aa correspondant à
- un deuxième pallier 33 de l'énergie absorbée par l'élément 10 de la partie avant dont la valeur est en moyenne d'au plus 50% (et même 45%) et d'au moins 40 % (et de préférence 43%) comme également indiqué précédemment.
Le matériau élastique ayant une caractéristique d'énergie élastique absorbée la plus élevée, et constituant le premier élément 9 de la semelle 1, a une caractéristique d'amplitude dynamique en déplacement supérieure ou égale à 10% pour éviter les ondes de choc lors de l'impact du talon sur le sol dans la phase 11 dite taligrade représentée sur les figures 5.
Les éléments 9, 10 qui constituent la semelle sont collés entre eux, le long de la surface 8 qui sépare leurs parties superposées, par une colle dont l'élasticité est choisie pour assurer la meilleure continuité voulue de la caractéristique d'énergie élastique absorbée entre la partie arrière 9 et la partie avant 10 de ladite semelle 1, telles qu'en particulier :
une colle non élastique de type silicone qui permet d'augmenter l'énergie absorbée (dite aussi dissipée) par la superposition des matériaux, ou une colle élastique de type néoprène qui diminue cette énergie absorbée ou dissipée de l'ordre de
20/ par rapport une colle en silicone non élastique.
Cette variation de caractéristique d'énergie dissipée ou absorbée, et symétriquement de l'énergie donc élastique restituée, s'applique également pour le collage des couches de matériaux identiques pour constituer les parties des éléments 9 et 10 qui ne sont pas superposées entre elles.
L'homme du métier à partir de ces informations peut donc réaliser une semelle 1 suivant l'invention, avec les caractéristiques optima souhaitées en fonction du type d'utilisation de la semelle voulue (depuis la marche jusqu'au sprint) en « jouant » sur les épaisseurs et le nombre des différentes couches constituant les éléments 9 et 10, les longueurs des différentes parties de ces éléments et l'épaisseur totale de la semelle obtenue, ainsi que bien sûr le choix des matériaux proprement dits.
Par ailleurs, les lignes de séparation 5, 7 transversales entre les éléments 9, 10, qui constituent la partie de la semelle 1 apte à recevoir la plante des pieds de la personne utilisant celle-ci, peuvent être soit droites et perpendiculaires à l'axe longitudinal II, II' de la semelle 1, soit comme représentées sur la figure 1, courbes et déterminées pour suivre les courbes naturelles des articulations des os du pied de ladite personne.
Il peut être également rajouté un élément dit talonné, non représenté sur les figures, et entourant la partie arrière de la semelle 1, en particulier autour de l'élément 9, avec un rebord plus haut que la surface supérieure de la semelle 1 pour maintenir d'une part l'arrière du pied en position neutre et d'autre part la semelle 1 dans la chaussure, comme cela existe du reste déjà sur de nombreuses semelles existantes ; cet élément talonné peut être réalisé dans le même matériau que celui constituant l'élément arrière 9 de la semelle.
Les matériaux utilisés sont, comme indiqué précédemment de préférence des élastomères et même des « caoutchoucs mousses » (marque déposée de la Sté Interep, filiale du groupe HCM, Holding Caoutchouc Mousse, leader européen en caoutchouc cellulaire étanche, qui fabrique ce matériau suivant différentes caractéristiques et qui peut en fabriquer suivant celles des semelles de la présente invention) qui sont souples et à structure cellulaire étanche : ils contiennent dans leur masse très finement divisée des myriades de cellules totalement fermées et indépendantes les unes des autres ; ils se distinguent de la famille des matériaux alvéolaires par leur structure cellulaire étanche souple et élastique qui leur confère des propriétés remarquables et irremplaçables qu'aucun autre matériau alvéolaire ne réunit à lui seul. Les parois des cellules de ces « caoutchoucs mousses » sont constituées d'élastomères naturels ou synthétiques.
A l'élasticité bien connue des caoutchoucs, les « caoutchoucs mousses » ajoutent celle du gaz occlus dans leurs cellules (en général azote ou dérivé d'azote sous pression à 600 bars) : ils se comportent donc comme un corps pneumatique et de ce fait le « caoutchouc mousse » est le seul caoutchouc réellement compressible. Il offre une élasticité très élevée à la traction avec un important allongement à la rupture tout en résistant mieux au vieillissement et à l'oxydation que les matériaux à cellules ouvertes ; son imperméabilité totale à l'humidité le rend imputrescible et s'oppose au développement des micro-organismes.
On rappellera qu'un matériau se caractérise par sa faculté d'absorber les chocs et de transmettre l'énergie absorbée, et par sa faculté de se déformer aux chocs. Et l'amorti tel que celui d'une semelle ou d'une chaussure est une notion complexe qui fait intervenir un grand nombre d'éléments tels que l'absorption (ou énergie dissipée), l'écrasement de la matière (ou amplitude dynamique en déplacement), le temps que le matériau met à s'écraser, et l'élasticité (ou énergie restituée), l'amorti devant être un juste compromis entre tous ces éléments.
On rappelle aussi que tout matériau peut être caractérisé par son énergie absorbée (ou dissipée) ou par son énergie restituée (ou propulsive), la somme de ces deux énergies faisant bien sûr 100% : ces énergies sont calculées (comme celles dont les valeurs sont données dans la présente description) en faisant tomber une bille de calibre donné (soit 100g) et depuis une hauteur définie (soit 20cm) au-dessus de la surface du matériau considéré, et en mesurant alors quand cette bille est lâchée, d'une part l'enfoncement de cette bille dans le matériau et d'autre part sa hauteur de rebond.
Pour mémoire, les meilleures chaussures de sport ne rendent à ce jour que 40 à 50% d'énergie fournie avec des semelles qui sont en fait de mauvais ressorts en comparaison de la voûte plantaire qui redonne 78% d'énergie transmise et de la partie avant du deuxième élément 10 de la présente invention qui peut restituer plus de 67% (dans les conditions de mesure données précédemment) avec de la colle élastique entre les deux couches (qui constituent cet élément 10) de matériau propulseur, de préférence en élastomère de type « caoutchouc mousse » comme indiqué ci-dessus et précisé ci-après, mais qu'on limite à 57% (ou éventuellement 58%) d'énergie restituée avec de la colle non élastique pour éviter les risques de tendinopathie et les problèmes articulaires comme indiqué précédemment.
Les caractéristiques des matériaux suivant la présente invention sont, comme présenté précédemment, celles de différents élastomères tels que les « caoutchoucs mousses » mis au point par la société Interep, , dont l'un (qui pourrait être un « caoutchouc mousse » référencé CR dans la gamme des produits proposés par la société Interep) peut donc être le matériau restituant plus d'énergie qu'il n'en absorbe et pouvant constituer l'élément avant 10 de la présente invention et l'autre (qui pourrait être un « caoutchouc mousse » référencé NR dans la gamme des produits proposés par la société Interep) peut être le matériau absorbant plus d'énergie qu'il n'en restitue ainsi qu'un antivibratoire puissant, annulant la propagation de l'onde de choc au niveau du squelette de la personne et pouvant constituer le matériau de l'élément arrière 9 de la semelle 1 de la présente invention.
Claims (10)
- REVENDICATIONS1- Semelle dynamique (1) de chaussures comportant au moins deux matériaux élastiques disposés en divers endroits de la partie de la semelle apte à recevoir la plante de pied de la personne utilisant la dite semelle de chaussure et ayant des caractéristiques d'absorption de choc différentes, un premier matériau constituant un premier élément (9) de la semelle (1) étant situé à l'arrière de celle-ci et apte à absorber le choc du talon de ladite personne lors de sa marche ou de sa course, et un deuxième matériau constituant un deuxième élément (10) de la semelle (1) étant situé à l'avant de celle-ci et apte à propulser la pointe du pied de ladite personne, caractérisée en ce que le premier matériau a une caractéristique d'énergie élastique absorbée supérieure à celle du deuxième matériau, et les deux dits éléments (9,10) réalisés dans ces deux matériaux occupent chacun toute la largeur de la semelle (1) et sont reliés directement l'un à l'autre en assurant une continuité de caractéristiques d'énergie élastique absorbée depuis l'arrière jusqu'à l'avant de la semelle (1).
- 2- Semelle dynamique (1) suivant la revendication 1 caractérisée en ce que la longueur (Li) du premier élément (9) de la semelle est comprise entre 10 et 30 % de la longueur totale (L) de la semelle (1).
- 3- Semelle dynamique (1) suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisée en ce que la longueur (L3) d'une première partie, constituant la totalité de l'épaisseur (e) de la semelle (1), du deuxième élément (10) est comprise entre 35 et 75 % de la longueur totale (L) de la semelle (1).
- 4- Semelle dynamique suivant la revendication 3 caractérisée en ce que la partie de la semelle (1) apte à recevoir toute la surface de la plante de pied de ladite personne est constituée de seulement deux matériaux constituant les deux dits premier (9) et deuxième (10) éléments, et la deuxième partie du deuxième élément (10) de la semelle (1) recouvre au moins une partie du premier élément (9) sur une longueur (L2) comprise entre 15 et 40 % de la longueur totale (L) de la semelle (1), ces deux parties superposées des deux premier (9) et deuxième (10) éléments de la semelle (1) ayant des épaisseurs respectives telles que leur superposition forme une épaisseur (e) égale à celle du reste de la semelle (1).
- 5- Semelle dynamique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que le premier matériau a une caractéristique d'énergie élastique absorbée supérieure d'au moins 10% à celle du deuxième matériau et est d'au moins 60 % en moyenne, et le deuxième matériau a une caractéristique d'énergie élastique absorbée d'au plus 50% pour des fréquences d'appui de 0,5 à 1,5 Hz, une charge de 2 à 5 kg par centimètre carré appliquée sur la dite semelle (1) et une épaisseur totale de ces matériaux de 4mm réalisée par collage de deux épaisseurs de 2mm avec de la colle non élastique.
- 6- Semelle dynamique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que le matériau élastique ayant une caractéristique d'énergie élastique absorbée la plus élevée, et constituant le premier élément (9) de la semelle (1), a une caractéristique d'amplitude dynamique en déplacement supérieur ou égal à 10 %.
- 7- Semelle dynamique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisée en ce que les éléments (9,10) qui la constituent sont collés entre eux par une colle dont l'élasticité est choisie pour assurer la continuité voulue de la caractéristique d'énergie élastique absorbée entre l'arrière et l'avant de la dite semelle (1).
- 8- Semelle dynamique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisée en ce que les lignes de séparation (5,7) transversales entre les éléments (9,10) qui constituent la partie de la semelle (1) apte à recevoir la plante de pied de la personne utilisant celle-ci sont déterminées pour suivre les courbes naturelles des articulations des os du pied de ladite personne.
- 9- Chaussure comportant une semelle (1) dynamique intérieure caractérisée en ce que cette semelle dynamique intérieure (1) est suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8.
- 10- Chaussure comportant une semelle dynamique extérieure caractérisée en ce que cette semelle dynamique extérieure est suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8.1/22/2
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2017
- 2017-02-23 FR FR1751419A patent/FR3062992B1/fr active Active
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