FR3054413B1 - Casque muni d'une calotte amortissante - Google Patents

Abstract

Casque (1) de sport comprenant une calotte amortissante (10) configurée pour couvrir sensiblement le crâne d'un utilisateur, la calotte amortissante étant constituée d'au moins : - une couche interne (11) délimitant une surface interne (119) de la calotte amortissante, orientée vers le crâne de l'utilisateur, la couche interne étant composée d'un ou plusieurs morceaux, - une couche externe (12) délimitant une surface externe (129) de la calotte amortissante, la couche externe étant composée d'un ou plusieurs morceaux. Chaque morceau de la couche interne (11) présente une masse volumique comprise entre 1,2 et 2,7 fois la masse volumique de chacun des morceaux de la couche externe (12).

Description

Casque muni d’une calotte amortissante

DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION L'invention concerne un casque de protection pour activité sportive. De tellesactivités peuvent être notamment du ski alpin, du ski de randonnée ou du surf desneiges. L’invention s’étend également à la pratique de l’escalade, de l’alpinisme ouencore du cyclisme. Généralement, un casque forme une protection de la tête, pourprotéger le crâne des chocs qu'il pourrait subir lorsque l'utilisateur fait une chute,lorsqu'un objet est projeté dans sa direction ou encore lors d’une collision avec unobjet ou une tierce personne.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE

Une construction classique de casque comprend une coque externe et unecalotte amortissante. La coque externe est généralement rigide et est conçue pourrésister aux perforations. Elle peut être, par exemple, réalisée par moulage/injectiond'une matière thermoplastique telle que l'ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène) ou lePC (PolyCarbonate). De manière courante, la calotte amortissante est égalementrigide et est conçue pour amortir un choc. Elle peut être réalisée dans un matériauexpansé tel que l’EPS (Expandable PolyStyrene) ou ΙΈΡΡ (ExpandablePolyPropylene). Afin de garantir un bon confort à l'utilisateur, on équipe généralementle casque d’une coiffe interne pouvant, par exemple, être réalisée de mousserecouverte de tissu. La coiffe interne est fixée à l’intérieur de la calotte amortissante.Dans certaines constructions de casque, il n’y a pas de coque externe.

Un casque est destiné à réduire les risques de blessures au niveau du crâne del’utilisateur, tout en présentant un poids le plus réduit possible pour ne pas nuire auconfort de l’utilisateur.

Un casque performant doit donc satisfaire à deux exigences contradictoires,d’une part, comporter le plus de matériau amortissant possible et, d’autre part, être leplus léger possible pour être portable facilement et ne pas gêner l’utilisateur.

Afin d’améliorer les performances des casques, diverses solutions ont étéproposées. Ces solutions prévoient par exemple de rendre mobile ou de faciliter ladéformation de la calotte amortissante à l’intérieur de la coque externe lors d’unimpact. D’autres solutions prévoient une calotte amortissante comprenant une coucheinterne orientée vers le crâne de l’utilisateur et une couche externe délimitant unesurface externe de la calotte, la couche externe présentant alors une densité plusélevée que la couche interne afin d’optimiser l’amortissement en cas de chute.

Bien que certains casques existants soient globalement satisfaisants, il existe unbesoin consistant à proposer un casque dont les performances sont améliorées. Un but de la présente invention est donc d’améliorer les performances des casquesexistants.

Un autre but de la présente invention est notamment de proposer une structurede casque allégée, disposant de bonne propriété d’amortissement.

RÉSUMÉ DE L'INVENTION

Pour atteindre ces objectifs, un aspect de la présente invention concerne uncasque de sport comportant une calotte amortissante couvrant sensiblement le crânede l’utilisateur, la calotte amortissante étant constituée d’au moins : - une couche interne délimitant une surface interne de la calotte amortissante,orientée vers le crâne de l’utilisateur, la couche interne étant composée d’unou plusieurs morceaux, - une couche externe délimitant une surface externe de la calotte amortissante,la couche externe étant composée d’un ou plusieurs morceaux.

Chaque morceau de la couche interne présente une masse volumique compriseentre 1,2 et 2,7 fois la masse volumique de chacun des morceaux de la coucheexterne.

Dans le cadre du développement de la présente invention, il s’est avéré qu’unecalotte amortissante, dont la densité de la couche interne est supérieure à celle de lacouche externe, procure un amortissement très efficace en cas de choc. En particulierelle permet de réduire l’accélération de la tête lors d’un impact. En effet, des testsd’impact réalisés sur deux constructions inversées de casques ont montré quel’accélération mesurée lors de l’impact est réduite de plus de 10% avec un casquecomprenant une calotte amortissante dont la couche interne est plus dense que lacouche externe par rapport à l’accélération mesurée avec un casque comprenant unecalotte amortissante dont la couche externe est plus dense que la couche interne, lamasse volumique des couches ayant seulement été inversée. Ce résultat estparticulièrement surprenant. II était d’autant moins évident que, dans ce domaine,l’homme du métier a pour préjugé fermement établi que la couche de la calotte tournéevers le crâne de l’utilisateur doit être moins dense que la couche externe. L’artantérieur illustre abondamment cet agencement des couches de la calotteamortissante.

Les performances en termes d’amortissement du casque selon l’invention sontparticulièrement bonnes pour des impacts qui surviennent alors que la tête del’utilisateur a une vitesse comprise entre 3 et 7 mètres par seconde (m/s).

De manière facultative, le casque ou la calotte amortissante selon l’inventionpeuvent présenter au moins l’une quelconque des caractéristiques optionnellessuivantes qui peuvent être prises séparément ou en combinaison : - Selon un mode de réalisation, la couche externe présente une massevolumique comprise entre 40 et 80 grammes par litres (g/L) et de préférenceentre 50 et 70 grammes par litres. Cette plage de valeur permet de conférerun amortissement particulièrement performant sans pénaliser de manière tropsignificative le poids du casque. - Selon un mode de réalisation, la couche interne présente une massevolumique comprise entre 60 et 100 grammes par litres et de préférence entre70 et 90 grammes par litres. Cette plage de valeur permet de conférer unamortissement particulièrement performant sans pénaliser de manière tropsignificative le poids du casque. - Selon un mode de réalisation, la couche interne et la couche externe sontchacune constituées d’un ou plusieurs polymères expansés. Ce type dematériau présente de bonnes propriétés d'amortissement pour un poids trèsréduit. - Selon un mode de réalisation, la couche interne comprend plusieursprotubérances faisant saillies d'une sous-couche de la couche interne et endirection du crâne de l'utilisateur, la surface interne de la calotte amortissanteétant définie par des extrémités libres des protubérances. Les protubérancespeuvent fléchir, ce qui permet d’encaisser une partie du choc et doncd'améliorer les propriétés d'amortissement de la calotte. Ces protubérancesallègent également la structure. De plus, elle permet une ventilation du crâne.En étant solidaire de la sous-couche de la couche interne, on obtient unecouche interne monolithique, facile à réaliser et présentant une certaine tenueou maintien structurel. - Selon un mode de réalisation, la couche interne est formée de plusieursprotubérances distinctes, l'une de l’autre, et assemblées à une coucheconstitutive de la calotte amortissante. Cette construction permet d’obtenirdes protubérances relativement hautes, ce qui permet d'améliorer la flexionde celles-ci et donc de contribuer davantage à l’amortissement. - Selon un mode de réalisation, chaque couche de la calotte amortissanteprésente une masse volumique moins dense que celle de la couche adjacentela plus proche du crâne de l’utilisateur. Cet agencement permet d'avoir unamortissement progressif du choc. L’absorption de l’impact est mieux répartiece qui est moins traumatisant. - Selon un mode de réalisation, la calotte amortissante comprend uniquementdeux couches. Cela permet de faciliter la fabrication du casque et de réduireson coût de fabrication tout en obtenant des performances étonnammentélevées en termes d’amortissement et de légèreté. - Selon un mode de réalisation, au moins une couche constitutive de la calotteamortissante est réalisée par l’assemblage de plusieurs morceaux distinctscouvrant chacun une partie différente du crâne de l’utilisateur. De préférence,au moins deux morceaux sont constitués de matériau de nature et/ou dedensité différente. Ce mode de réalisation permet d’adapter les performancesdu casque en termes d’amortissement et de légèreté en fonction des régionsdu crâne. Les performances du casque en sont encore améliorées. - Selon un mode de réalisation, le casque comprend une coque externe prévuepour recouvrir au moins partiellement la surface externe de la calotteamortissante. Cette coque externe se superposant à la calotte amortissantepermet de la protéger des perforations et des intempéries.

BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES

Les buts, ainsi que les caractéristiques et avantages de l’invention ressortirontmieux de la description détaillée d’un mode de réalisation de cette dernière qui estillustré par les dessins d’accompagnement suivants dans lesquels : - La figure 1 est une vue en perspective d’un premier mode de réalisation d’uncasque selon l’invention. Sur cet exemple, une coque externe recouvre la calotteamortissante et une coiffe interne est placée à l’intérieur de la calotte amortissement. - La figure 2 est une vue selon une coupe sagittale médiane du casque de lafigure 1 positionné sur le crâne de l’utilisateur. - La figure 3 est une vue selon une coupe sagittale médiane d’un deuxièmemode de réalisation d’un casque selon l’invention. - La figure 4a est une vue du dessous d’un troisième mode de réalisation. - La figure 4b est une vue selon une coupe sagittale médiane du casque de lafigure 4a positionné sur le crâne de l’utilisateur. - La figure 5 est une vue selon une coupe sagittale médiane d’un quatrièmemode de réalisation d’un casque selon l’invention. - La figure 6 est une vue selon une coupe sagittale médiane d’un cinquièmemode de réalisation d’un casque selon l’invention. - La figure 7 est une vue selon une coupe sagittale médiane d’un sixième modede réalisation d’un casque selon l’invention. - La figure 8a est une vue selon une coupe sagittale médiane d’un septièmemode de réalisation d’un casque selon l’invention. Sur cet exemple, une coque externerecouvre la calotte amortissante. - La figure 8b est une vue de dessus de la calotte amortissante seule du casquede la figure 8a. - La figure 9 est une vue selon une coupe sagittale médiane d’un huitième modede réalisation d’un casque selon l’invention.

Les dessins sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l’invention.Ils constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter lacompréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle desapplications pratiques. En particulier, les épaisseurs des différentes couches etprotubérances ne sont pas représentatives de la réalité.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION

Dans la suite de la description, il sera fait usage de termes tels que« longitudinal », « supérieur », « inférieur », « haut », « bas », « avant » et « arrière ».Ces termes doivent être interprétés en relation avec la position que le casque occupesur la tête d’un utilisateur en posture normale, et la direction d’avancement normaledu porteur. Le casque présentant sa partie bombée recouvrant le crâne de l’utilisateurcomme sa partie la plus haute.

Dans la présente demande de brevet il sera fait mention de densité et de massevolumique. Ces deux paramètres sont équivalents. La masse volumique est exprimée,ici, en kilogrammes par mètre cube (kg/m3) ou en grammes par litre (g/L). La densité,quant à elle, est exprimée sans unité. Elle correspond au rapport entre la massevolumique du corps mesurée divisée par la masse volumique de l’eau.

Selon l’invention, le casque 1 comprend à minima une calotte amortissante 10 etun dispositif d’attache 40 permettant de fixer le casque 1 sur la tête de l’utilisateur etde le maintenir en cas de mouvements brusques, de vibrations et d’impacts.

De manière optionnelle, le casque peut comprendre une coque externe 20assemblée à la calotte amortissante 10 de sorte à la recouvrir, au moins partiellement.Cette coque externe 20 a plus particulièrement comme fonction d’empêcher lesperforations du casque 1 lors d’un impact avec un objet contendant tel qu’un rocherayant un angle vif.

De manière optionnelle, le casque peut également comprendre une coiffe interne30 placée à l’intérieur de la calotte amortissante 10. Cette coiffe interne 30 constitueun élément de confort faisant l’interface entre le crâne de l’utilisateur et la calotteamortissante. II convient de bien distinguer la calotte amortissante 10 des autres élémentsoptionnels que sont la coque externe 20 et la coiffe interne 30. L’invention porte surune construction particulière de la calotte amortissante 10.

Selon l’invention, la calotte amortissante 10 comprend au moins deux couches11, 12. Dans le cadre de la présente demande de brevet, l’épaisseur d’une couche semesure selon une direction perpendiculaire à la couche mesurée au point de mesure.Cette direction est globalement radiale si l’on considère que le crâne est une sphère.Par exemple, en figure 2, les références e11 et e12 illustrent respectivementl’épaisseur de la couche interne 11 et celle de la couche externe 12 du mode de réalisation représenté. Selon un mode de réalisation, chaque couche présente uneépaisseur supérieure à 5 mm. Typiquement, l’épaisseur de chaque couche estcomprise entre 5 et 25 mm.

Par ailleurs, au sens de l’invention, une couche constitutive de la calotteamortissante peut être composée d’un ou plusieurs morceaux. Dans un premier cas,la couche constitutive forme une enveloppe continue couvrant partiellement le crâne.Dans un deuxième cas, la couche constitutive est morcelée de sorte que le crâne estrecouvert par une enveloppe composée de plusieurs morceaux assemblés entre eux,chaque morceau couvrant une zone spécifique du crâne.

Ainsi, la calotte amortissante 10 est composée par l’assemblage de différentescouches 11, 12, 13. La calotte amortissante comprend donc au moins deux couches,une couche interne 11 et une couche externe 12. Elle peut comprendre davantage decouches et notamment une ou plusieurs couches intermédiaires 13. La couche interne11 permet de répartir la pression de manière homogène sur la couche adjacenteconstitutive de la calotte amortissante.

Selon un mode de réalisation, la calotte amortissante comprend uniquementdeux couches, ce qui permet de simplifier la structure et le procédé de réalisation dela calotte amortissante. Selon un mode de réalisation avantageux, l’épaisseur e11 dela couche interne 11 est supérieure à l’épaisseur e12 de la couche externe 12. Ce ratiopermet d’accroître la couche ayant la plus faible densité ce qui rend le casque plusléger et améliore la propriété d’amortissement.

La couche interne 11 définit une surface interne 119 de la calotte amortissante,orientée vers le crâne de l’utilisateur.

La couche externe 12 définit une surface externe 129 de la calotte amortissante,orientée selon une direction s’éloignant du crâne de l’utilisateur.

Les surfaces interne 119 et externe 129 sont donc opposées et délimitent lacalotte amortissante. Ainsi, l’épaisseur totale e10 de la calotte amortissante est doncdéfinie par la distance entre la surface interne et la surface externe, au niveau de lamesure, selon une direction normale à une des deux surfaces. Dans cet exemple,l’épaisseur totale e10 de la calotte amortissante est comprise entre 15 et 35 mm.

Selon un mode de réalisation, ces couches sont assemblées de manièreindémontable ce qui permet de réaliser une calotte amortissante monolithique,unitaire. La calotte amortissante présente sa propre tenue ou maintien structurel et estfacile à manipuler. L’assemblage des couches peut être obtenu par surmoulage, parsoudage, notamment par ultrason, par collage ou tout autre moyen permettant uneliaison indémontable.

Alternativement, ces couches sont assemblées de manière amovible ce quipermet de plus facilement changer un élément détérioré. L’assemblage des couches peut être obtenu par des bandes auto-agrippantes de type Velcro ®, des bandesadhésives ou tout autre moyen permettant une liaison démontable.

La calotte amortissante présente une « rigidité » dans le sens où chaque élémentqui la compose présente sa propre tenue ou maintien structurel. Ces éléments sontutilisés et mis en place principalement en tant que tel, sans opérations de mise enforme particulières par une personne comme une déformation ou du pliage. Cette« rigidité » ne caractérise pas les propriétés d’amortissement de la pièce. En effet,comme nous le verrons pas la suite, la calotte présente des propriétésd’amortissement. L’invention porte sur le fait que chaque morceau de la couche interne 11 présenteune masse volumique comprise entre 1,2 et 2,7 fois la masse volumique de chacundes morceaux de la couche externe 12. Ainsi, si les deux couches 11,12 sont chacuneformées d’un seul morceau, le rapport entre la densité du matériau constituant lacouche interne 11 divisée par la densité du matériau constituant la couche externe 12est compris entre 1,2 et 2,7. Si, une des deux couches est composée de plusieursmorceaux alors le matériau de chaque morceau de la couche morcelée doit respecterla précédente plage de ratio en comparaison avec le matériau de couche unitaire. Siles deux couches sont composées de plusieurs morceaux, il faut retrouver le mêmeintervalle de ratio pour toutes les combinaisons possibles.

Selon un mode de réalisation, la couche interne 11 présente une massevolumique comprise entre 60 et 100 grammes par litres et de préférence entre 70 et90 grammes par litres.

Selon un mode de réalisation, la couche externe 12 présente une massevolumique comprise entre 40 et 80 grammes par litres et de préférence entre 50 et 70grammes par litres.

Selon un mode de réalisation, les masses volumiques des matériaux constitutifsdes couches interne 11 et externe 12 sont respectivement de 80 et 60 g/L. Cetteconstruction présente un très bon compromis entre amortissement, légèreté etmaintien structurel. En effet, lorsque la masse volumique d’une couche est trop faible,par exemple inférieure à 50 g/L, la calotte amortissante risque de se détériorerrapidement, au moindre choc. Cette efficacité est particulièrement significative pourdes impacts intervenant à des vitesses comprises entre 3 et 7 m/s/.

Selon un mode de réalisation, le matériau de la couche interne 11 est identiqueà celui de la couche externe 12. Seule la densité des couches est différente d’unecouche à l’autre.

Selon un autre mode de réalisation, les couches interne 11 et externe 12 sontdans des matériaux différents.

Selon un mode de réalisation, toutes les couches composant la calotteamortissante sont constituées de polymères expansés. Le matériau expansé est avantageusement pris parmi l’EPS (Expandable PolyStyrene) et ΙΈΡΡ (ExpandablePolyPropylene). L’utilisation de matériau expansé apporte la légèreté recherchée touten offrant de bonnes propriétés d’amortissement. L’utilisation d’un matériauviscoélastique, comme ΙΈΡΡ, permet de réduire l’endommagement du casque lors dechocs et ainsi, de mieux absorber les petits chocs sans détérioration du casque.

Comme nous l’avons vu précédemment, le casque 1 peut comprendre une coqueexterne 20. Cette construction est illustrée dans les figures 1,2 et 8a. La coque externe20 est généralement rigide et est composée d'une matière thermoplastique telle quel'ABS (Acrylonitrile Butadiène Styrène) ou le PC (PolyCarbonate). Alternativement, ellepeut être réalisée avec une matière composite.

De manière plus générale, la coque externe 20 est formée d’un matériau dont lamasse volumique est supérieure à 500 g/L. Par exemple, pour une coque externe enABS ou PC, la masse volumique de la coque est comprise entre 500 et 1 500 g/L etde préférence entre 1 000 et 1 300 g/L. Alternativement, pour un matériau compositecomprenant des fibres de verre ou de carbone, la densité de ces fibres peut varierentre 1,5 et 3.

Typiquement, la coque externe 20 présente une épaisseur comprise entre 0,5 et3 mm.

La coque externe 20 est assemblée à la calotte amortissante 10 de sorte que lacalotte interne 10 soit insérée à l’intérieur de la coque externe 20. Ainsi, la face internede la coque externe, orientée vers le crâne de l’utilisateur, est positionnée en vis-à-visde la surface externe 129 de la calotte amortissante. Dans ce mode de réalisation,lorsque le casque est assemblé, la face interne de la coque externe est en contactdirect avec la surface externe 129 de la calotte amortissante. L’assemblage entre la coque externe 20 et la calotte amortissante 10 peut êtreréalisé selon deux principales technologies.

Une première technologie, dite d’injection, consiste à réaliser la coque externe etla calotte amortissante séparément. Dans une deuxième étape, on assemble la calotteinterne dans la coque externe par des moyens de liaison appropriés tels que des clips,des attaches, des rivets, de la colle, des accroches type VELCRO... Cette technologieoffre la possibilité de séparer la calotte amortissante de la coque externe si nécessaire.Ce peut être utile, par exemple, pour remplacer une partie détériorée.

Une deuxième technologie, dite de thermoformage ou « in-mold », consiste àréaliser la coque externe dans un premier temps. Dans une deuxième étape, on placela coque externe à l’intérieur d’un moule dans lequel on injecte un matériau pourréaliser la calotte amortissante ou une couche de la calotte amortissante. Ainsi, lacalotte amortissante est directement liée à la coque externe pour former une piècemonobloc. Cette accroche chimique est indémontable. Elle permet une excellentesolidarisation entre les deux pièces. Pour réaliser la coque externe, celle-ci est généralement obtenue par thermoformage. La mise en forme de la coque externe estobtenue par déformation à chaud d’une plaque mince dont l’épaisseur peut êtreinférieure à 2 mm.

Comme nous l’avons vu précédemment, le casque 1 peut comprendre une coiffeinterne 30. Cette construction est illustrée dans les figures 1 et 2. Dans cet exemple,cette coiffe interne 30 forme l’interface entre le crâne de l’utilisateur et le casque. Elleest donc destinée à être au contact direct de la tête de l’utilisateur. Cette coiffe interne30 a pour principales fonctions : - d’améliorer le confort de l’utilisateur en proposant un toucher doux et agréable ; - d’absorber la transpiration provenant de la tête de l’utilisateur ; - de présenter un aspect visuel plaisant et qui peut être librement et simplementadapté aux différents modèles de casque 1.

La coiffe interne 30 est de préférence en tissu ou en mousse ou un empilementd’une couche de tissu destinée à être au contact de la tête et d’une couche de moussefixée, par exemple par collage, à la couche de tissu et fixée à la surface interne 119de la calotte amortissante 10. Cette dernière fixation est réalisée par exemple parcollage, par des régions auto-agrippantes de type Velcro® ou tout autre moyenpermettant de désolidariser facilement la coiffe interne de la calotte amortissante.

De manière plus générale, la coiffe interne comprend une mousse enpolyuréthane (PU) dont la masse volumique est inférieure à 40 g/L. Selon un mode deréalisation, elle est comprise entre 20 et 30 g/L.

Typiquement, la coiffe interne 30 présente une épaisseur comprise entre 2 et5 mm.

Dans les autres modes de réalisation illustrés, le casque ne comprend pas decoiffe interne. En conséquence, la calotte amortissante 10 est en contact direct avecle crâne de l’utilisateur, au niveau de la surface interne 119.

Comme nous l’avons vu précédemment, le casque 1 comprend un dispositifd’attache 40. Dans cet exemple, ce dispositif 40 comprend des sangles ou des lanièresfixées à la coque externe 20 ou alternativement à la calotte amortissante 10, unementonnière ou une jugulaire se plaçant sous le menton ou la mâchoire de l’utilisateur.

Plusieurs modes de réalisation vont maintenant être décrits en référence auxfigures 1 à 9. Pour chacun de ces exemples, le rapport entre la densité de la coucheinterne 11 divisée par celle de la couche externe 12 est compris entre 1,2 et 2,7.

Les figures 1 et 2 représentent un premier mode de réalisation d’un casquecomprenant une coiffe interne 30, une calotte amortissante 10 et une coque externe20 agencées de sorte qu’on retrouve, en partant de la tête et en direction de l’extérieur,les couches suivantes : la coiffe interne, la calotte amortissante et la coque externe.

Dans cet exemple, la calotte amortissante 10 comprend uniquement deuxcouches : une couche interne 11 et une couche externe 12.

Un deuxième mode de réalisation est illustré à la figure 3. Le casque necomprend ici qu’une calotte amortissante 10 composée de trois couches. Une coucheintermédiaire 13 est ainsi intercalée entre la couche interne 11 et la couche externe 12. Les épaisseurs de ces couches sont sensiblement égales et sont comprises entre5 et 15 mm. La masse volumique de la couche intermédiaire 13 est inférieure à cellede la couche interne 11 mais inférieure à celle de la couche externe 12. Autrement dit,la couche intermédiaire 13 est constituée d’un matériau ayant une densité compriseentre celle du matériau de la couche externe 12 et celle du matériau de la coucheinterne 11. Cela permet d’avoir un amortissement progressif.

Les figures 4a à 8b illustrent des modes de réalisation dans lesquels la coucheinterne 11 comprend, ou est formée, de protubérances 110 présentant des extrémitéslibres 111 tournées en regard de la tête de l’utilisateur. Ainsi, la surface interne 119 dela calotte amortissante 10 n’est pas continue et est définie par l’ensemble des surfacesdélimitant les extrémités libres 111 des protubérances 110. Chaque protubérance 110forme un plot 14 de hauteur/épaisseur e14, soit individuellement, soit en associationavec une extension 120, 130 de la couche externe 12 ou d’une couche intermédiaire 13.

La présence de plots 14 permet, d’une part, de réduire la matière de la calotteamortissante 10, réduisant de ce fait la masse totale du casque 1. Cela améliore ainsile confort de l’utilisateur. D’autre part, ces plots 14 peuvent se déformer en flexion etdonc cette déformation contribue aux propriétés d’amortissement du casque. De plus,l’espace entre les plots 14 permet de ventiler le crâne pour accroître encore le confortde l’utilisateur.

La répartition des plots est préférentiellement aléatoire car cela permet d’obtenirun flux d’air turbulent à l’intérieur du casque ce qui améliore la ventilation du crâne. L’épaisseur e14 des plots 14 est préférentiellement supérieure au tiers del’épaisseur totale e10 de la calotte amortissante car cela permet d’obtenir une flexiondes plots 14 significative pour participer efficacement à l’amortissement des chocs.

Un troisième mode de réalisation est représenté dans les figures 4a et 4b. Danscet exemple, la calotte amortissante 10 comprend deux couches. La couche interne11 comprend une sous-couche 112 et plusieurs protubérances 110 s’étendant depuisla sous-couche 112 en direction du crâne de l’utilisateur. Les protubérances 110définissent les plots 14 tels que décrits précédemment. Cette couche interne 11monolithique est constituée d’un unique matériau. La sous-couche 112 et lesprotubérances 110 forment une pièce monolithique, de préférence d’un seul matériau,obtenue par un même moulage ou une même injection. Ainsi, les protubérances 110sont reliées entre elles par la sous couche 112. Cette construction présente l’avantaged’avoir une sous-couche ayant sa propre tenue ou maintien structurel et facile àréaliser.

La sous-couche 112 de la couche interne 11 est recouverte d’une couche externe12, côté externe.

Pour obtenir un bon comportement d’amortissement de la calotte amortissante,l’épaisseur e11 de la couche interne 11 est supérieure à l’épaisseur e12 de la coucheexterne 12. Par ailleurs, la hauteur e14 des protubérances 110 est, en moyenne,supérieure à l’épaisseur de la sous-couche 112.

Le quatrième mode de réalisation illustré à la figure 5 diffère du troisième modede réalisation en ce que la calotte amortissante est composée de trois couches. Unecouche externe 12 recouvre une couche intermédiaire 13 comprenant unesous-couche 132 et des extensions 130 faisant saillie de la sous-couche 132 endirection du crâne de l’utilisateur, d’une hauteur ou épaisseur e130. Chaque extrémitélibre de ces extensions 130 est recouverte par une protubérance 110 présentantsensiblement la même section que celle de l’extension 130 associée et une épaisseure110. Ainsi, cette calotte amortissante 10 comprend plusieurs plots 14, chaqueprotubérance 14 étant composée d’une extension 130 et d’une protubérance 110associée. L’ensemble des protubérances 110 prolongeant les extensions 130 forme lacouche interne 11 de la calotte amortissante 10.

Dans cet exemple, l’épaisseur e110 des protubérances 110 est sensiblementconstante et inférieure à la moitié de la hauteur des plots 14. Alternativement,l’épaisseur e110 des protubérances 110 peut ne pas être constante. Ainsi, on peutobtenir des propriétés d’amortissement différentes d’une zone de recouvrement àl’autre. Par exemple, pour la zone frontale et occipitale, obtenir davantaged’amortissement que sur la zone sommitale. Pour cela, l’épaisseur des plots peut êtredifférente dans ces zones.

La figure 6 illustre un cinquième mode de réalisation. Dans cet exemple, lacouche interne 11 est constituée uniquement par un ensemble de protubérances 110distinctes l’une de l’autre. Ainsi, dans ce mode de réalisation, la couche interne 11 necomprend pas de sous-couche 112. Les protubérances 110 sont ainsi directementsolidarisées à la couche externe 12 et s’étendent de celle-ci en direction du crâne del’utilisateur.

Le sixième mode de réalisation représenté à la figure 7 présente une conceptionanalogue au quatrième mode de réalisation dans lequel la couche externe estfusionnée avec la couche intermédiaire. Dans cet exemple, la couche externe 12comprend donc une sous-couche 122 et plusieurs extensions 120 faisant saillie de lasous-couche 122 en direction du crâne, d’une hauteur/épaisseur e120. Desprotubérances 110 prolongent ses extensions 120. De manière analogue, la calotteamortissante comprend des plots 14, chaque plot 14 étant composé d’une extension120 et d’une protubérance 110 associée. La couche interne 11 est alors formée parl’ensemble des protubérances 110.

Un septième mode de réalisation illustré aux figures 8a et 8b diffère de celuiillustré en figure 4b en ce que le casque comprend une coque externe 20 et en ce quela couche externe 12 de la calotte amortissante est composée de plusieurs morceaux125, 126, 127, assemblés entre eux. Chaque morceau couvre une partie du crâne.Ces morceaux 125, 126, 127 sont de préférence juxtaposés sur la surface externe dela couche interne 11.

De préférence, au moins deux morceaux sont constitués d’un matériau différentou bien présentant des densités différentes.

Cela permet d’optimiser l’amortissement de la calotte 10 en fonction des zonesdu crâne à protéger.

Par exemple, un premier morceau 125 couvre la partie frontale du crâne, undeuxième morceau 126 couvre la partie sommitale du crâne et un autre morceau 127couvre la partie occipitale du crâne.

Une étude traumatologique a montré que les zones les plus sollicitées lors d’unechute à ski ou surf sont les zones frontale et occipitale du crâne. Il convient alors debien amortir ces zones afin de mieux protéger l’utilisateur.

Aussi, avantageusement, le morceau 125 couvrant la partie frontale et/ou lemorceau 127 couvrant la partie occipitale présente une densité inférieure à unmorceau 126 couvrant la partie sommitale du crâne. Cet écart de densité permetd’obtenir un bon amortissement à l’avant et à l’arrière du casque et un bon maintienstructurel du casque au niveau sommital. Cet avantage est d’autant plus marquélorsque le casque comprend une coque externe.

Sur le mode de réalisation illustré en figures 8a et 8b, la couche formée deplusieurs morceaux est la couche externe 12. Selon un autre mode de réalisation c’estla couche interne 11 qui comprend plusieurs morceaux, ces morceaux délimitant lasurface interne 119 de la calotte amortissante 10. Comme dans l’exemple ci-dessus,ces morceaux peuvent par exemple couvrir respectivement la partie sommitale ducrâne et la partie occipitale et/ou la partie frontale du crâne.

Selon encore un autre mode de réalisation, à la fois la couche externe 12 et lacouche interne 11 comprennent des morceaux.

La figure 9 illustre un huitième mode de réalisation dans lequel la couche externe12 comprend une sous-couche 122b et plusieurs extensions ou protubérances 120bs’étendant depuis la sous-couche 122b, vers l’extérieur, en s’éloignant du crâne del’utilisateur. Cette couche externe 12 monolithique est constituée d’un unique matériau.La sous-couche 122b et les extensions 120b forment une pièce monolithique, depréférence d’un seul matériau, obtenue par un même moulage ou une même injection.Ainsi, les extensions 120b sont reliées entre elles par la sous-couche 122b. Cetteconstruction présente l’avantage d’avoir une sous-couche ayant sa propre tenue oumaintien structurel et facile à réaliser.

Dans cet exemple, la surface externe 129 de la calotte amortissante 10 n’est pascontinue et est définie par l’ensemble des surfaces délimitant les extrémités libres 121bdes extensions 120b. A l’opposé, la surface interne 119 de la calotte amortissante 10est définie par une surface continue délimitant l’intérieur de la couche interne 11.

Dans cet exemple, l’épaisseur e12 de la couche externe 12 est supérieure àl’épaisseur e11 de la couche interne 11. Par ailleurs, la hauteur des extensions 120best, en moyenne, supérieure à l’épaisseur de la sous-couche 122b.

Selon un autre mode de réalisation, la calotte 10 amortissante comprend à la foisdes protubérances 110 portées ou formées par la couche interne 11 et s’étendant endirection de la tête de l’utilisateur et à la fois des protubérances 120 portées ou forméespar la couche externe 12 et s’étendant en direction de l’extérieur.

Ce mode de réalisation permet d’alléger encore plus le casque 1 tout en offrantde bonnes capacités d’absorption des chocs.

Alternativement, une couche constitutive de la calotte amortissante peut êtreréalisée par multi-injections. On peut obtenir ainsi une couche composée de plusieursmorceaux constitués de différents matériaux et solidement solidarisés entre eux. Lacouche présente ainsi une très bonne tenue ou maintien structurel.

Selon les différents modes de réalisation décrits précédemment, la coucheexterne 12 recouvre complètement la couche interne 11 ou, tout au moins, aucunepartie de la couche externe 12 ne forme une partie de la surface interne 119 de lacalotte amortissante.

Alternativement, la couche interne 11 ne couvre que partiellement la coucheexterne 12, ou inversement. Dans ce cas, localement, la calotte amortissante peut necomprendre qu’une épaisseur de couche correspondant à la couche interne ouexterne. Par exemple, au niveau de la zone sommitale, la calotte amortissantecomprend au moins deux couches présentant le ratio de masse volumique revendiquéalors qu’au niveau de la zone frontale et/ou occipitale, la calotte amortissante necomprend qu’une couche constituant l’extension de la couche externe de la zonesommitale. Selon un autre exemple, au niveau de la zone frontale et/ou occipitale, lacalotte amortissante comprend au moins deux couches présentant le ratio de massevolumique revendiqué alors qu’au niveau de la zone sommitale, la calotte amortissantene comprend qu’une couche constituant l’extension de la couche interne de la zonesommitale. Dans ces derniers cas, on vise plus d’amortissement dans la zone frontaleet/ou occipitale que dans la zone sommitale. L’invention n’est pas limitée à ces modes de réalisation. Il est possible decombiner ces modes de réalisation. Par exemple, pour chaque mode de réalisation, lecasque peut comprendre une coque externe 20 ou non. De même, le casque peutcomprendre une coiffe interne 30 ou non. L’invention s’étend également à tous les modes de réalisation couverts par lesrevendications.

Claims (3)

1. REVENDICATIONS

   1. Casque (1) de sport comprenant une calotte amortissante (10) configuréepour couvrir sensiblement le crâne d’un utilisateur, la calotte amortissante étantconstituée d’au moins : - une couche interne (11) délimitant une surface interne (119) de la calotteamortissante, orientée vers le crâne de l’utilisateur, la couche interne étantcomposée d’un ou plusieurs morceaux, - une couche externe (12) délimitant une surface externe (129) de la calotteamortissante, la couche externe étant composée d’un ou plusieurs morceaux, caractérisé en ce que chaque morceau de la couche interne (11) présente une masse volumiquecomprise entre 1,2 et 2,7 fois la masse volumique de chacun des morceaux de lacouche externe (12)
2. 2. Casque (1) selon la revendication 1, dans lequel la couche externe (12)présente une masse volumique comprise entre 40 et 80 grammes par litres et depréférence entre 50 et 70 grammes par litres. 3. Casque (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, danslequel la couche interne (11) présente une masse volumique comprise entre 60 et 100grammes par litres et de préférence entre 70 et 90 grammes par litres. 4. Casque (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, danslequel la couche interne (11) comprend plusieurs protubérances (14) faisant saillies endirection du crâne de l’utilisateur, l’épaisseur (e14) des protubérances étant supérieureau tiers de l’épaisseur totale (e10) de la calotte amortissante. 5. Casque (1) selon la revendication 4, dans lequel les protubérances (14) fontsaillies d’une sous-couche (112) de la couche interne. 6. Casque (1) selon la revendication 4, dans lequel les protubérances (14)sont distinctes, l’une de l’autre, et assemblées à une couche (12, 13) constitutive de lacalotte amortissante, la couche interne étant alors constituée uniquement parl’ensemble des protubérances. 7. Casque (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, danslequel chaque couche (11, 12, 13) de la calotte amortissante présente une massevolumique plus dense que celle de la couche adjacente la plus proche du crâne del’utilisateur. 8. Casque (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, danslequel la calotte amortissante comprend uniquement deux couches (11, 12). 9. Casque (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, danslequel au moins une couche (11, 12, 13) constitutive de la calotte amortissante estréalisée par l’assemblage de plusieurs morceaux (121, 122, 123) distincts couvrant chacun une partie différente du crâne de l’utilisateur, et dans lequel au moins deuxmorceaux sont constitués de matériau de nature et/ou de densité différente.
3. 10. Casque (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes,comprenant une coque externe (20) prévue pour recouvrir au moins partiellement lasurface externe (129) de la calotte amortissante (10).