SEMELLES DE CHAUSSURES INTELLIGENTES EQUIPEES POUR MAÎTRISER LES TROUBLES NEUROPSYCHOMOTEURS DES INDIVIDUS.

DOMAINE DE L'INVENTION

Un objet électronique intelligent, signifie qu'il partage des informations avec un autre objet intelligent ceci sans avoir forcément besoin de liaisons fïlaires entre les appareils, l'échange de données pouvant se faire avec ou sans contact par des moyens de transmission en Radio - Fréquence selon différentes normes (Bluetooth®, Wifi, ...).

L'invention est un dispositif autonome intelligent qui procure un plus grand confort et un meilleur bien être pour les individus, personnes ayant des troubles neuro - psychomoteurs mais qui permet aussi d'accélérer les modes de récupération après tout effort sportif provoquant une fatigue physique. Le dispositif de l'invention s'applique plus particulièrement pour les personnes âgées, résolvant en grande partie la problématique des chutes qui deviennent de plus en plus fréquentes avec l'âge mais aussi pour certains sportifs qui sont à la recherche d'une amélioration de leur temps de récupération après effort.

Il s'agit d'un dispositif vibratoire intégré dans des semelles de chaussures qui sont connectées pour être programmées afin de développer des fonctions à caractère thérapeutique essentiellement de confort et de bien être sur les individus qui en sont équipés. PRÉAMBULE (ART ANTÉRIEUR)

Des études cliniques de neurosciences et de sarcopénie sur l'aggravation des performances physiques des individus ont été réalisées sur des personnes équipées de ces semelles intelligentes. Les résultats concernent principalement un traitement thérapeutique qui ressort d'un processus sous-jacent de motricité de l'individu car il s'attaque par exemple à la problématique des chutes avec séquelles traumatisantes liées à des pertes d'équilibre de ces personnes. Cette thérapie externe contribue à améliorer leur confort et leur état de santé, notamment l'instabilité posturale liée à l'âge.

Le postulat de base de plusieurs scientifiques est décrit dans les publications de la conférence du Gériatrie Research Education and Clinical Centers (10 : 2006), du Journal of Physiology (532 (3) : 2001), du Journals of Gerontology (9 et 12 : 2005) et du Journal of Rehabilitation Research and Development (45 (9) : 2008). Il stipule que des vibrations mécaniques à basse fréquence au niveau de la plante des pieds stimulent les centres corporels de l'équilibre et raffermissent ainsi la posture du patient mais aussi permettent de réduire des tensions musculaires des membres inférieurs et des troubles pathologiques similaires.

Dans les marchés de la santé, du bien-être et du confort, les cibles et les applications concernent les domaines de la podologie pour des traitements posturaux notamment chez les personnes âgées et les patients diabétiques, dans le but de réduire ainsi les risques de chutes et d'accidents tout en permettant également la relaxation et la récupération après un effort physique soutenu. D'après l'Organisation Mondiale de la Santé (OMS) et dans une publication du Journal of the American Geriatrics Society (50 (5) - 2002), sont considérés comme âgées les personnes de plus de 65 ans. L'espérance de vie ne cesse d'augmenter, on estime que d'ici 2050 le pourcentage de la population mondiale âgée de plus de 60 ans doublera, passant ainsi de 605 millions à deux milliards d'individus.

Chez ces personnes âgées, les chutes sont la première cause de décès accidentels et ont des conséquences qui peuvent être souvent majeures car elles sont de nature :

- traumatiques : fracture de la hanche, col du fémur, ...

- psychologiques : peur de la chute, syndrome «post-chute». L'après-chute conditionne la personne âgée dans toutes ses activités : perte d'adaptation et diminution des capacités physiques.

Les chutes sont donc à l'origine de nombreuses hospitalisations et de la perte d'autonomie des individus ce qui est une des causes majeures de l'entrée en maisons spécialisées (institutions).

Ceci représente un coût annuel estimé à 2 milliards d'Euros rien qu'en France.

Pour toutes ces raisons, la prévention des chutes constitue aujourd'hui un objectif prioritaire en santé publique. En effet, le vieillissement provoque notamment une baisse de la masse musculaire, donc des forces de la personne, une fatigue plus importante et une détérioration des fonctions sensorielles (audition, vision, sensibilité cutanée) nécessaires à l'équilibre. Plus particulièrement, le vieillissement est associé à une atrophie corticale, une diminution de l'excitabilité et de la plasticité corticale aboutissant à des déficits mesurables des facultés cognitives ainsi que des fonctions de différentes sensations qui proviennent de plusieurs régions du corps humain dites «somato-sensorielles» et des fonctions motrices. Lorsque l'on regarde plus spécifiquement les aspects de sensation somatique, le vieillissement conduit progressivement à une dégénérescence des fibres nerveuses autant motrices que sensorielles, ce qui, à terme, entraîne une perte de sensibilité des récepteurs neuronaux et notamment des récepteurs cutanés de la voûte plantaire que l'on nommera récepteurs plantaires. Si ces récepteurs sont atteints, ils induisent des pertes d'information affectant ainsi le contrôle postural et augmentant le risque de chute et de dépendance de cette population dont la faiblesse musculaire est en partie due à une défaillance dans la capacité du système nerveux à activer les neurones moteurs. Tout ceci est rapporté dans de nombreux documents scientifiques et décrit dans des publications telles que celles des revues Le Lancet (362, 2003) et Armais of Neurology (50, 2006), du Journal Current Aging Science (4 (3), 2011), du NeuroReport (13 (15), 2002) et dans la conférence de l'International Academy on Nutrition and Aging (06, 2015).

Une subtile application de vibrations mécaniques bien adaptées et effectuée au niveau de la plante des pieds stimule les centres neuronaux de l'équilibre, en raffermissant ainsi la posture et en améliorant le contrôle de l'équilibre notamment chez les personnes âgées et les patients diabétiques. Si l'on sensibilise à nouveau les récepteurs de la voûte plantaire, l'équilibre, debout pendant la marche, sera amélioré, c'est un des objets principaux de la présente invention.

Cette stimulation vibratoire sous le pied assure donc un meilleur contrôle de l'équilibre postural. Ceci est expliqué en détail dans les Annales Neurologiques (59, 2006) et dans le Journal of Rehabilitation Research & Development (45, 9, 2008). Dans les domaines d'activité du Sport et de la Santé, il est connu que pour atteindre un niveau de performance optimal, l'athlète doit réaliser de nombreuses séances d'entraînement, le plus souvent à des intensités maximales. Cependant, la répétition de ces efforts induit inévitablement une fatigue, qui se traduit par une diminution des performances (Acta

Physiologica Scandinavica (100, 1997); Medicine & Science in Sports & Exercise (39, 2007). Après la compétition, l'athlète va aussi chercher à récupérer au plus vite. Ainsi, dans le but d'accélérer la restauration de la performance maximale, le choix d'une récupération adéquate s'impose (études de Medicine & Science in Sports & Exercise (4, 1996) ;

International Journal of Sports Medicine (25, 2004)). Les résultats des études scientifiques qui sous-tendent ces processus de récupération par des applicateurs neurobiologiques vibratoires sont évoqués dans le Journal of Biomechanics (49, 2016) mais aussi sont en cours de publication scientifique (2017) par l'inventeur de ce brevet. Ils sont indiqués avec

l'utilisation de dispositifs de laboratoire qui ne sont pas directement applicables tels quels dans les semelles intelligentes qui font l'objet de l'invention.

Dans ce contexte général, l'invention résout en grande partie les problèmes de troubles neuro-psychomoteurs par l'utilisation de semelles engendrant des vibrations qui entraîne une stimulation des récepteurs de la voûte plantaire. Il en résulte une amélioration de la détection et de la transmission des signaux au cortex cérébral, de façon à faciliter l'intégration somato - sensorielle et donc la régulation des oscillations posturales et d'un rééquilibrage de la circulation sanguine dans les membres inférieurs.

En d'autres termes, cela signifie que les vibrations, dans une gamme de basses fréquences déterminée, au niveau de la plante du pied, stimulent les centres de l'équilibre, permettent le maintien postural et facilitent la récupération après un effort physique soutenu.

L'invention ci-après décrite qui découle des résultats des recherches précédents trouve donc des applications dans le système somato - sensoriel en s 'appuyant sur les récepteurs sensoriels superficiels (cutanés) et profonds (musculo-ostéo-tendineux et articulaires).

Plus précisément, l'invention s'inscrit comme un moyen de recadrer la proprioception et la sensibilité touchées par le vieillissement qui seraient en grande partie responsables des chutes des personnes âgées et ceci en partant d'une intervention sur le système somato-sensoriel tactile du pied, qui émulé par des vibrations externes, va jouer un rôle majeur dans le maintien postural et contribuer à toute forme de relaxation des muscles après un effort physique.

Le fonctionnement du système neuro psychomoteur s'explique par les moyens

physiologiques appartenant au corps humain ce qui est représenté sur la Figure 1.

Les récepteurs de la voûte plantaire recl sont des récepteurs sensoriels très sensibles aux vibrations, ils détectent un stimulus mécanique et le convertissent en énergie

électrochimique de façon à pouvoir être véhiculée vers les neurones.

Ces récepteurs sont la première étape nécessaire pour détecter et transmettre le message nerveux par les voies de transmission dites afférentes af, ils sont assimilés dans la présente invention à des moyens physiologiques et sont reliés au système nerveux central ce par les fibres nerveuses. C'est le point d'entrée pour maintenir l'équilibre. Une perte de sensibilité extéroceptive de ces récepteurs est à l'origine du déséquilibre chez les personnes âgées.

Ces fibres nerveuses sont de gros diamètre, elles véhiculent rapidement les informations des récepteurs recl vers le système nerveux central ce. Si elles véhiculent moins rapidement l'information quand elles sont endommagées ou moins sensibles, les réponses posturales au mouvement du corps sont différées. Le centre de gravité bouge alors plus vite et plus loin et revient en position initiale plus lentement provoquant le déséquilibre. Ce type de fibre voit leur nombre et leur efficacité diminués avec l'âge, ce qui ralentit la transmission des influx nerveux.

L'individu ayant des troubles neuro psychomoteurs ressent moins les sensations, distingue plus difficilement les stimulations cutanées et réagit plus lentement à ces excitations. Ces modifications physiologiques expliquent donc que l'information sensitive véhiculée des récepteurs vers le système nerveux central, est dégradée. Le cerveau ce et plus précisément sa région du cortex somesthésique cos, qui reçoit des informations venant de la surface du corps dont les qualités sont diminuées, ce qui provoque une baisse de capacité du cortex moteur com à activer les fibres motrices conduisant à un écart de la réponse par rapport à la réponse attendue. Cet écart, s'il est trop important, provoque une perte d'équilibre pouvant entraîner une chute.

Pour maintenir la posture, le cortex somesthésique cos, le cortex moteur com et le cervelet cerv sont en étroites relation. Ils contrôlent les activités musculaires agonistes et antagonistes de façon à avoir une réponse cohérente. Ils modulent l'amplitude, la force, la vitesse et la direction du mouvement et participent à la coordination des mouvements et de la posture. Le cortex moteur com intègre les informations du système somesthésique du cerveau ce et du cervelet cerv et dirige la réponse motrice adaptée au contexte avec exécution cohérente des mouvements et de la posture.

Pour transmettre les signaux moteurs aux récepteurs rec2 des muscles, les axones du cortex moteur com rejoignent la moelle épinière me et le tronc cérébral par des voies dites de transmission efférentes ef.

La morphologie des axones est détaillée dans la Figure ld. Us conduisent les influx nerveux depuis le noyau cellulaire noy jusqu'aux extrémités en forme de terminaisons branchues ter. Ils véhiculent les informations du cortex moteur com vers la moelle épinière me et le tronc cérébral à l'aide de plusieurs faisceaux nerveux jusqu'aux différents muscles concernés mus. Cette voie efférente ef de transfert de signaux neuronaux contribue ainsi au maintien de l'équilibre et de la posture de l'individu.

Le schéma du parcours des flux nerveux afférents af (circuits d'émission) dessiné en en ligne pointillée discontinue et des flux efférents ef (circuits de réception) en ligne continue, des récepteurs (rec 1 ou 2) vers ou depuis le cortex cérébral pour repositionner le centre de gravité de la personne physique, a donc été rappelé en détail comme on vient de le voir grâce au dessin général de la Figure 1.

En ce qui concerne les sportifs, dans le but d'accélérer la restauration de leur performance maximale, le choix d'une récupération active est privilégié. Le mode de récupération repose sur une augmentation du flux sanguin initiée par un mécanisme de pompe musculaire.

En effet, la contraction des muscles du mollet, en comprimant les nombreuses veines dont ils sont dotés, chasse très efficacement le sang veineux vers le cœur, permettant ainsi une augmentation du flux sanguin. L'augmentation du flux veineux dans les membres inférieurs s'accompagne donc d'une augmentation du flux artériel facilitant l'apport d'oxygène et de nutriments et cela permet également d'évacuer les métabolites (plus couramment appelés toxines) accumulés lors de l'effort.

De nombreuses études prouvent qu'une récupération active permet, dans certains cas, de restaurer la performance maximale plus rapidement qu'une récupération passive avec élimination de composés comme le lactate par exemple.

Grâce à leurs fréquences vibratoires, les signaux émis par les chaussures avec semelles vibrantes sollicitent les commandes motrices des muscles jambiers avec pour conséquence de permettre la contraction de ces différents muscles et d'améliorer la circulation sanguine.

Lors des phases de récupération, les sportifs, qui s'équipent de semelles vibrantes avec les dispositifs électroniques intelligents qui font l'objet de l'invention, vont ressentir une amélioration de leur condition physique due à une meilleure circulation du sang dans leurs jambes provoquant une évacuation des métabolites néfastes produites durant l'effort physique. Tout ceci permet en final une récupération physique grandement facilitée pour les sportifs.

En résumé, le pied joue un rôle fondamental dans l'équilibre du corps et intervient dans de nombreuses fonctions motrices. Ce rôle provient notamment des récepteurs qui détectent les informations du corps et de l'environnement prévenant des oscillations corporelles. A partir de là, s' enchaînent plusieurs processus physiologiques pour transmettre, intégrer, analyser et apporter la meilleure réponse motrice pour notamment compenser la perte d'équilibre ou la récupération physique après effort soutenu. D'autres applications peuvent également découler de la présente invention.

Il est connu que, dans le domaine de la santé, des dispositifs intelligents munis de circuits électroniques embarqués ont été expérimentés pour permettre de rétablir l'équilibre des personnes âgées en s' appuyant sur le concept dit de résonance stochastique. Mais tous ces premiers dispositifs ne contribuent pas à un confort aussi développé que celui que procure la présente invention qui est ci-après décrite.

On connaît déjà, notamment dans les documents WO 2010-079207A1, US 2004 / 173220 Al, US 7 210253 une chaussure dont la semelle intérieure est équipée d'un dispositif vibrant, un accumulateur électrique et un système de commande électronique. Les brevets US 5 592 759 ; 7 152 345 et 0 161 734 s'attachent à protéger la fabrication de chaussures comprenant un système électronique vibratoire, c'est à dire un moteur de pulsations/vibrations activé par un courant électrique mais dont les commandes sont manuelles. Le brevet US 2006/174522 revendique un processus pour un massage électromagnétique délivré par des chaussures équipées d'éléments électriques conducteurs. Tous ces dispositifs réalisent à basse fréquence, un massage par des ondes électromagnétiques à un pied ou globalement au travers des deux pieds. Dans tous ces cas, il s'agit d'applicateurs vibratoires utilisés dans la thérapie et les soins de personnes âgées et de patients diabétiques afin d'améliorer le maintien postural ou de réduire des tensions musculaires et des troubles pathologiques similaires mais dont l'efficacité n'a pas été démontrée ce qui est différent des résultats obtenus avec l'application du dispositif de la présente invention. Par ailleurs, ces systèmes et dispositifs sont intrinsèquement rigides car ils sont établis avec des programmations figées et peu évolutives et présentent des applications relativement restreintes avec pas de possibilités d'extension vers des utilisations en temps réel.

H est aussi connu des brevets FR 2951566 et FR 2982130 ainsi que des brevets US 2004 0173220 Al, US 2006 7152345, US 2008 0161734 Al et WO 2014 169151 Al, des systèmes et dispositifs avec objets connectés pour des applications dans le domaine de la santé, du confort et du bien être.

Un autre brevet US 2012 0186101 Al revendique l'application d'un dispositif de massage de toutes les parties du pied et met en avant la connexion sans fil Bluetooth® opérée par un téléphone mobile.

Le brevet FR 3042705 détaille le cœur d'un nouveau dispositif intelligent avec des objets connectés dont le pilotage s'effectue de façon simplifiée en temps réel avec extension des applications dans la santé, notamment dans le secteur du bien être, du confort mais aussi de la récupération sportive.

Nous citerons aussi le document WO 2006 014622 qui présente une invention qui concerne une chaussure comprenant uniquement un appareil de récupération d'énergie piézoélectrique par polarisation électrique sous contrainte mécanique dans l'élément de semelle alors que le brevet FR 564650 et le document WO 2004 014214 dans une version plus complexe décrivent des éléments de système de recharge de micro piles électriques par utilisation d'une technologie de courant inductif.

Enfin, les documents US 8970054 et US 9716419A2 proposent des systèmes mécaniques incorporés dans des chaussures de marche pour créer des courants électriques capables de recharger des mini batteries par récupération de l'énergie pendant que les phases actives des utilisateurs (marche, course, ...).

Pour toutes ces inventions qui utilisent des commandes sans fil (depuis téléphone portable par exemple) des autorisations de développement d'applications sont accordées aux fabricants. A ce titre, l'homme de métier doit prendre en considération les critères décrits dans les documents US2001047125, EP1895895, PCT WO20010145014 et WO2005078248 qui sont complétés par les méthodes et appareils de santé et de maladie combinant la surveillance de données du patient avec la connectivité internet sans fil.

Contrairement aux différents brevets cités, notre invention traite d'un point non résolu dans l'art antérieur avec une technologie originale de transfert vibratoire entre le dit dispositif et les parties sensitives de la voûte plantaire.

La présente . invention apporte des nouvelles fonctionnalités, notamment, elle prend en compte la notion de seuil de perception des vibrations par le patient sous sa voûte plantaire, cette sensibilité cutanée devient alors un indicateur majeur de l'individu pouvant être interprété et prescrit par un praticien de santé.

La structure particulière des dispositifs de notre invention et le rôle que joue la fine membrane contribuent à une différentiation importante par rapport aux documents

précédemment cités dans cet art antérieur récent. Tous ces critères font l'objet de la description précise de l'invention qui suit. Les figures servant à la compréhension de l'invention sont : Figure 1, planche 1/6 : vue en coupe des parcours afférents (circuit d'émission) et efférents (circuits de réception) du flux des récepteurs vers le cortex cérébral et son retour vers les récepteurs du corps humain (Art antérieur).

Figure ld, planche 1/6 : détail de la morphologie d'un axone (Art antérieur).

Figure 2, planche 2/6 : vue de dessous des deux semelles la et lb correspondant à chaque pied comportant le dispositif vibratoire émulant la voûte plantaire.

Figure 3, planche 3/6 : vue en coupe d'une semelle comportant le dispositif vibratoire 1 émulant la voûte plantaire.

Figure 3 a, planche 3/6 : vue en coupe du détail du positionnement du vibreur 2a sous la membrane 7. Figure 3b, planche 3/6 : vue en coupe du dispositif de protection 9 de la batterie et des composants électroniques.

Figure 4, planche 4/6 : vue de dessus d'une semelle comportant 15 points de mesure pour vérifier à l'aide d'accéléromètres de surface l'étalement des vibrations sur toute la surface, les vibreurs étant respectivement fixés en dessous de la membrane aux points ε, ζ et μ.

Figure 5, planche 5/6 : vue en coupe d'une chaussure 20 contenant le dispositif de l'invention 1 dans sa semelle et chaussant le pied d'un individu utilisant la dite invention.

Figure 6, planche 6/6 : vue de dessus d'un tapis inductif 6 de rechargement de la batterie par positionnement des semelles intelligentes la,b sur ledit tapis.

DESCRIPTION

H s'agit de semelles de chaussures intelligentes qui se caractérisent par le fait qu'elles comprennent les moyens et équipements suivants:

- au moins trois vibreurs spécifiques 2a,b,c,

- une carte électronique adaptée 3,

- une alimentation électrique consistant en au moins une batterie 4 rechargeable de façon classique notamment par un adaptateur de chargement électrique ou par un chargeur inductif 5 depuis un tapis 6 qui permet le transfert d'énergie électrique ou auto-rechargeable par un dispositif piézo - électrique ou selon une technologie de transfert d'énergie mécanique pouvant générer de l'électricité,

- une membrane particulière 7 posée sur un corps de semelle en matériau rigide 10.

Ces moyens et équipements autonomes sont pilotés par des logiciels spécifiques et sont combinés pour permettre de générer des vibrations mécaniques sous la voûte plantaire, sur demande ou décision des individus, personnes ayant des troubles neuro - psychomoteurs (personnes âgées ou patients diabétiques) qui portent les semelles situées dans leurs chaussures.

Les vibrations mécaniques sont aussi transmises par les semelles intelligentes des sportifs qui recherchent les effets bénéfiques de l'invention pour améliorer la récupération après des efforts physiques soutenus avec accumulation des toxines principalement liées à la fatigue de l'exercice.

Démontrées lors de nombreuses expérimentations in vivo, ces vibrations mécaniques ont pour effets de compenser la déficience permanente ou passagère de ces individus en leur permettant de récupérer un confort qu'ils avaient perdu.

Dans l'invention ci-après décrite, les émetteurs de vibration 2 a,b,c sont des vibreurs spécifiques qui sont des moteurs de basse énergie avec un oscillateur central 13, excités simultanément par la tension de la batterie électrique 4 au travers d'ordres numériques transitant par les composants de la carte électronique 3. Us permettent de transmettre des signaux vers les récepteurs de la voûte plantaire grâce à la membrane 7 qui distribue les vibrations avec une cartographie adaptée aux récepteurs du pied ce qui présente une distribution homogène des champs vibratoires.

Ces vibreurs 2a,b,c sont composés de disques de petit diamètre (inférieurs à 10 millimètres), de faible épaisseur (inférieure à 5 millimètres) et d'une masse très légère (inférieure au gramme). Leur taille, masse et encombrement rendent leur implantation compatible avec leur intégration dans la semelle de chaussure 1 elle même de faible épaisseur (voisine du centimètre).

Les dits vibreurs 2a,b,c sont placés sous la membrane 7 qui est la surface en contact avec la voûte plantaire et ce, de façon solidaire afin de la faire vibrer. Il existe un espace libre 12 qui doit être judicieusement défini pour permettre au vibreur de fonctionner sans contrainte dans cet espace libre. Ceci est une des particularités de l'invention.

Des attaches filaires protégées 14 assurent la liaison physique entre les vibreurs 2a,b,c et les éléments électroniques de la carte 3 laquelle est reliée à la batterie électrique 4.

Les vibreurs 2a,b,c délivrent des signaux périodiques à basses fréquences (entre 5 et 250 Hz) avec des accélérations paramétrables en puissance modulée pouvant atteindre des vitesses de rotation de 11 000 tours/minute pour seulement 5 Volts d'alimentation.

La tension d'alimentation des vibreurs 2a,b,c est délivrée en simultané par la programmation des logiciels de la carte électronique 3 avec une progressivité d'alimentation linéaire comme le montre les données rassemblées dans le Tableau 1 Tableau 1 : Progressivité de la montée en tension d'alimentation des vibreurs 2a,b,c et fréquences vibratoires correspondantes.

La consommation de l'oscillateur mécanique central 13 reste faible (inférieure à 100 mA) pour seulement une tension d'alimentation maximale de 5 Volts.

La carte électronique 3 est un dispositif à électronique embarquée composé d'éléments électroniques programmés en intelligence artificielle et connectés par des liaisons filaires utilisant le connecteur Universal Sériai Bus (USB) 8 ou par tout autre mode de transmission numérique avec des liaisons sans fil (notamment : Wifi, Bluetooth®, ...).

Parmi les composants électroniques, un micro - contrôleur bien spécifique de 8 bits

ATmega328P intègre une technologie de faible puissance ce qui offre une consommation ultra faible et des modes de veille à faible consommation.

La carte électronique 3 peut s'activer selon une des deux formes et outils de configuration numérique :

- soit en mode sans fil Bluetooth® ou Wifi qui conjugue en bi - directionnel des consignes en temps réel avec des signaux de puissance vibratoire transmis aux vibreurs 2a,b,c.

- soit de type radio - fréquence venant de la télécommande 18 pour transmettre des ordres de mise en marche et d'arrêt aux vibreurs 2a,b,c.

Les séquences de fonctionnement autorisent des consignes individuelles sur chaque semelle ou des exécutions en duo de celles-ci. Ceci est une autre particularité de l'invention. Les dispositifs électroniques miniaturisés sont entièrement intégrés dans la carte électronique 3 et reliés aux périphériques 4, 5 et 8.

La carte électronique 3 et ses périphériques attachés 4,5 et 8 sont placés dans un dispositif de protection 9 qui est une gaine solide, souple, étanche, protectrice et résistant à des environnements sévères tels que : agressions mécaniques, humidité, chaleur et plus particulièrement aux forces de pression en compression issues des diverses positions de l'utilisateur : repos, station debout et marche de l'individu. La structure alvéolaire légère de la gaine 9, de préférence de type nid d'abeilles traité, assure une protection physique robuste dans tous les environnements agressifs.

A titre d'exemple, parmi les essais expérimentaux in vivo pour déterminer les caractéristiques physiques des assemblages qui assureront les conditions optimales d'application, il a été retenu une force pour l'utilisation des semelles au repos de 200 Newtons, une force de 770 Newtons lors des positions debout de la personne et une force maximale de 850 Newtons en situation de marche ou de mouvement. Ces résultats sont obtenus après normalisation pour un poids et une taille d'un utilisateur adulte de taille et poids moyens, s'agissant de forces qui s'exercent principalement en vertical sur les deux semelles.

II a été aussi tenu compte des contraintes de fatigue et d'agressivité dans des milieux chauds et humides et ceci au cours du temps. Pour résoudre ces problèmes, la gaine de protection 9 est fabriquée dans des matériaux totalement étanches qui de plus présentent des hautes performances en fatigue pour protéger le fonctionnement plus particulièrement de la carte électronique 3, de la batterie 4 et des périphériques 5 et 8.

L'alimentation électrique rechargeable 4 est constituée d'une batterie de préférence lithium-polymère. Cette batterie peut subir de fortes contraintes mécaniques qui pourraient , affecter la sécurité du dispositif électronique. Elle est donc prévue pour fonctionner dans un espace non contraint entouré d'une protection mécanique rigide et étanche, la gaine 9.

La batterie 4 respecte les caractéristiques d'un accumulateur d'énergie sans affaiblir des caractéristiques de vieillissement. Elle est donc protégée pour résister aux sollicitations dynamiques telles que chocs et amortissements correspondant aux efforts transmis dans les semelles la et 1 b ceci dans chacune des chaussures 20 chaussant les pieds de l'individu qui s'en est équipé.

La batterie électrique 4 est d'une capacité énergétique permettant une autonomie de marche du dispositif vibratoire 1 d'au moins deux heures de marche ; elle est rechargeable selon l'un des quatre modes suivants :

- par connexion USB 8 à un ordinateur ou à une tablette numérique ou directement avec un adaptateur électrique sur le secteur 220 Volts et tout ceci via la carte électronique 3, - par induction avec son dispositif de transfert électro magnétique 5 depuis le tapis chargeur 6 avec une durée de chargement ne dépassant pas les deux heures de temps,

- par un système de production d'électricité avec des dispositifs piézo - électriques,

- par un processus électro - mécanique de génération d'électricité pour auto-recharger la batterie 4.

Tous ces moyens sont choisis pour assurer une faible consommation de l'oscillateur mécanique central 13 pour lui conférer une capacité énergétique suffisante qui peut atteindre les 2 heures d'autonomie de fonctionnement des vibreurs, ce qui correspond à une durée de marche conséquente avant rechargement. Dans un mode de réalisation préférentiel, la fine membrane rigide 7 est particulière, elle a une forme ergonomique adaptée proche de celle d'une semelle en cuir classique et elle se caractérise par des performances spécifiques telles que décrites ci-après.

Cette membrane 7 a une souplesse suffisante liée à son épaisseur inférieure à 1 mm et à sa nature de préférence en polyuréthane. Ce type de matériau est apte à transmettre de façon unique et homogène un champ de vibrations sans le dénaturer dans une configuration de propagation des ondes vibratoires dans le plan lequel est homothétique à celui de la voûte plantaire de la personne qui utilise la semelle.

Tout autre matériau n'a pas la capacité de restituer aussi correctement un tel champ de fréquences vibratoires et ne peut donc pas faire fonctionner le dispositif de l'invention. Les vibrations des 3 vibreurs 2a,b,c sont transmises par la fine membrane 7 qui agit comme une «peau de tambour» tendue.

Le champ d'expérimentation décrit ci-après a montré qu'il n'y avait pas d'atténuation de l'amplitude des signaux transmis au travers de la membrane 7 et que sa paroi extérieure transmettait parfaitement la gamme de fréquences requises pour l'application du dispositif de l'invention. La membrane 7 présente un bon coefficient de transmission d'ondes vibratoires de faibles fréquences lesquelles peuvent atteindre 250 Hz.

Le Tableau 2 ci-après rapporte les valeurs des fréquences vibratoires mesurées sur 15 points, indiqués de a à o, en partie supérieure de la membrane alors que les vibreurs étaient fixés comme indiqué dans le schéma de la Figure 4 sous la membrane aux points ε, ζ et μ et étant soumis à des voltages variant jusqu'à 5 Volts ce qui permet de couvrir une gamme de fréquences ciblées allant jusqu'à 250 Hz.

Tableau 2 : Données expérimentales sur la cartographie de la membrane 7.

Le signal vibratoire unique et homogène est transmis sous toute la voûte plantaire de la personne (points indiqués de a à o) avec un écart type inférieur à 2% par rapport à la vibration moyenne comme le prouvent les enregistrements expérimentaux utilisant des accéléromètres de surface.

La Figure 4 illustre le positionnement topographique des résultats de mesure de la

propagation des vibrations issues des 3 vibreurs 2a,b,c et se propageant sur la surface de la membrane 7 alors que la relation entre le signal électrique émis (source) et le signal vibratoire propagé (Hertz) en chaque point de la membrane ressort des indications rapportées dans le Tableau 2.

Il a donc été vérifié que par transmission vibratoire, la membrane particulière 7 est apte à transmettre de façon unique et homogène un champ de vibrations stabilisé.

Cette homogénéité des vibrations en surface de la membrane 7 résulte aussi des différents modes de fixation qui prennent en compte :

- la nature de l'attache physique et la localisation des vibreurs 2a,b,c sous la membrane 7,

- la fixation de la membrane ergonomique 7 qui est supportée par le pourtour du matériau peu compressif que constitue le corps de la semelle en matrice rigide 10.

La fine membrane 7 permet de figurer une cartographie d'état vibratoire stable et homogène sur toute sa surface en contact avec le pied ce qui constitue ici un critère particulièrement innovant.

Cette particularité de l'invention est très importante pour assurer un transfert parfait entre le dispositif vibratoire de l'invention et la voûte plantaire de l'utilisateur. Une autre des particularités spécifiques de l'invention est que l'utilisateur peut enregistrer son seuil de perception des vibrations sous sa voûte plantaire en utilisant le dispositif de l'invention.

Cette fréquence vibratoire de sensibilité cutanée représente la signature numérique de l'individu, cet indicateur thérapeutique pouvant être interprété et prescrit par un praticien de santé.

Une des variantes de l'invention consiste à alimenter chaque vibreur 2 avec une tension d'alimentation qui lui serait propre et qui serait différente de celle des autres vibreurs. Ceci permet de créer une zone couverte par des fréquences de résonance issues d'une interactivité entre les signaux de chaque vibreur et qui conduit à l'obtention de plusieurs zones vibratoires non homogènes sur la membrane 7.

Cette conversion résulte d'une programmation très spécifique des logiciels de la carte électronique 3 et vise à l'application de ces semelles intelligentes pour des stimulations de type réflexologiques sous la plante des pieds. Notamment sont plus particulièrement créées les trois zones neuro-psychomotrices suivantes : sous l'orteil (régulation de l'hypothalamus), en central (correctif du plexus solaire) et sous le talon (soin du nerf sciatique).

Si l'on prend l'option technique de l'induction électromagnétique pour recharger indirectement la batterie électrique 4 en utilisant le tapis de rechargement 6, la dite

configuration est composée des équipements suivants :

- un bloc secteur 15 de caractéristiques physiques 220 -/+ 12 Volts et 100 mA,

- une antenne 16 accordée sur 125 kHz,

- un oscillateur de fréquence 125 kHz avec son amplificateur de puissance 17,

- une télécommande 18 constituée d'un oscillateur de fréquence 125 kHz.

Cette télécommande 18 peut être substituée par un dispositif électronique avec connexion sans fil (Bluetooth®, Wifi, ...).

La portée électro - magnétique en 125 kHz est d'au moins de 1 mètre.

Les autres systèmes d'auto chargement de la batterie électrique 4, sont constitués

- soit par des dispositifs de polarisation piézo - électrique sous l'action d'une contrainte mécanique,

- soit par des mécanismes de conversion mécanique de mouvements linéaires en mouvements rotatifs avec couplage à un générateur électrique.

Ces technologies assez complexes ne sont pas à ce jour suffisamment fiables et miniaturisées pour apporter une valeur ajoutée à notre invention.