CHAUSSURE MULTI-USAGES A SECTION SOUS-ASTRAGALIENNE DEFORMABLE
DOMAINE TECHNIQUE :
La présente invention concerne Le domaine technique général des articles chaussants et concerne, plus particulièrement, Le domaine technique des chaussures enveloppant le pied. Le talon et au moins une partie de la cheville.
Plus particulièrement, mais -non exclusivement, L'invention concerne une chaussure multi-usages à caractère sportif ou bien, encore, utilisable en tant que chaussure de marche simple ou même en tant que chaussure de rééducation.
Les exemples d'application cités ci-dessus n'ont été énumérés qu'à titre indicatif et ne peuvent être considérés comme limitant le champ d'application de l'objet de l'invention qui s'applique à toute chaussure apte à supporter et soutenir Les articulations du pied et de La cheville d'un être humain, quel que soit le type de mouvement et le type d'activité concerné.
Une chaussure, quelle que soit l'application considérée, doit assumer différentes fonctions et, notamment, des fonctions de protection mécanique, d'isolation thermique, de confort d'utilisation et de maintien ou soutien des articulations du pied et de la cheville. L'usage spécifique auquel est destiné la chaussure conduit à privilégier une ou plusieurs fonctions par rapport à d'autres en jouant, par exemple, sur la nature et les propriétés des matériaux utilisés ou en prévoyant ou modifiant des zones et épaisseurs de renforts particuliers ou, encore, en modifiant la forme même de La chaussure. Jusqu'à présent, la contradiction existant entre La nécessité de protéger et soutenir Les articulations de la cheville et du pied, d'une part, et, en même temps, de ne pas limiter, voire perturber trop fortement Les articulations du pied et de la chevillé, d'autre part, n'a pas été complètement résolue.
Les contraintes techniques impliquées sont, en effet, antinomiques, puisque toute tentative de rigidification de la
structure enveloppante de la chaussure améliore le soutien des articulations, au détriment du confort de l'utilisateur. Inversement, l'amélioration du confort de l'utilisateur passe par une augmentation de la souplesse de La structure enveloppante de la chaussure au détriment des fonctions de soutien des articulations. Dans les deux cas, d'ailleurs, on s'écarte notablement des conditions optimales et naturelles de la cinématique des articulations du pied et de la cheville.
L'-absence ou l'excès de contention peuvent donc être également à l'origine d'accidents de torsion des articulations du pied et de la cheville extrêmement fréquents en pratique sportive où les articulations sont sollicitées de manière particulièrement dynamique.
TECHNIQUE ANTERIEURE :
Un premier type de chaussures de sport connu actuellement consiste en des chaussures enveloppant simplemant le coup de pied et Le talon, c'est-à-dire qu'elles assurent simplement la contention souple d'une fraction du bloc calcanéo-pédieux. L'empLoi de telles chaussures est généralisé à de nombreuses activités sportives, du genre tennis, football, athlétisme ou jogging et les améliorations portent, essentiellement, sur les problèmes d'amortissement des chocs dynamiques, de support de la voûte plantaire ou, encore, sur les problèmes d'adhérence.
Ce type de chaussures, de par sa conception même, n'est pas destiné à assurer une contention des articulations du pied et, a fortiori, de La cheville et aucune recherche particulière n'a été menée dans ce domaine. Un second type de chaussures de sport est constitué par les chaussures de sport, dites montantes, c'est-à-dire comprenant non seulement une coque pédieuse, mais, également, une tige ou enveloppe souple assurant la contention de l'ensemble des articulations du pied et de la cheville. Des chaussures réalisées selon ce principe classique sont
utilisées dans la plupart des sports, tels que le basket. Le football. Le tennis par exemple, et le soutien et la contention réalisés étant souples, de telles chaussures ne protègent pas efficacement l'articulation de la cheviLle en cas de torsion lors de la pratique d'une activité sportive. En raison de La souplesse de la contention, l'articulation de la cheville n'est, en effet, pas suffisamment soutenue en cas de torsion inopinée, ce qui conduit à la distension des ligaments sous-astragaliens puis, éventuellement, ibio-tarsiens. Dans Le cas des chaussures de marche et, plus particulièrement, celles destinées à la pratique de La haute montagne, La contention des articulations de la cheville est assurée de manière quasi rigide et, s'il peut être considéré que Les accidents de torsion, du genre entorses de La cheville, sont, dans la plupart des cas évités, il doit être considéré que Le confort' d'utilisation est lui réduit et que Les Lésions ligamentaires surviennent alors, non pas au niveau des articulations de la cheville, mais au niveau du genou.
EXPOSE DE L'INVENTION :
L'objet de la présente invention vise donc à proposer une chaussure multi-usages ne présentant pas les inconvénients des chaussures traditionnelles et apte à soutenir les articulations naturelLes du pied et de la cheville, sans nuire au confort d'utilisation, tout en respectant les mouvements physiologiques naturels des articulations du pied et de la cheville.
Un autre objet de l'invention est de proposer une chaussure multi-usages, de conception simple et d'applications variées et s'accommodant de toutes pratiques sportives.
Un objet complémentaire de l'invention vise à proposer une chaussure multi-usages apte à assurer, simultanément, la protection des articulations sous-astragaliennes et tibio-tarsiennes. L'objet de L'invention est atteint grâce à une chaussure
multi-usages, du type chaussure de sport, de marche ou de rééducation par exemple, comportant des sections de renfort et de contention destinées à soutenir tout ou partie du bloc calcanéo-pédieux, caractérisée en ce qu'elle comprend une coque calcanéenne et une tige de soutient de la cheville mobiles relativement, par l'intermédiaire d'une section sous-astragalienne déformable enveloppant, au moins partiellement, le pied au niveau de l'articulation sous-astragalienne pour accomoder, au moins partiellement, les mouvements d'éversion et d'inversion de La cheville.
Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de L'invention.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS :
La fig. 1 montre une vue schématique Latérale externe de l'articulation de la cheville et du pied dans une chaussure conforme à l'invention.
La fig. 2 montre l'articulation de la cheville et du pied selon une vue supérieure prise selon la Ligne II-II de La fig. 1.
La fig. 3 montre un premier exemple de réalisation d'une chaussure selon l'invention représentée selon une vue latérale. La fig. 4 montre une vue Latérale d'une seconde variante de réalisation selon L'invention.
La fig. 5 montre un détail de réalisation du soufflet sous-astragalien conforme à L'invention, selon une vue antérieure en coupe selon la Ligne V-V de la fig. 3. La fig. 6 montre, selon une vue latérale, une autre variante de réalisation de l'objet de l'invention.
La fig. 7 montre une vue supérieure d'une chaussure conforme à L'invention.
MEILLEURE MANIERE DE REALISER L'INVENTION :
La fig. 1 montre, de manière schématique, la disposition des os constituant l'articulation sous-astragalienne d'une cheville 1 d'un être humain, disposée à l'intérieur d'une chaussure dont l'enveloppe extérieure 2, ainsi que la semelle 3 ont été représentées en Ligne pointillée. La vue générale représentée peut être considérée comme illustrant la position de La cheville 1 de l'arrière-pied droit d'un être humain, vue Latéralement de L'extérieur, selon un plan s'étendant selon la direction de l'axe Longitudinal principal de la chaussure et sensiblement perpendiculairement au plan de support et d'extension de la chaussure matériaLisé par Le plan P_. Ce dernier peut être considéré comme le plan d'appui et d'extension de La semelle 3. L'articulation sous-astragalienne de la cheville est constituée du calcanéum 4, de l'astragale 5 et d'un bloc dénommé calcanéo-pédieux comprenant un ensemble constitué du cuboïde 6, du scaphoïde 7, puis d'une série d'os représentés partiellement sur la fig. 1 et incluant les cunéiformes. Les métatarsiens et Les phalanges.
L'astragale 5 est reliée au calcanéum 4 par L'intermédiaire de deux ligaments 8, 9 se croisant. Les mouvements de l'articulation sous-astragalienne dans l'espace peuvent être considérés comme étant le résultat des positions relatives dans l'espace de l'ensemble des positions du bloc calcanéo-pédieux par rapport à l'astragale 5. De manière plus précise, ces mouvements sont définis de manière classique en anatomie par un mouvement dit d'inversion et par un mouvement dit d'éversion de la cheville.
Par inversion de la cheville, on entend un mouvement qui associe une combinaison de mouvements dans les trois plans de l'espace, à savoir :
- dans le plan horizontal confondu, selon la fig. 1, avec le plan , une rotation dite interne, car dirigée vers la face' interne du pied opposé, une telle rotation interne présentant une amplitude maximum, de L'ordre de 30 environ, par rapport à une
position d'aplomb normale dans laquelle l'axe Longitudinal du pied est sensiblement parallèle au plan de symétrie de L'être humain,
- dans le plan frontal correspondant à un plan _F perpendiculaire au plan P_ un roulis, dit interne, d'une amplitude de 25° environ définie par rapport à deux positions extrêmes dites basse et haute d'amplitude du pied et donc du roulis interne,
- dans Le plan sagittal, non représenté aux figures et matérialisé par le plan de la coupe de la fig. 1, une flexion, dite plantaire, d'une amplitude de 10 environ dirigée selon la flèche f.. et définie par rapport à une position normale d'aplomb d'un être humain en référence à un plan horizontal.
Les amplitudes, données ci-dessus en référence, correspondent à des valeurs moyennes tirées de la pratique, chaque amplitude étant, bien évidemment, susceptible de varier, par exemple de L'ordre de 5 à 10 selon l'âge de L'individu et selon ses caractéristiques anatomiques propres.
De La même façon, on désigne par eversion de La cheville un mouvement associant, dans les trois plans et directions de l'espace, un ensemble de mouvements de la chevilLe s'écartant ou s'éloignant d'un plan de symétrie vertical de l'individu. Ces mouvements d'eversion peuvent être matérialisés par :
- une rotation externe de 30 au maximum dans le plan horizontal,
- un roulis externe d'environ 20 dans le plan frontal JF, - une flexion, dite dorsale, dans Le plan sagittal dirigée selon la flèche f de la fig. 1 et d'une amplitude de 10° environ.
Les investigations et études menées par- Les demandeurs sur les mouvements et déplacements de l'articulation sous-astragalienne du pied et de la chevilLe ont montré que l'ensemble de ces mouvements d'inversion et d'eversion, selon Les plans et directions de l'espace précédemment définis, possédaient des axes instantanés de déplacement ou, encore, de mouvements dont le déplacement était Limité et circonscrit à une enveloppe géométrique assimilable à un cône de révolution 11 dénommé ci-après cône sous-astragalien.
Le sommet j du cône 11 peut être considéré comme se situant à une distance (1 de L'ordre de quelques centimètres, en arrière du calcanéum 4 et à une hauteur H1 sensiblement équivalente au tiers de la hauteur _H représentative de la hauteur du bord postérieur extrême du calcanéum 4. Le sommet _S est, également, situé approximativement au centre de la projection géométrique du calcanéum 4 sur le plan frontal _F. Le cône 11 présente, également, une inclinaison par rapport au plan , Laquelle peut être définie par l'intermédiaire des deux faisceaux constitués par les Ligaments 8 et 9 dont l'intersection est située sur l'axe central 12 du cône 11. En pratique, il s'avère que l'angle α, formé par l'intersection de l'axe central 12 avec le plan de référence P_, a une valeur comprise entre 20 et 50 et, plus généralement, de préférence, comprise entre 30 et 45 . Le cône 11 est encore défini par son angle d'ouverture $
(fig. 2), dont la valeur moyenne varie entre 15 et 30° selon l'âge des individus et leurs particularités anatomiques. La fig. 2 représente une vue supérieure d'un pied droit, disposé à l'intérieur d'une chaussure 2, en projection sur un plan . horizontal, tel que Le plan P_, l'axe principal longitudinal x-x* de la chaussure 2 formant, avec L'axe central 12 du cône 11, un angle γ sensiblement compris entre 10 et 30°. Pour chaque individu, le cône sous-astragalien 11 présente donc une orientation dirigée vers l'intérieur du pied ou de l'axe de symétrie de l'individu.
L'ensemble des définitions géométriques et angulaires du cône sous-astragalien 11 permet donc de définir dans L'espace La disposition et l'orientation du cône à l'intérieur duquel se déplacent les axes instantanés de mouvement de l'articuLation sous-astragalienne. Le cône sous-astragalien 11 constitue ainsi un modèle géométrique et mécanique représentatif de La cinématique de L'articulation de la cheville sur des bases anatomiques et physiologiques.
Les fig. 3 et 7 représentent une première variante de réalisation d'une chaussure multi-usages selon l'invention. La
chaussure 15 est constituée, d'une manière classique, par une coque plantaire 16 apte à assurer le soutien et le renfort de la masse plantaire du pied constitué par le bloc calcanéo-pédieux. Comme cela est représenté à la fig. 3, la coque plantaire 16 peut être, avantageusement, constituée d'une coque calcanéenne 17, plus particulièrement destinée à assurer le support et le soutien de La masse du pied incluant le calcanéum 4 et d'une coque pédieuse 18, plus particulièrement destinée à assurer le soutien de la partie antérieure du pied. La coque plantaire 16 est solidaire d'une semelle 19 destinée à reposer sur le sol matérialisé par le plan JP. La contention de l'articulation sous-astragalienne de la cheville, matérialisée par le cône sous-astragalien 11, est assurée par une section sous-astragalienne 21 interposée entre La coque calcanéenne 17 et une tige 22, dite tige intermédiaire et, plus particulièrement, destinée à contenir La masse du pied incluant une partie de L'astragale et, au moins, une partie de la masse postérieure du pied. La section sous-astragalienne 21 est montée dans la structure de la chaussure 15 et disposée de telle façon qu'elle enveloppe, au moins partiellement, le pied au niveau du cône sous-astragalien 11 pour assurer la contention souple de l'articulation sous-astragalienne et accommoder ainsi, au moins partiellement, les mouvements d'éversion et d'inversion de la cheville. Idéalement, La section sous-astragalienne 21 recouvre l'articulation pour coïncider parfaitement avec la géométrie du cône 11, mais Le recouvrement peut être Limité à une portion du cône 11 ou, au contraire, couvrir une pLage plus importante. L'amplitude des mouvements d'éversion et d'inversion permis varie en conséquence et la surface d'enveloppement de la section sous-astragalienne est choisie suivant le type d'usage de La chaussure.
La section sous-astragalienne 21 est ainsi assimilable à une bande de contention enveloppant le pied et l'articulation sous-astragalienne au niveau du cône sous-astragalien 11, latéralement, postérieurement et, au moins en partie, antérieurement. La section sous-astragalienne 21 suit L'inclinaison
générale du cône 11 et son axe principal est donc incliné en direction de La partie supérieure de La chaussure 15, de manière que son angle d'inclinaison principal forme un angle α' équivalent à l'angle d'inclinaison α du cône 11 compris entre 20 et 50° et, de préférence, compris entre 30 et 45°.
La zone postérieure 23 de la section sous-astragalienne 21 est située au voisinage du sommet _S du cône 11 et, dans le cas où la section sous-astragalienne 21 couvre La partie antérieure du pied, La section sous-astragalienne recouvre l'angle d'ouverture β- du cône 11.
Pour permettre à la section sous-astragalienne 21 d'assurer une contention souple de l'articulation sous-astragalienne, il est nécessaire que cette dernière soit déformable et d'une rigidité inférieure au matériau constituant la tige intermédiaire 22 et la coque calcanéenne 17, afin que ces dernières soient mobiles relativement. A cet effet, la tige intermédiaire 22 et La coque calcanéenne 17 peuvent être réalisées en un matériau rigide ou pour Le moins présentant une certaine rigidité, à base de carbone ou de matériaux composites type carbone-Kevlar ou, même, à base de certains matériaux plastiques hautes densités. La section sous-astragalienne peut être réalisée à partir de tout matériau déformable, du type polymère ou tissus synthétiques par exemple, dont on peut faire varier l'élasticité en fonction du type d'usage. La fig. 5 montre, selon une coupe transversale, un détail de réalisation et de montage de La section sous- astragalienne 22. Cette dernière est, dans L'exemple représenté, constituée d'un soufflet sous-astragalien 25 constitué, par exemple, de plis 26, sensiblements circulaires et concentriques 11 et formant une structure en accordéon enveloppant l'articulation sous-astragalienne et dont la capacité de déformation accommode les mouvements d'éversion et d'inversion de l'articulation de la chevilLe, en correspondance avec Le cône sous-astragalien 11. Il est à noter que le soufflet 25 est disposé de manière à envelopper l'articulation sous-astragalienne de la cheville pour que Le cône
sous-astragalien 11 se projette géométriquement selon les Lignes pointi Liées de la fig. 5, suivant des plans parallèles aux plans d'extension _P de La semelle, au moins partiellement à l'intérieur de la bande de soutien définie par le soufflet 25. Le soufflet 25 est rendu solidaire de la tige intermédiaire 22 et de La coque calcanéenne 17 par tout moyen approprié bien connu de l'homme de l'art, par exemple par piquage ou collage, et disposé extérieurement à la chaussure, comme montré à la fig. 5, ou même intérieurement. Une boucle de protection souple peut être appliquée et fixée sur le soufflet 25. Avantageusement, le cône 11 se projette complètement sur le soufflet sous-astragalien 25, lequel constitue une bande enveloppante dont la partie antérieure est plus Large que la partie postérieure.
Lors des mouvements d'articulation forcée, par exemple en eversion, La coque calcanéenne 17 rigide peut venir en butée, du fait de la déformation du soufflet astragalien 25, contre La tige intermédiaire 22, La face supérieure 17a_ de La coque calcanéenne venant reposer contre la face inférieure 22_a_ de la tige intermédiaire 22. II est bien évident qu'à la place d'un soufflet sous-astragalien 25 d'autres moyens mécaniques, susceptibles de déformations radiaires, peuvent être utilisés, dans la mesure où leurs déformabi lité et rigidité permettent la mobilité relative de La coque calcanéenne 17 et de la tige intermédiaire 22. A titre de variante, il est également possible, à la place de sections sous-astragaliennes 21 du type rapporté, tel que le soufflet sous-astragalien 25 défini précédemment, d'avoir recours à une section sous-astragalienne 21 directement intégrée entre la tige intermédiaire 22 et la coque calcanéenne 17. Pour cela, il est nécessaire de réaliser La section sous-astragalienne 21, la coque calcanéenne 17 et la tige intermédiaire 22 en un même matériau composite, par exemple du type carbone-Kevlar, mais de faire varier progressivement la composition du matériau au niveau de l'enveloppe représentative de la section sous-astragalienne. Il devient ainsi possible, en augmentant la densité du Kevlar par
rapport à celle du carbone, de diminuer la rigidité de la section sous-astragalienne 21, de manière à lui donner une capacité de déformation équivalente à celle obtenue par un soufflet sous-astragalien 25. En fonction de L'utilisation escomptée de la chaussure et, en particulier, en fonction des sollicitations dynamiques requises, on préférera l'une ou l'autre des variantes de réalisation de la section sous-astragalienne.
La fig. 4 illustre une seconde variante de réalisation de la chaussure selon l'invention qui ne diffère de la variante présentée à la fig. 3 que par Le montage d'une section tibio-tarsienne 31 déformable, montée au-dessus de la tige intermédiaire 22. La section tibio-tarsienne 31 comporte, en combinaison, une tige jambière montante 32 articulée sur la tige intermédiaire 22 au niveau de la pince tibio-péronière 33, au moyen d'un dispositif d'articulation mόnoaxial 34. La pince tibio-péronière 33, définissant un axe de rotation incliné vers le plan horizontal _P à partir du plan de symétrie d'un être humain, le dispositif d'articulation monoaxial 34 possède un axe de rotation confondu avec Ledit axe incliné. La tige jambière 33 peut être rigide ou n'être que partieLLement rigide et comporter une partie souple à sa partie supérieure, la partie rigide se limitant au voisinage du dispositif d'articulation 34.
La section tibio-tarsienne 31 est complétée par au moins un soufflet déformabLe, et de préférence deux, destinés à entourer la partie supérieure de la chevilLe. De préférence, Le soufflet déformable tarsien sera constitué d'un souffLet dit antérieur 35 et d'un souffLet postérieur 36, chaque souffLet présentant des angles d'ouverture spécifiques. Les soufflets antérieur 35 et postérieur 36 peuvent être réalisés en un matériau plastique souple et déformable, analogue à celui utilisé pour la réalisation de La section sous-astragalienne 25 et consister en une série de plis sensiblement radiaires conférant à chaque soufflet une structure en accordéon. Avantageusement, la tige jambière 33 peut pivoter autour de l'axe
transversal de La pince tibio-péronière 33, d'avant en arrière et, de préférence, d'une amplitude de L'ordre de 30 à 90° et, de préférence, voisine de 45 vers L'avant de La chaussure et de L'ordre de 30 à 90° et, de préférence, voisine de 60° vers L'arrière de la chaussure. Les vaLeurs angulaires ainsi définies correspondent, approximativement, à l'angle d'ouverture respectif du soufflet antérieur 35 et du soufflet postérieur 36 dont les déformations sur les plages angulaires précédemment nommées permettent à La tige jambière 33 de venir en butée sur La tige intermédiaire 22.
La chaussure présentant La section tibio-tarsienne permet donc, outre la contention avec mobilité de l'articulation sous-astragalienne, La contention de l'articulation au niveau de la pince tibio-péronière, ce qui, dans le cas d'application à des activités sportives spécifiques, améliore le soutien des articulations du pied et de la chevilLe, sans agir négativement sur le confort de L'utilisateur.
Dans les deux exemples précédemment mentionnés, L'ouverture de la chaussure peut être réalisée, de manière classique, par crochetage ou laçage des parties antérieures de la chaussure ou, encore, par emboîtements successifs des différents éléments constitutifs de la chaussure sur la section sous-astragalienne.
La réalisation d'une chaussure multi-usage, comportant une section sous-astragalienne déformable, disposée sur la chaussure selon le cône sous-astragalien 11 représentatif des mouvements d'éversion et d'inversion de la cheville, permet, de manière simple et efficace, d'obtenir une chaussure assurant, à la fois, la contention parfaite, puisque respectant l'anatomie et La physiologie de l'articulation sous-astragalienne, et le confort de l'utilisateur.
En effet, la déformation de la section sous-astragaLienne ne constitue pas une gêne pour l'utilisateur, puisque la disposition est telle que tous les mouvements naturels de l'articulation sous-astragalienne sont permis, La contention
proprement dite ne débutant que lorsque les mouvements d'éversion ou d'inversion de la cheville sont susceptibles de générer des axes instantanés de déplacement se situant en dehors du cône sous-astragalien. Ces valeurs Limites correspondent, alors, à la mise en appui de butée de la coque calcanéenne 17 contre la tige intermédiaire 22 qui assure alors La contention efficace de l'articulation sous-astragalienne.
Il est bien évident que, dans Le cas où la contention doit être améliorée/ la mise en butée de la coque calcanéenne 17 et de La tige intermédiaire 22 peut intervenir avant que Les axes instantanés de déplacement atteignent la Limite de L'enveloppe définie par Le cône sous-astragalien, ce qui conduit à limiter L'amplitude de déplacement de L'articulation sous-astragalienne. Une telle limitation peut, bien évidemment, présenter un avantage dans le cas de chaussures conçues pour une utilisation de rééducation motrice.
L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. Ainsi, il est envisageable (fig. 6) d'assurer le montage de la tige intermédiaire 22 directement sur la coque calcanéenne 17, par L'intermédiaire d'un dispositif d'articulation mono-axial 40 disposé au voisinage du sommet _S du cône sous-astragalien 11, sur une languette de recouvrement postérieure 41 solidaire de La tige intermédiaire 22. Le système mono-axial peut être, avantageusement, constitué d'un pivot dont L'axe est sensiblement confondu avec L'axe principal 12 du cône sous-astragalien (11).
POSSIBILITE D'APPLICATION INDUSTRIELLE :
L'objet de l'invention trouve une application particulièrement intéressante pour la réalisation de chausssures de sport ou de rééducation.