TITRE : Casque de protection avec déflecteur aérodynamique optimisé [Domaine technique]

L'invention se rapporte à un casque de protection destiné à équiper un motocycliste, et en particulier un casque de protection comprenant une calotte présentant une partie arrière sur laquelle est monté un déflecteur aérodynamique.

[Etat de la technique] II est connu, en particulier dans le domaine de la compétition motocycliste, de monter un déflecteur aérodynamique, parfois appelé « spoiler », à l'arrière du casque pour réduire l'effet de traînée sur l'arrière du casque. Il est également connu d'associer un tel casque avec une bosse de dos, aussi appelé « hump », fixée sur la combinaison du pilote et qui procure une quasi-continuité aérodynamique avec le déflecteur aérodynamique prévu sur le casque.

L'état de la technique peut ainsi être illustré par les documents EP 2027787, EP 3138429 et EP 1396200, qui décrivent tous ce type de casque avec déflecteur aérodynamique.

L'état de la technique peut également être illustré par les enseignements du document EP 1714568 qui propose un casque muni d'une coque sur laquelle est monté un élément de redressement aérodynamique dont la position est ajustable par l'utilisateur suivant un sens avant/arrière, et aussi suivant une inclinaison face au vent, laquelle correspond à diverses postures de conduite.

Il est par ailleurs connu du document DE 10 2012 214061 de prévoir, à l'arrière d'un casque de cycliste, une fixation aérodynamique effilée vers l'arrière pour une amélioration aérodynamique, et au moins un adaptateur aérodynamique disposé sur la fixation aérodynamique et qui peut être déplacé manuellement par le cycliste entre une position embrayée et une position débrayée pour modifier l'aérodynamisme.

Cependant, bien qu'un déflecteur aérodynamique classique, qu'il soit fixe ou préalablement ajusté par l'utilisateur, soit satisfaisant en ligne droite, la Demanderesse a observé que le déflecteur aérodynamique pouvait engendrer des effets indésirables dans certaines situations, et en particulier en situation de virage, comme par exemple dans le domaine de la compétition motocycliste où les vitesses de passage en virage peuvent être comprises entre 80 et 160 km/h en virages dits lents, voire entre 160 et 250 km/h en virages dits rapides. En effet, en virage, le pilote penche son motocycle selon un angle d'inclinaison compris classiquement entre 50 et 65 degrés environ, et en outre il adopte une position déhanchée en venant poser ou quasiment poser le genou au niveau de la piste, tout en plaçant la tête dans l'intérieur du virage, de manière inclinée par rapport à l'axe longitudinal du motocycle, pour pouvoir fixer au loin le virage.

Dans cette position, le casque est à la fois incliné latéralement et au moins partiellement décalé du pare-brise du motocycle, de sorte que le flux d'air direct et le flux d'air renvoyé par le pare-brise viennent appuyer en forte pression sur le côté latéral du casque, à droite ou à gauche selon le sens du virage. Sous l'effet de cette forte pression latérale, le déflecteur aérodynamique tend à ramener le casque dans la direction de l'axe longitudinal du motocycle, selon un effet dit « drapeau » ou d'auto alignement dans l'axe du vent. Pour contrer ce moment de lacet aérodynamique, le pilote doit compenser avec sa seule force musculaire afin de maintenir en virage sa tête inclinée hors de la protection du pare-brise, ce qui est particulièrement contraignant et fatiguant pour l'ensemble des muscles du cou et des épaules (triceps et trapèzes notamment) ainsi que le rachis cervical.

Par ailleurs, la Demanderesse a observé que, en ligne droite et à haute vitesse, en particulier au-delà de 300 km/h, le casque et son déflecteur aérodynamique subissent un effet d'oscillation turbulente, qui se traduit donc par un mouvement de lacet oscillant du casque et donc de la tête du porteur, qui s'amplifie en générant un phénomène de résonance aéroélastique ; autrement dit le mouvement de lacet s'amplifie lorsqu'il est combiné à l'élasticité/rigidité musculaire de la tête du pilote.

[Résumé de l'invention]

L'invention propose de répondre au moins en partie aux problèmes précités, en proposant un déflecteur aérodynamique qui allie les avantages classiques de réduction de la traînée, sans les inconvénients du moment aérodynamique en virage et du mouvement de lacet oscillant en ligne droite.

Ainsi, l'invention propose un casque de protection comprenant une calotte présentant une partie arrière sur laquelle est monté un déflecteur aérodynamique, dans lequel au moins un volet aérodynamique est monté mobile sur ledit déflecteur aérodynamique, ledit casque de protection étant remarquable en ce l'au moins un volet aérodynamique est monté librement mobile sur le déflecteur aérodynamique entre une position escamotée et une position déployée, le volet aérodynamique étant ainsi apte à se déployer de la position déployée vers la position escamotée sous l'effet d'efforts aérodynamiques générés par un flux d'air circulant le long de la calotte et du déflecteur aérodynamique. Ainsi, l'invention propose de monter un ou plusieurs volets aérodynamiques sur le déflecteur aérodynamique, de sorte que le ou chaque volet aérodynamique va pouvoir mouvoir en fonction des contraintes aérodynamiques (direction des flux d'air, vitesse des flux d'air, formes des écoulements, ...), et ainsi contribuer à une adaptation des écoulements au niveau du déflecteur aérodynamique.

En situation de conduite, l'au moins un volet aérodynamique est monté librement mobile sur le déflecteur aérodynamique, afin d'être mobile sous la seule action d'un flux d'air circulant le long de la calotte et du déflecteur aérodynamique.

Ainsi, seules les contraintes aérodynamiques font mouvoir le ou chaque volet aérodynamique, sans nécessité d'un actionnement. Autrement dit, le ou chaque volet aérodynamique procure une fonction d'auto-adaptation aérodynamique.

Avantageusement, l'au moins un volet aérodynamique est en position déployée au repos, en l'absence de flux d'air circulant le long de la calotte et du déflecteur aérodynamique. Dans une réalisation particulière, le déflecteur aérodynamique présente une face externe déflectrice qui s'éloigne progressivement de la calotte et l'au moins un volet aérodynamique ne saille pas extérieurement vis-à-vis de la face externe déflectrice du déflecteur aérodynamique en position déployée.

Avantageusement, l'au moins un volet aérodynamique s'étend dans le prolongement de la face externe déflectrice du déflecteur aérodynamique en position déployée pour assurer une continuité aérodynamique avec le déflecteur aérodynamique.

Ainsi, lorsque le ou chaque volet aérodynamique est en position déployée, en particulier en situation de ligne droite, le déflecteur aérodynamique se comporte comme un déflecteur classique sans volet, en offrant une face déflectrice continue.

Selon une autre possibilité, l'au moins un volet aérodynamique est rabattu ou rapproché en direction de la calotte en position escamotée, comparativement à la position déployée, pour ouvrir un passage de circulation d'air, en particulier en situation de virage. Selon une caractéristique, au moins une butée haute d'arrêt est prévue sur le déflecteur aérodynamique ou sur l'au moins un volet aérodynamique pour stopper ledit volet aérodynamique en position déployée.

Ainsi, le volet aérodynamique ne peut pas aller au-delà de la position déployée, et ne peut donc pas saillir extérieurement vis-à-vis du déflecteur aérodynamique. Selon une autre caractéristique, au moins une butée basse d'arrêt est prévue sur la calotte ou sur l'au moins un volet aérodynamique pour stopper ledit volet aérodynamique en position escamotée.

Dans un mode de réalisation particulier, l'au moins un volet aérodynamique est mobile entre la position déployée et la position escamotée, et inversement, de manière continue ou progressive.

Ainsi, le ou chaque volet aérodynamique assure une adaptation aérodynamique progressive, ou continue, pour s'ajuster finement aux conditions.

Selon une possibilité, l'au moins un volet aérodynamique est mobile sur le déflecteur aérodynamique au moins en pivotement selon un axe de pivotement.

Il est envisageable que l'au moins un volet aérodynamique soit mobile uniquement en pivotement, ou soit mobile en pivotement et en translation (par exemple au moyen d'une articulation qui combine rotation et translation).

Dans une réalisation avantageuse, l'au moins un volet aérodynamique présente une arête avant tournée vers l'avant du casque et une arête arrière tournée vers l'arrière du casque, ladite arête avant étant accouplée en pivotement sur le déflecteur aérodynamique selon l'axe de pivotement et ladite arête arrière étant libre.

Il est bien évident que l'avant du casque correspond à la partie dans laquelle est prévue l'ouverture pour la face du pilote (généralement une ouverture munie d'un écran ou visière), et l'arrière du casque correspond à la partie où est située le déflecteur aérodynamique.

Selon une caractéristique, le volet aérodynamique est mobile en pivotement sur le déflecteur aérodynamique au moyen d'un élément d'articulation reliant le volet aérodynamique au déflecteur aérodynamique.

Selon une autre caractéristique, l'élément d'articulation est choisi parmi l'un des éléments suivants :

- une membrane souple, par exemple réalisée dans une matière élastomère ou une matière textile ;

- une charnière mécanique ;

- une ligne de pliage déformable élastiquement, comme par exemple une ligne de moindre épaisseur.

Avantageusement, l'au moins un volet aérodynamique est couplé à au moins un élément de rappel élastique qui sollicite le volet aérodynamique vers un retour en position déployée. Selon une possibilité, l'au moins un élément de rappel élastique comprend un élément compressible à retour élastique, qui est compressé par le volet aérodynamique lorsqu'il se déplace en direction de la position escamotée.

Selon une autre possibilité, l'élément compressible à retour élastique est un ressort ou une couche de matière compressible à retour élastique, comme par exemple une matière élastomère ou une mousse.

Dans un mode de réalisation avantageux, l'au moins un volet aérodynamique est monté mobile dans une ouverture prévue sur le déflecteur aérodynamique.

Selon une caractéristique, l'au moins un volet aérodynamique ferme l'ouverture en position déployée, et ouvre partiellement l'ouverture en position escamotée.

Selon une autre caractéristique, l'ouverture est délimitée par des rebords et l'au moins un volet aérodynamique est jointif de ces rebords en position déployée, et est éloigné de l'un au moins de ces rebords en position escamotée.

Selon une autre caractéristique, le déflecteur aérodynamique présente un bord arrière de fuite, et l'ouverture est ménagée dans ce bord arrière de fuite.

Avantageusement, l'au moins un volet aérodynamique présente une arête arrière qui est libre et qui forme une arête de fuite, cette arête arrière du volet aérodynamique venant dans la continuité du bord arrière de fuite du déflecteur aérodynamique dans la position déployée.

Ainsi, lorsqu'en position déployée, le ou chaque volet aérodynamique et le déflecteur aérodynamique définissent ensemble une ligne de fuite continue.

Dans une réalisation avantageuse, l'au moins un volet aérodynamique comprend au moins deux volets aérodynamiques disposés de part et d'autre d'un plan sagittal du casque de protection, respectivement à droite et à gauche.

Ainsi, sont positionnés au moins deux volets aérodynamiques sur le déflecteur aérodynamique, à droite et à gauche, de sorte que ces volets latéraux peuvent se mouvoir pour réduire la pression latérale en virage à la fois à droite et à gauche. En effet, la forte pression latérale tend à plaquer le volet aérodynamique exposé à une telle pression (selon le sens du virage), raccourcissant ainsi le trajet en intrados, ce qui tend à réduire la traînée et à diminuer le moment de lacet aérodynamique. De la sorte, en virage, l'effort est moindre pour le pilote pour conserver sa tête inclinée hors du champ du pare-brise. Cette version à au moins deux volets latéraux permet donc d'apporter plus de confort au pilote et de réduire sa dépense énergétique, en réduisant l'effet « drapeau » du déflecteur aérodynamique en position de virage.

En situation de ligne droite à haute vitesse, ces volets aérodynamiques pourront également battre de manière oscillante, compensant ainsi l'effet d'oscillation turbulente subi par le casque et son déflecteur aérodynamique. En d'autres termes, en position de ligne droite, ces volets aérodynamiques pourront rester mobiles ou pourront légèrement osciller pour effectuer une fonction d'amortisseur de turbulences, à haute vitesse.

Selon une caractéristique, les au moins deux volets aérodynamiques sont indépendants dans leurs mobilités respectives.

Autrement dit, ces volets aérodynamiques sont indépendants entre la droite et la gauche, de sorte que leurs déplacements respectifs s'adapteront en situation, en fonction des contraintes aérodynamiques subies par le casque.

Selon une possibilité, le déflecteur aérodynamique présente une paroi centrale prolongée à droite et à gauche, de part et d'autre du plan sagittal, par deux flancs latéraux, et les au moins deux volets aérodynamiques sont montés mobiles sur les deux flancs latéraux respectifs.

Selon une autre possibilité, les deux flancs latéraux du déflecteur aérodynamique sont symétriques par rapport au plan sagittal, et les au moins deux volets aérodynamiques sont symétriques par rapport au plan sagittal lorsqu'ils sont en position déployée.

Selon une autre possibilité, les au moins deux volets aérodynamiques présentent des superficies respectives qui sont supérieures ou égales à 50 % des superficies des flancs latéraux du déflecteur aérodynamique.

[Brève description des figures]

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, d'un exemple de mise en œuvre non limitatif, faite en référence aux figures annexées dans lesquelles :

[Fig 1] est une vue schématique de dessus d'un casque selon un exemple de réalisation de l'invention, avec un déflecteur aérodynamique dont les volets latéraux sont en position déployée ;

[Fig 2] est une vue schématique de dessus du casque de la Figure 1, avec un déflecteur aérodynamique dont les volets latéraux sont en position escamotée ;

[Fig 3] est une vue schématique de côté du casque de la Figure 1, avec les volets latéraux en position déployée ; [Fig 4] est une vue schématique de côté du casque de la Figure 1, avec les volets latéraux en position escamotée ;

[Fig 5] est une vue schématique en perspective arrière du casque de la Figure 1, avec les volets latéraux en position déployée ;

[Fig 6] est une vue schématique en perspective arrière du casque de la Figure 1, avec les volets latéraux en position escamotée ;

[Fig 7] est une vue schématique en perspective avant du casque de la Figure 1, avec les volets latéraux en position déployée ; et

[Fig 8] est une vue schématique en perspective avant du casque de la Figure 1, avec les volets latéraux en position escamotée.

[Description détaillée d'un ou plusieurs modes de réalisation de l'invention]

En référence aux Figures, un casque 1 de protection selon un exemple de réalisation de l'invention comprend une calotte 2 rigide en forme générale de calotte sphérique ouverte, destinée à être portée sur la tête d'un porteur et à protéger celle- ci. Cette calotte 2 présente une partie avant 20 présentant une ouverture pour la face du porteur, une telle partie avant 20 pouvant être équipée d'un écran 22 et éventuellement d'une mentonnière 23. Cette calotte 2 présente également une partie arrière 21 sur laquelle est monté un déflecteur aérodynamique 3. Le casque 1 présente un plan sagittal PS qui s'étend verticalement dans la longueur du casque 1 et qui divise le casque 1 en partie droite et partie gauche.

Ce déflecteur aérodynamique 3 est fixé sur la partie arrière 21 de la calotte 2 de manière statique, par exemple par vissage ou tout autre moyen de fixation, qu'il soit amovible ou non. Le déflecteur aérodynamique 3 présente une paroi centrale 30 prolongée à droite et à gauche, de part et d'autre du plan sagittal, par deux flancs latéraux 31 ; ces deux flancs latéraux 31 étant symétriques par rapport au plan sagittal PS du casque 1. Le déflecteur aérodynamique 3 présente une face externe déflectrice 33 qui s'éloigne progressivement de la calotte 2, et présente également une face interne opposée qui fait face à la calotte 2. Le déflecteur aérodynamique 3 présente un bord arrière de fuite 34 (éventuellement courbé), ainsi qu'un bord avant 35 plaqué contre la calotte 2. Comme visible sur les Figures 1 et 2, ce bord avant 35 peut présenter une échancrure 36 au niveau de sa paroi centrale 30, centrée sur le plan sagittal PS du casque 1, de manière à permettre un écoulement partiellement sous la paroi centrale 30 du déflecteur aérodynamique 3. Par contre le bord avant 35 est plaqué contre la calotte 2 au niveau des deux flancs latéraux 31. Selon l'invention, au moins un volet aérodynamique 4 est monté mobile sur ce déflecteur aérodynamique 3, et plus précisément dans l'exemple illustré, deux volets aérodynamiques 4 sont montés mobiles sur le déflecteur aérodynamique 3. Les deux volets aérodynamiques 4 sont montés mobiles sur les deux flancs latéraux 31 respectifs du déflecteur aérodynamique 3, avec donc un volet aérodynamique 4 à droite et un volet aérodynamique 4 à gauche et ainsi disposés de part et d'autre du plan sagittal PS.

Chaque volet aérodynamique 4 est monté mobile dans une ouverture 37 prévue sur le flanc latéral 31 correspondant du déflecteur aérodynamique 3, où cette ouverture 37 est ménagée dans le bord arrière de fuite 34. Ainsi, le déflecteur aérodynamique 3 présente deux ouvertures 37 ménagées dans les deux flancs latéraux 31 respectifs, et chaque ouverture 37 se présente sous la forme d'une échancrure dans le bord arrière de fuite 34. Chaque ouverture 37 est délimitée par des rebords, dont un rebord avant 38 et au moins un rebord latéral 39 (deux rebords latéraux 39 dans l'exemple illustré).

Chaque volet aérodynamique 4 est mobile sur le flanc latéral 31 correspondant en pivotement selon un axe de pivotement 40. Plus précisément, chaque volet aérodynamique 4 présente une arête avant 48 tournée vers l'avant du casque 1 et une arête arrière 44 tournée vers l'arrière du casque 1, ainsi qu'au moins une arête latérale 49 joignant l'arête avant 48 à l'arête arrière 44, et l'arête avant 48 est accouplée en pivotement sur le rebord avant 38 de l'ouverture 37 du flanc latéral 31 correspondant selon l'axe de pivotement 40. L'arête arrière 44 est libre et forme une arête de fuite. L'au moins une arête latérale 49 est également libre. Comme visible sur la Figure 3, l'axe de pivotement 40 présente un angle d'inclinaison Al compris entre 20 et 90 degrés par rapport à une direction longitudinale X du casque 1, et en particulier un angle compris entre 30 et 70 degrés voire entre 30 et 50 degrés ; la direction longitudinale X étant ici définie comme une direction horizontale, comprise dans le plan sagittal PS, lorsque le casque 1 est posé à plat sur une surface horizontale.

L'arête avant 48 est accouplée ou mobile en pivotement sur le flanc latéral 31 correspondant au moyen d'un élément d'articulation (non illustré) reliant le l'arête avant 48 du volet aérodynamique 4 au rebord avant 38 de l'ouverture 37 du flanc latéral 31 correspondant. Cet élément d'articulation peut être une membrane souple, par exemple réalisée dans une matière élastomère ou une matière textile, qui joint l'arête avant 48 du volet aérodynamique 4 au rebord avant 38, et le pivotement se fait par déformation ou pliage de cette membrane souple. En variante, cet élément d'articulation peut être une charnière mécanique comprenant deux charnons mécaniquement couplés en rotation par un axe physique de rotation, de tels charnons étant fixés respectivement sur l'arête avant 48 du volet aérodynamique 4 et sur le rebord avant 38 de l'ouverture 37 concernée. Dans une autre variante, cet élément d'articulation peut être une ligne de pliage déformable élastiquement, comme par exemple une ligne de moindre épaisseur, formée dans une matière continue entre le volet aérodynamique 4 et le déflecteur aérodynamique 3, de sorte que ce volet aérodynamique 4 et ce déflecteur aérodynamique 3 sont réalisés d'un seul tenant ou d'une seule pièce.

Il est à noter que chaque volet aérodynamique 4 est monté librement mobile sur le déflecteur aérodynamique 3 et que ces deux volets aérodynamiques 4 sont indépendants dans leurs mobilités respectives, afin d'être mobiles indépendamment sous la seule action d'un flux d'air circulant le long de la calotte 2 et du déflecteur aérodynamique 3.

De plus, chaque volet aérodynamique 4 présente une superficie qui est supérieure ou égale à 50 %, voire supérieure ou égale à 65 %, de la superficie du flanc latéral 31 correspondant du déflecteur aérodynamique 3.

Chaque volet aérodynamique 4 est donc mobile entre une position escamotée (visible sur les Figures 2, 4, 6 et 8) et une position déployée (visible sur les Figures 1, 3, 5 et 7), chaque volet aérodynamique 4 se déployant de la position déployée vers la position escamotée sous l'effet d'efforts aérodynamiques générés par un flux d'air circulant le long de la calotte 2 et du déflecteur aérodynamique 3. Par ailleurs, chaque volet aérodynamique 4 est mobile entre la position déployée et la position escamotée, et inversement, de manière continue ou progressive, autrement dit sans à- coup.

Chaque volet aérodynamique 4 est en position déployée au repos, en l'absence de flux d'air circulant le long de la calotte 2 et du déflecteur aérodynamique 3. Aussi, et bien que non illustré, il est avantageux que chaque volet aérodynamique 4 soit couplé à au moins un élément de rappel élastique qui sollicite le volet aérodynamique 4 vers un retour en position déployée. Un tel élément de rappel élastique peut par exemple comprendre un élément compressible à retour élastique, qui est compressé par le volet aérodynamique 4 lorsqu'il se déplace en direction de la position escamotée ; cet élément compressible à retour élastique étant à titre d'exemple illustratif et non limitatif un ressort ou une couche de matière compressible à retour élastique, comme une matière élastomère ou une mousse.

Comme visible sur les Figures 1, 3, 5 et 7, lorsqu'en position déployée, chaque volet aérodynamique 4 ne saille pas extérieurement vis-à-vis de la face externe déflectrice 33 du déflecteur aérodynamique 3, et plus précisément chaque volet aérodynamique 4 s'étend dans le prolongement de la face externe déflectrice 33 pour assurer une continuité aérodynamique avec le déflecteur aérodynamique 3. Ainsi, en position déployée, chaque volet aérodynamique 4 ferme l'ouverture 37 correspondante, de sorte que le volet aérodynamique 4 est jointif des rebords 38, 39 de l'ouverture 37. Autrement dit, en position déployée, la ou chaque arête latérale 49 du volet aérodynamique 4 est jointive de la ou des rebords latéraux 39 de l'ouverture 37. Par ailleurs, en position déployée, l'arête arrière 44 du volet aérodynamique 4 vient dans la continuité du bord arrière de fuite 34 du déflecteur aérodynamique 3. Il est à noter que les deux volets aérodynamiques 4 sont symétriques par rapport au plan sagittal PS lorsqu'ils sont en position déployée.

Bien que non illustré, il est avantageux de prévoir, pour chaque volet aérodynamique 4, au moins une butée haute d'arrêt sur le déflecteur aérodynamique 3 ou sur le volet aérodynamique 4 pour stopper le volet aérodynamique 4 en position déployée, de sorte qu'il ne saille pas extérieurement de la face externe déflectrice 33. A titre d'exemple non limitatif, une telle butée haute d'arrêt peut se présenter sous la forme d'un décroché au niveau d'une arête latérale 49 du volet aérodynamique 4, propre à venir en arrêt contre le rebord latéral 39 correspondant de l'ouverture 37.

Comme visible sur les Figures 2, 4, 6 et 8, lorsqu'en position escamotée, chaque volet aérodynamique 4 est rabattu ou rapproché en direction de la calotte 2, comparativement à la position déployée, pour ouvrir un passage de circulation d'air en- dessous du déflecteur aérodynamique 3. Autrement dit, en position escamotée, chaque volet aérodynamique 4 a pivoté (par rapport à la position déployée) de sorte que l'arête arrière 44 s'est rapprochée de la calotte 2. Ainsi, en position escamotée, chaque volet aérodynamique 4 ouvre partiellement l'ouverture 37 correspondante, de sorte que le volet aérodynamique 4 est éloigné du ou des rebords latéraux 39 de l'ouverture 37. Autrement dit, en position escamotée, la ou chaque arête latérale 49 du volet aérodynamique 4 est décalée vers le bas (en direction de la calotte 2) par rapport au ou aux rebords latéraux 39 de l'ouverture 37. Par ailleurs, en position escamotée, l'arête arrière 44 du volet aérodynamique 4 est passée sous le bord arrière de fuite 34 du déflecteur aérodynamique 3. Bien que non illustré, il est avantageux de prévoir, pour chaque volet aérodynamique 4, au moins une butée basse d'arrêt sur la calotte 2 ou sur le volet aérodynamique 4 pour stopper le volet aérodynamique 4 en position escamotée.