[0001] La présente invention concerne un dispositif de fixation de sécurité d'une chaussure
sur une planche de glisse, comportant des moyens de retenue déclenchables.
[0002] Il est connu, dans l'art antérieur, des fixations de sécurité comprenant une butée
avant et une talonnière arrière. La butée avant et la talonnière arrière maintiennent
entre elles la chaussure de ski, les fixations de sécurité déclenchent et libèrent
la chaussure lorsque la butée et la talonnière sont soumises à des efforts dépassant
un certain seuil. Le seuil de déclenchement peut être ajusté en réglant la précontrainte
des ressorts qui sont placés dans la butée et la talonnière. Dans une fixation essentiellement
mécanique comme celle qui est décrite dans ce document, le déclenchement effectif
de la fixation n'est que très faiblement dépendant du temps d'application des efforts
transmis entre la chaussure et le ski. Le manque de dépendance du déclenchement par
rapport au temps d'application des efforts peut accroître les risques pris par le
skieur. On sait que des efforts relativement importants qui ont un temps d'application
très court sont sans danger pour le skieur. En revanche, si la loi de déclenchement
du dispositif de fixation ne tient pas compte du temps d'application des efforts,
ou en tout cas d'une manière qui n'est pas satisfaisante, dès qu'un effort important
est soumis, et ce même pendant un temps très court, la fixation va déclencher et par
conséquent faire chuter le skieur. On appelle ce genre de déclenchement, non souhaitable
pour la sécurité du skieur, voire possiblement dangereux, un déclenchement intempestif.
C'est le cas notamment lorsque le skieur se déplace à grande vitesse. En pratique,
pour résoudre ce problème, les skieurs, et notamment les compétiteurs, règlent les
fixations à des valeurs très élevées, par exemple DIN 15 ou DIN 20. Dans ces conditions,
on comprend bien les risques qu'ils peuvent prendre lorsqu'ils skient à des vitesses
plus faibles. D'autre part, on sait également que le corps humain peut subir des dommages
graves même lorsqu'il est soumis à des forces faibles, à condition que ces forces
lui soient appliquées pendant des périodes relativement longues. Par exemple, à l'occasion
d'une chute, lorsqu'il est à l'arrêt, les efforts auxquels la jambe du skieur est
soumise peuvent être faibles, au point de ne pas atteindre la valeur de déclenchement
réglée sur la fixation, mais se prolonger au delà de quelques secondes. Si le skieur
n'a pas, dans une telle situation, la possibilité d'un déclenchement manuel, il risque
une blessure.
[0003] La présente invention a pour objectif de fournir un dispositif de fixation de sécurité
d'une chaussure sur une planche de glisse qui permette de s'affranchir des limitations
posées par les dispositifs connus dans l'art antérieur.
[0004] L'objectif de l'invention est obtenu par la fourniture d'un dispositif de fixation
de sécurité d'une chaussure sur un ski alpin comprenant des moyens de retenue déclenchables
de type mécanique, hydraulique, viscoélastique qui opèrent une action de déclenchement
en fonction des efforts auxquels est soumise ladite chaussure, caractérisé en ce que
l'instant au court duquel à lieu ladite action de déclenchement est également fonction
du temps d'application, Δt, desdits efforts sur ladite chaussure.
[0005] De préférence le dispositif de fixation de sécurité selon l'invention comprend des
moyens de détection des efforts auxquels est soumise ladite chaussure lorsqu'elle
est retenue par lesdits moyens de retenue déclenchables et un circuit électronique
commandant ladite action de déclenchement desdits moyens de retenue déclenchables
en générant un ordre de déclenchement en fonction de la valeur détectée desdits efforts
et du temps d'application, Δt, desdits efforts sur ladite chaussure.
[0006] De préférence, dans le dispositif de fixation selon l'invention, l'action de déclenchement
a lieu dès que la valeur des efforts, E, est supérieure à un seuil réel de déclenchement
Sr, lequel dépend du temps d'application desdits efforts de telle façon que si le
temps d'application, Δt, est supérieur à une seconde, 1 s, le seuil de déclenchement
réel, Sr (Δt), est compris entre 50% et 75% dudit seuil de déclenchement théorique,
St ; c'est-à-dire :
[0007] Pour

le seuil théorique de déclenchement, St, étant déterminé en fonction des paramètres
du skieur conformément aux normes ISO.
[0008] D'autre part, de préférence, dans le dispositif de fixation selon l'invention, l'action
de déclenchement a lieu dès que la valeur des efforts est supérieure à un seuil réel
de déclenchement Sr, lequel dépend du temps d'application d'un effort donné de telle
façon que si le temps d'application est inférieur ou égal à 5 centièmes de seconde,
0,05 s, le seuil réel de déclenchement, Sr, est supérieur ou égal à 150% du seuil
théorique de déclenchement, St ; c'est-à-dire :
[0009] Pour

le seuil théorique de déclenchement, St, étant déterminé en fonction des paramètres
du skieur conformément aux normes ISO.
[0010] L'objectif de l'invention est également obtenu par la mise en place d'une méthode
de préréglage d'une fixation de sécurité d'une chaussure sur un ski alpin comprenant
l'étape de programmation de la loi de déclenchement de ladite fixation qui institue
le seuil de déclenchement réel, Sr, en fonction du temps d'application des efforts
de telle façon que :
- si le temps d'application, Δt, des efforts, E, est supérieur à une seconde, 1 s, le
seuil réel de déclenchement, Sr, est compris entre 50% et 75% du seuil théorique de
déclenchement, St ; le seuil de déclenchement théorique St étant déterminable pour
chaque skieur en fonction de sa masse, de sa taille, de son niveau et du type de ski
qu'il pratique ; c'est-à-dire :
Pour

et que
- si le temps d'application, Δt, des efforts, E, est inférieur ou égal à 5 centièmes
de seconde, 0,05 s, le seuil réel de déclenchement, Sr, est supérieur ou égal à 150%
du seuil théorique de déclenchement, St ; c'est-à-dire :
Pour

[0011] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit à laquelle
est annexé le dessin dans lequel:
La figure 1 est un schéma de comparaison des courbes de déclenchement de fixations
de sécurité selon l'art antérieur.
La figure 2 est une vue d'un mode de réalisation de l'invention.
La figure 3 est une vue du graphique définissant le cadre de loi de déclenchement
selon l'invention.
[0012] L'organisation internationale de normalisation a élaboré une norme internationale
sur le montage, réglage et contrôle d'un ensemble ski/fixation/chaussure (ISO 11088).
Cette norme spécifie, notamment à l'usage des détaillants d'articles de sports, des
modes opératoires de montage et de réglage des mécanismes de fixation des skis.
[0013] La norme ISO 11088 définit des couples de déclenchement théoriques optimaux en fonction
de la masse, de la taille et du type du skieur. C'est-à-dire, par exemple pour un
skieur dont la masse est comprise entre 67 et 78 kg, on préconise que la fixation
déclenche et libère la chaussure lorsque la valeur du couple des efforts auxquels
est soumise la chaussure est telle que la composante selon l'axe z (axe vertical)
atteigne 50 N.m.
[0014] Les fabricants de fixations respectent ces normes et pour faciliter le travail de
réglage par les techniciens, mettent sur leurs produits des échelles graduées entre
2 et 20 qui correspondent au préréglage des ressorts des éléments de fixation. En
l'occurrence, la valeur de l'indicateur sur l'échelle graduée correspond à 10% du
couple de déclenchement selon l'axe z. En d'autres termes, si une fixation est "réglée
à 5", elle doit déclencher lorsque la chaussure est soumise à un couple de 50 N.m
suivant l'axe z (axe vertical).
[0015] Des modifications sont apportées à ce réglage en fonction de la longueur de la semelle,
et en fonction du type de ski du skieur et qui conduise à un ajustement vers le haut
ou vers le bas de la valeur du seuil de déclenchement.
[0016] Dans la suite de cette demande, nous appellerons, St, seuil théorique de déclenchement
le seuil de déclenchement que l'on peut déterminer en fonction de la masse du skieur,
de la longueur de la semelle de la chaussure, et de son niveau de pratique en suivant
les recommandations de la norme.
[0017] La figure 1 montre un schéma de comparaison des courbes de déclenchement de différentes
fixations mécaniques classiques qui étaient sur le marché en 2002. On y trouve la
courbe de déclenchement de la Salomon S 914, c'est la courbe 11 ; celle de la Marker
M 9.1, courbe 12 et celle de la Tyrolia PS racing, courbe 13. Toutes ces fixations
comprennent une butée avant et une talonnière arrière qui déclenchent contre la force
d'un ou de plusieurs ressorts. Toutes les fixations sont réglées à DIN 9, c'est-à-dire
que selon la norme ISO 11088 le seuil théorique de déclenchement St est environ de
90 N.m.
[0018] Sur ce schéma, sont présentés en abscisse le temps d'application de l'effort en milliseconde
et en ordonnée l'effort en Newton. Les résultats de ce schéma sont obtenus grâce à
une machine de test qui procède en appliquant des efforts à une distance de 0,9 m
d'un axe placé à la même position que la jambe du skieur.
[0019] On peut voir sur ce schéma que dès que le temps d'impact dépasse 30 ms (0,03 s),
le seuil réel de déclenchement est quasiment au niveau du seuil de déclenchement théorique,
St, qu'on appelle "le DIN" dans le langage courant.
[0020] Compte tenu du comportement des fixations de ski mécanique classique, on comprend
bien que les problèmes de déclenchements intempestifs, par exemple quand les efforts
auxquels est soumise la chaussure ne le sont que pendant un temps inférieur à 50 ms
(0,05 s) ne sont pas résolus.
[0021] La figure 2 décrit un mode de réalisation de l'invention. Le dispositif de fixation
1 est fixé sur le ski 5 et il comprend des moyens de retenue 2 de la chaussure 8 qui
prennent la forme d'une butée avant 6 et d'une talonnière arrière 7. Le dispositif
de fixation comprend également des moyens de détections des efforts 3. Entre les moyens
de détection et les moyens de retenue, se trouvent des moyens de décision (non représentés
sur la figure) qui peuvent prendre la forme d'un module électronique. C'est à l'intérieur
de ce module de décision que sera programmée la loi de déclenchement.
[0022] Bien entendu, l'invention ne se limite pas à un dispositif de fixation comportant
un module de décision de type électronique. D'autres réalisations sont envisageables,
par exemple de type hydraulique sous la forme d'un vérin hydraulique placé en parallèle
avec le ressort principal d'une butée avant ou d'une talonnière arrière. Lorsque les
efforts sont appliqués pendant un très court instant, l'amortisseur bloque le mouvement
du ressort empêchant ainsi le déclenchement. Le vérin hydraulique peut être avantageusement
remplacé par un matériau viscoélastique. Dans de telles réalisations, la détection
des efforts, la décision et l'ordre de déclenchement sont indissociables car toutes
sont réalisées par le ressort principal et le vérin ou le matériau viscoélastique.
[0023] La figure 3 est un schéma où sont représentées les zones d'encadrement de la loi
de déclenchement selon l'invention. La loi de déclenchement Sr (Δt), représentée par
la courbe 10 sur ce schéma, définit un seuil de déclenchement réel Sr en fonction
du temps d'application des efforts Δt.
[0024] La loi de déclenchement, Sr (Δt), est de type décroissance exponentielle qui s'exprime
mathématiquement sous la forme suivante :

ou bien, en utilisant une autre typographie :

[0025] Les paramètres a, b et c sont choisis pour qu'en tout état de cause, la loi de déclenchement
reste encadrée par les zones définies par la présente invention.
[0026] Notamment, si le temps d'application est supérieur à une seconde, 1 s, le seuil de
déclenchement réel, Sr, est compris entre 50% et 75% dudit seuil de déclenchement
théorique, St ; c'est-à-dire :
[0027] Pour

[0028] D'autre part, si le temps d'application, Δt, des efforts est inférieur ou égal à
5 centièmes de seconde, 0,05 s, le seuil réel de déclenchement, Sr, est supérieur
ou égal à 150% du seuil théorique de déclenchement, St ; c'est-à-dire :
[0029] Pour

[0030] L'invention vise également à protéger une méthode de préréglage d'une fixation de
sécurité d'une chaussure sur un ski alpin. Cette méthode consiste en la programmation
d'une loi de déclenchement, Sr (Δt), de ladite fixation qui institue le seuil de déclenchement
réel, Sr, en fonction du temps d'application, At des efforts E, cette loi étant du
type décroissance exponentielle : Sr(Δt) = a + exp [(b - Δt)/ c] ; où les paramètres
a, b et c sont fixés en fonction de sa masse, de sa taille et du type de ski qu'il
pratique et choisit, en tout état de cause de telle façon que
[0031] Pour

et
[0032] Pour

[0033] Bien entendu, l'invention ne se limite pas à une loi de programmation qui soit exactement
de type exponentielle, car des approximations d'une telle loi seront également couvertes
par la présente invention dans la mesure où la loi de déclenchement reste encadrée
dans les zones définies par la présente invention.
NOMENCLATURE
[0034]
1- dispositif de fixation
2- moyens de retenue
3- moyens de détection
4- module de calcul
5- ski
6- butée avant
7- talonnière arrière
10- loi de déclenchement Sr (Δt)
11-loi de déclenchement Salomon S 914
12- loi de déclenchement Marker M 9.1
13- loi de déclenchement Tyrolia PS racing
1. Dispositif de fixation de sécurité (1) d'une chaussure sur un ski alpin comprenant
des moyens de retenue (2) déclenchables de type mécanique, hydraulique, viscoélastique
qui opèrent une action de déclenchement en fonction des efforts auxquels est soumise
ladite chaussure et comprennent des moyens de détection des efforts auxquels est soumise
ladite chaussure lorsqu'elle est retenue par lesdits moyens de retenue (2) déclenchables,
caractérisé en ce qu'elle comprend en outre un circuit électronique commandant ladite action de déclenchement
desdits moyens de retenue (2) déclenchables en générant un ordre de déclenchement
en fonction de la valeur détectée desdits efforts et du temps d'application, Δt, desdits
efforts sur ladite chaussure.
2. Dispositif de fixation selon la revendication 1,
caractérisé en ce que l'action de déclenchement a lieu dès que la valeur des efforts est supérieure à un
seuil réel de déclenchement Sr, lequel dépend du temps d'application, Δt, d'un effort
donné de telle façon que si le temps d'application est supérieur à une seconde, 1
s, le seuil de déclenchement réel, Sr, est compris entre 50% et 75% dudit seuil de
déclenchement théorique, St ; c'est-à-dire :
Pour

le seuil théorique de déclenchement, St, étant déterminé en fonction des paramètres
du skieur conformément aux normes ISO.
3. Dispositif de fixation selon l'une des revendications 1 à 2,
caractérisé en ce que l'action de déclenchement a lieu dès que la valeur des efforts est supérieure à un
seuil réel de déclenchement Sr, lequel dépend du temps d'application d'un effort donné
de telle façon que si le temps d'application est inférieur ou égal à 5 centièmes de
seconde, 0,05 s, le seuil réel de déclenchement, Sr, est supérieur ou égal à 150%
du seuil théorique de déclenchement, St ; c'est-à-dire :
Pour

le seuil théorique de déclenchement, St, étant déterminé en fonction des paramètres
du skieur conformément aux normes ISO.
4. Dispositif de fixation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la loi de déclenchement qui définit le seuil de déclenchement réel en fonction du
temps, Sr (Δt), est une loi à décroissance exponentielle de type : Sr(Δt) = a + exp
[ ( b - Δt ) / c ] ; où a, b et c sont des paramètres.
5. Méthode de préréglage d'une fixation de sécurité d'une chaussure sur un ski alpin
comprenant l'étape de programmation de la loi de déclenchement de ladite fixation
qui institue le seuil de déclenchement réel, Sr, en fonction du temps d'application
des efforts de telle façon que si le temps d'application, At, des efforts est supérieur
à une seconde, 1 s, le seuil réel de déclenchement, Sr, est compris entre 50% et 75%
du seuil théorique de déclenchement, St ; le seuil de déclenchement théorique St étant
déterminable pour chaque skieur en fonction de sa masse, de sa taille et du type de
ski qu'il pratique ; c'est-à-dire :
Pour
6. Méthode de préréglage d'une fixation de sécurité d'une chaussure sur un ski alpin
selon la revendication 5,
caractérisée en ce qu'on programme ladite loi de déclenchement de telle façon que si le temps d'application,
Δt, des efforts est inférieur ou égal à 5 centièmes de seconde, 0,05 s, le seuil réel
de déclenchement, Sr, est supérieur ou égal à 150% du seuil théorique de déclenchement,
St ; c'est-à-dire :
Pour
7. Méthode de préréglage d'une fixation de sécurité d'une chaussure sur un ski alpin
selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce que ladite loi de déclenchement qui définit le seuil de déclenchement réel en fonction
du temps, Sr (Δt), est une loi à décroissance exponentielle de type : Sr (Δt) = a
+ exp [( b - Δt) / c] ; où a, b et c sont des paramètres qui sont fixés en fonction
de sa masse, de sa taille et du type de ski qu'il pratique.