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Semelle multicouche couplée à un renfort de la tige de la chaussure
La présente invention est relative aux chaussures dont le semelage est réalisé suivant une
structure stratifiée présentant plusieurs couches remplissant respectivement des fonctions distinctes
et se rapporte en particulier au couplage d'un élément de renfort de la tige avec l'une des couches du
5 s~",elage.
Des chaussures de ce type sont décrites dans le brevet US 5 317 820 et la demande de brevet
EP 748 596.Plus précisément, dans l'exemple du brevet US 5 317 820, I'élément de renfort de la tige
de la chaussure est couplé à un semelage qui comporte, du bas vers le haut:
- une couche d'usure en caoutchouc qui vient au contact du sol,
10 - une couche intermédiaire, en caoutchouc, présentant un rebord latéral qui s'étend vers l'arrière
pour le maintien du talon de l'utilisateur,
- et une autre couche supérieure semi-rigide, en matériau plastique, qui s'étend en correspondance
de la surface plantaire du pied de l'utilisateur.
Selon la construction décrite et enseignée, c'est de cette dernière couche supérieure en matériau
15 plastique qu'est issu l'élément de renfort constitué de deux supports latéraux remontants sur les
flancs de la tige de la chaussure.
Grâce à cette structure, la couche supérieure semi-rigide, qui constitue le nerf de la semelle, peut
être sollicitée à varier de position par rapport au sol en fonction des efforts appliqués sur la tige à
l'aide des supports latéraux qui forment l'élément de renfort de celle-ci. Cet élément de renfort soutient
20 par conséquent les efforts subis par la tige, en cours d'usage notamment, et les transmet directement
au semelage de la chaussure par la couche supérieure semi-rigide dont il est issu, et vice versa.
En fait, en réalisant le couplage de l'élément de renfort avec la couche supérieure semi-rigide, la
tige et le semelage sont rendus interdépendants ce qui améliore la tenue latérale du pied de l'utilisateur
dans la chaussure, et donc la stabilité du pied chaussé. Cependant, I'efficacité de ce couplage se
25 révèle aléatoire, voire au moins insuffisante, pour obtenir une bonne adhérence et un accrochage
efficace car la rigidité obtenue au niveau de la couche d'usure qui vient au contact du sol, soit au
niveau de l'interface semelage-sol, est non seulement fonction des propriétés mécaniques de la couche
supérieure semi-rigide avec son renfort, mais également fonction des propriétés mécaniques de la
couche intermédiaire en caoutchouc qui s'interpose entre elle et la couche d'usure. S'agissant d'une
30 couche intermédiaire en caoutchouc, donc amortissante par nature, qui ajoute par ailleurs de
l'épaisseur de matière au semelage du côté le plus éloigné de la surface plantaire du pied de
l'utilisateur, il se produit une dispersion importante des chocs et contraintes à son niveau, ainsi que des
déformations élastiques qui ont une influence néfaste sur la tenue latérale du pied escomptée à l'aide
de l'élément de renfort, et donc sur la stabilité lors de l'impact du semelage avec le sol. La précision
35 des appuis du semelage avec le sol s'en trouve aussi altérée.
En outre, un autre inconvénient réside dans le fait que la couche supérieure semi-rigide est située
immédiatement en vis-à-vis de la surface plantaire du pied de l'utilisateur.
En effet, dans une telle disposition où les appuis du pied s'effectuent directement sur une surface
relativement dure, les compressions répétées que ce dernier subit à i~endroit de ses appuis pendant
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I'usage de la chaussure occasionnent souvent des sensations douloureuses, voire des micro
traumatismes, se traduisant par exemple par des échauffements, des ampoules, des crampes,...etc.
Dans l'exemple de la demande de brevet EP 748 596, la chaussure décrite et enseignée diffère de
celle qui vient d'être exposée précédemment essentiellement par le fait que le semelage n'a pas de
5 couche supérieure amortissante, ou couche confort, entre la couche supérieure semi-rigide qui est
munie de l'élément de renfort et la couche d'usure qui vient au contact du sol. En fait, la chaussure
comporte, d'une part, un semelage réalisé selon une structure stratifiée présentant plusieurs couches
remplissant respectivement des fonctions distinctes, soit au moins une couche d'usure et une couche
nerf, et d'autre part, un élément de renfort de sa tige qui est couplé à celle des couches dudit semelage
10 qui constitue sa couche nerf, cette dernière étant directement disposée sur la couche d'usure qui vient
au contact du sol. La structure globale qui en résulte donne ainsi davantage d'efficacité au couplage
de l'élément de renforcement avec la couche supérieure lesquels sont réalisés de préférence en matière
plastique injectée, donc pourvus d'une certaine rigidité.
En effet, dans ce cas de construction il n'y a pas de dispersion des chocs et contraintes entre la
15 couche d'usure qui vient au contact du sol et la couche supérieure qui constitue le nerf de la semelle et
qui est munie de l'élément de renfort. Par conséquent, toutes les sollicitations et contraintes qui
interviennent entre l'élément de renfort et la couche intermédiaire dont ce dernier est issu sont
directement transmises à la couche d'usure qui vient au contact du sol et vice versa. Il y a donc une
synergie optimum entre l'élément de renfort de la tige et le semelage qui permet d'améliorer
20 notablement le comportement global de la chaussure en accrochage et en adhérence dynamique avec
le sol ainsi qu'en précision et en stabilité, notamment grâce à la rigidité en torsion et en flexion obtenue
dans l'interface semelage/sol ainsi réalisée.
Par contre, un tel semelage, c'est-à-dire sans couche intermédiaire amortissante ou couche
confort, se révèle particulièrement inadapté pour assurer une fonction de transfert capable d'atténuer
25 correctement les chocs au niveau du pied de l'utilisateur à chaque contact avec le sol, c'est-à-dire
d'amortir. Or, cette fonction de transfert avec amortissement est essentielle dans le semelage pour le
bon déroulement du pied, qui s'effectue de manière globale en trois phases, amortissement-appui-
propulsion, et pour prévenir certains traumatismes qui surviennent quasi généralement du fait de
l'intensité des chocs et de leur fréquence dans des zones sensibles de la surface plantaire du pied,
30 comme par exemple la zone du talon où les surcharges sont importantes.
En effet, au cours de certaines pratiques sportives telle que la randonnée lorsque la marche
s'effectue en particulier dans le sens de la descente, et telle que la course à pied, le talon de la
chaussure percute le sol de façon assez violente au moment de l'impact et les forces de réaction du
sol peuvent atteindre des valeurs égales à plusieurs fois le poids du corps de l'utilisateur.
35 On conçoit donc aisément que la fonction d'amortissement du semelage est particulièrement
importante pendant cette première phase de déroulement du pied, pour absorber au moins une partie
de l'énergie du choc qui se produit à ce moment là en la dissipant sous forme de déformation élastique,
et ainsi éviter des surcharges génératrices de lésions et/ou de blessures.
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De plus, comme dans le cas du semelage de la chaussure exposée précédemment en référence au
brevet US 5 317 820, la couche supérieure qui constitue le nerf de la semelle est immédiatement en
vis-à-vis de la surface plantaire. Par conséquent, on retrouve les mêmes problèmes d'inconfort dans
l'interface pied/semelle.
5 La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des chaussures précitées et se
propose notamment:
- de rendre interdépendants le renforcement de la tige et le semelage afin d'améliorer la stabilité du
pied en respect de son bon déroulement, la précision des appuis dans l'interface semelage/sol, et
l'accrochage sur le sol de la couche d'usure du semelage en le rendant plus incisif,
10 - d'amortir les chocs lors de l'impact du semelage avec le sol sans altérer la stabilité du pied,
- de garantir un niveau de confort optimum dans l'interface pied/semelage sans couper la
perception nécessaire des appuis du semelage sur le sol,
- de restituer une partie de l'énergie utilisée lors de l'amortissement pour stimuler le rebond lors du
déroulement du pied, au moins pendant la phase de propulsion.
15 Pour atteindre ces objectifs, la chaussure selon l'invention comporte, d'une part, un semelage
réalisé selon une structure stratifiée présentant plusieurs couches, soit au moins une couche d'usure et
une couche nerf remplissant respectivement des fonctions distinctes, et d'autre part, un élément de
renfort de la tige qui est couplé à celle des couches dudit semelage qui constitue sa couche nerf, cette
dernière étant directement disposée sur la couche d'usure qui vient au contact du sol.
20 Elle se caractérise par le fait que l'élément de renfort est couplé à la couche nerf du semelage dans
une région située entre le talon et le bout antérieur dudit semelage, et en ce qu'il s'étend à partir de
cette région sur au moins un flanc de la tige en s'éloignant du semelage jusque dans la région située en
vis-à-vis du talon de ce dernier, et par le fait qu'une couche de confort amortissante et élastique
s'interpose entre la tige et ladite couche nerf du semelage.
25 Selon un mode de réalisation avantageux, I'élément de renfort s'étend librement par rapport aux
flancs de la tige.
Par cette construction, la chaussure obtenue présente:
- un couplage efficace de l'élémènt de renfort et de la couche nerf du semelage avec la couche
d'usure au contact du sol car on rend le renforcement de la tige interdépendant du semelage sans qu'il
30 y ait d'interférence avec une couche intermédiaire amortissante,
- un très bon amortissement dans l'interface semelage/sol car l'éloignement de l'élément de renfort
par rapport au talon du semelage laisse ledit talon libre de fléchir lors des impacts avec le sol, ce qui
respecte par ailleurs le bon déroulement du piéd pendant la phase d'amortissement,
- une bonne absorption des chocs car ceux-ci sont disséminés, donc atténués, une première fois au
35 niveau de la couche d'usure, une deuxième fois au niveau de la couche nerf qui, du fait de sa rigidité en
torsion et en flexion, les dissémine encore davantage sur quasiment toute sa surface, et une troisième
fois au niveau de la couche de confort qui atténue encore leur intensité résiduelle avant qu'ils
n'atteignent le pied,
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- un niveau de confort optimum dans l'interface semelage/pied car la surface plantaire du pied
repose directement sur une couche amortissante élastique qui assure un contact souple en particulier
à l'endroit des appuis du pied,
- une certaine capacité à stimuler le rebond lors du déroulement du pied car, d'une part, la couche
5 amortissante élastique, par sa nature même, repousse le pied pour reprendre sa forme initiale à la
manière d'un renvoi élastique lors du déroulement du pied pendant la phase de propulsion, et d'autre
part, du fait de la liberté de flexion du talon du semelage par rapport au renfort de la tige, le retour
élastique en position initiale de ce dernier concourt au même effet de rebond.
L'invention sera du reste mieux comprise et d'autres caractéristiques seront mises en évidence à
10 I'aide de la description qui suit, en référence aux dessins schématiques annexés, illustrant à titre
d'exemple non limitatifs, plusieurs modes de réalisation dans lesquels:
- la figure 1 montre, vue en perspective éclatée, la construction d'une chaussure comportant un
élément de renfort de la tige couplé à la couche nerf du semelage selon l'invention,
- la figure 2 illustre la chaussure de la figure 1 une fois assemblée,
15 - les figures 3 et 4 sont des vues en coupe longitudinale de la chaussure de la figure 2, vue selon la
ligne lll-lll, montrant de manière schématique l'amortissement au talon lors de l'impact du semelage
avec le sol,
- la figure 5 est une vue en coupe transversale de la chaussure vue selon la ligne IV-IV de la figure
- 3 montrant comment l'élément de renfort participe à la tenue latérale et à la stabilité du pied,
20 - la figure 6 est une vue en perspective d'une chaussure similaire à celle de la figure 1 à 5 mais dont
l'élément de renfort est doté de moyens d'accrochage coopérant avec le système de fermeture de la
chaussure,
- la figure 7 est une vue en perspective illustrant un mode de construction où un élément de renfort
supplémentaire est adapté sur celui qui est couplé à la couche nerf du semelage toujours
25 conformément à l'invention,
- les figures 8, 9 et 10, représentent, vues en perspective, plusieurs constructions possibles du
renfort couplé à la couche nerf du semelage.
La chaussure 1 représentée à titre d'exemple sur les figures 1 et 2 comporte, globalement, une tige
10 assemblée à un semelage 2 réalisé suivant une structure stratifiée, et un élément de renfort 20 de
30 la tige 10 couplé directement au semelage 2. De manière connue en soi, la tige 10 présente une
ouverture pour le passage du pied et un système de serrage-fermeture 11 tel qu'un laçage permettant
l'adaptation du volume chaussant de la chaussure 1 au pied; son assemblage avec le semelage 2 est
réalisé, après enchâssement dans l'élément de renfort 20, en utilisant les techniques d'assemblage
classiques telles que celles procédant par des collages, soudages, coutures, sertissages,...etc,
35 I'élément de renfort 20 étant, de préférence, laissé libre par rapport à sa paroi notamment dans la
région 21 qui correspond à celle, postérieure, du pied de l'utilisateur, et qui est située en vis-à-vis du
talon 22 du semelage 2, mais pouvant être également totalement intégré à la tige par exemple par
couture.
Ce dernier comporte une structure stratifiée dans laquelle:
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- une couche d'usure 3, possédant des propriétés de souplesse, d'adhérence et de résistance à
l'abrasion, est destinée à venir au contact du sol,
- une couche nerf 4, présentant des propriétés spécifiques de rigidité, est disposée directement sur
la couche d'usure 3 pour, d'une part, assurer la dissémination sur quasiment toute sa surface des
5 ondes de choc qui traversent la couche d'usure 3, et d'autre part, conférer au semelage 2 des
caractéristiques d'adhérence et d'accrochage du sol,
- une couche de confort 5, amortissante et élastique, est interposée entre la couche nerf 4 et la
tige afin d'atténuer l'ir~tensité des ondes de chocs transmises par la couche nerf 4 afin de procurer un
certain niveau de confort à l'endroit des appuis du pied, grâce à sa souplesse, avec un effet dé
1 O stimulation du rebond lors du déroulement du pied.
Conformément à l'invention, l'élément de renfort 20 est couplé à la couche nerf 4 du semelage 2
dans la région 24 située entre le talon 22 et le bout antérieur 23 de ce dernier, sensiblement en
correspondance de la voûte plantaire du pied de l'utilisateur car cette région n'est pratiquement pas
sollicitée en flexion lors du déroulement du pied -; il s'étend sur chaque flanc 12,12', de la tige 10 à partir
1 5 de cette région 24 en s'éloignant du semelage 2 jusque dans la région 21 du talon 22 de celui-ci, ce qui lui
confère la forme générale d'une bande présentant une branche arquée 20' dirigée sensiblement
parallèlement au semelage 2 dans la région 21 du talon 22. Cette caractéristique relative au couplage
de l'élément de renfort 20 avec la couche nerf 4 du semelage 2 est combinée avec l'interposition de la
couche de confort 5 entre la couche nerf 4 et la tige 10, soit entre le pied de l'utilisateur et ladite
20 couche nerf 4. La combinaison qui en résulte permet de rigidifier latéralement la chaussure sans
perturber sa capacité d'amortissement ainsi que le bon déroulement du pied. En effet, tel qu'illustré
notamment sur les figures 3 et 4, le talon 22 du semelage 2 reste libre de fléchir comme indiqué par la
flèche 27 lors de l'impact du semelage 2 avec le sol 26, car l'élément de renfort 20 s'étend à distance
dudit semelage 2 dans la région 21 correspondant à la partie postérieure du pied 50 de l'utilisateur. Par
25 ailleurs, le pied 50 de l'utilisateur garde la possibilité d'être amorti par la couche de confort 5 car il est
directementsituédessus.
La réalisation selon laquelle l'élément de renfort 20 s'étend librement sur les flancs 12,12', de la tige
10 revêt un caractère important lorsque la tige 10 est, par exemple, montée collée ou cousue à une
semelle première de montage 28 par l'intermédiaire de rabats 13, 13', venus de ses flancs 12, 12', tel
30 que représenté à la figure 5, avant d'être assemblée au semelage 2. En effet, dans ce type
d'assemblage, les flancs 12, 12', de la tige 10 sont fixés à la première de montage 28 avec une telle
fermeté qu'ils sont astreints à suivre quasiment tous les déplacements relatifs de celle-ci par rapport
à la couche de confort 5 sur laquelle elle est fixée.
Selon les caractéristiques d'amortissement et/ou de flexibilité souhaitées, le déplacement relatif
35 des flancs 12, 12', par rapport à l'élément de renfort 20 pe'ut avantageusement être limité en
amplitude, en particulier dans la région postérieure 21 à l'endroit du talon 22 du semelage 2. dans
l'exemple de construction présent, I'élément de renfort 20 est muni à cet effet d'une patte 30
sensiblement verticale qui s'étend en direction du semelage 2 en vis-à-vis du talon 22 de ce dernier. Un
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espace libre de valeur H prédéterminé par construction, tel que visible sur la figure 3, subsiste au
repos entre l'extrémité libre 30' de la patte 30 et le semelage 2.
Ainsi, lors de l'impact du semelage 2 avec le sol 26, tel qu'illustré sur la figure 4, le talon 22 fléchit
librement en direction de l'élément de renfort 20 en amortissant l'intensité du choc résultant de
5 I'impact, et ce, pendant la réduction de l'espace libre H. Si l'intensité du choc est telle qu'elle n'a pu être
totalement amortie pendant cette flexion du talon 22, ce dernier vient alors en butée contre l'extrémité
libre 30' de la patte 30 qui, du fait de sa rigidité et de son attachement à l'élément de renfort 20, le
bloque dans son mouvement de flexion. Par ces dispositions on obtient donc un semelage 2 dont le
comportement varie, à partir d'un seuil prédéterminé d'intensité des chocs qui résultent de l'impact du
10 semelage 2 avec le sol 26, autant dans sa capacité d'amortissement que dans celle de sa flexion
On remarque par ailleurs que la liberté de déplacement réciproque conférée aux flancs'12, 12', de la
tige 10 et à l'élément de renfort 20, comme illustré à la figure 5, préserve la tenue latérale et la
stabilité du pied 50 également lorsque l'amortissement est obtenu simplement par déformation
élastique de la couche de confort 5. En effet, dans ce cas de fonctionnement, le pied 50 comprime, par
15 réaction d'appui, la couche de confort 5 tel qu'indiqué par la flèche 29 et s'abaisse relativement par
rapport à la branche arquée 20' de l'élément de renfort 20 sur chaque flanc 12, 12', de la tige 10.
I'élément de renfort 20 emboîte donc encore davantage le pied 50 de l'utilisateur. Il est évident que cet
effet est d'autant plus sensible que l'élément de renfort 20 s'étend en continu sur la tige 10, d'un flanc
12 à l'autre 12' en contournant la région postérieure 21 du pied de l'utilisateur comme dans le présent
20 exemple Selon certains détails, chaque branche arquée 20' de l'élément de renfort 20 contourne la
région 34 des malléoles du pied 50 de l'utilisateur par dessous. Il est évident que d'autres réalisations
sont possibles, et que, notamment, la branche arquée 20' de l'élément de renfort 20 pourrait contourner
la région 34 des malléoles par dessus. Encore, I'élément de renfort 20 en forme générale de bande peut
comporter, sur au moins un flanc 12 ou 12' de la tige 10 de la chaussure 1, au moins deux branches
25 arquées 20' qui contournent la région 34 des malléoles, une branche 20' passant en-dessous et l'autre
au-dessus.
En figure 6, la chaussure 31 est similaire à celle des figures 1 à 5 à la différence près que des
moyens d'accrochage 32, 32', par exemple des crochets de laçage, sont rapportés sur l'élément de
renfort 20 pour coopérer avec le système de maintien et de fermeture 11. Pour une question
30 d'efficacité, ces moyens d'accrochage sont situés à proximité de la région 35 correspondant au cou-
de-pied de l'utilisateur. Ainsi, lors du serrage du système de fermeture 11 le talon du pied de l'utilisateur
est bien renvoyé dans l'emboîtage constitué par toute la partie arrière de la chaussure 31 y compris la
partie de l'élément de renfort 20 qui contourne la région postérieure 21.
D'autres modes de réalisation de l'élément de renfort 20 couplé à la couche nerf 4 du semelage 2
35 peuvent être envisagés toujours conformément à l'invention.
Ainsi, en figure 7 par exemple, I'élément de renfort 20 qui est couplé à la couche nerf 4 du semelage
2 de la chaussure 1 ou 31, figurée en traits interrompus, est doté d'un autre élément de renfort 40, en
forme générale d'étrier, qui est monté pivotant Cet autre élément de renfort 40 s'étend sur la partie
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supérieure 41 de la tige 10 de la chaussure 1, 31, entourant la région postérieure 21 du pied de
l'utilisateur.
Selon une autre réalisation représentée en figure 8,1'élément de renfort 20 couplé à la couche nerf
4 du semelage 2 se présente sous la forme d'une bande comme décrite précédemment, c'est-à-dire
5 qu'elle présente au moins une branche arquée 20' dirigée sensiblement parallèlement au semelage 2
dans la région 21 du talon 22 de ce dernier, mais qui est également dotée d'au moins une branche de
renforcement 44 dirigée vers le bout antérieur 23 du semelage 2 (non représenté), laquelle branche 44
entoure au moins partiellement la région antérieure du pied de l'utilisateur. La branche de renforcement
44 de l'élément 20 renforce ainsi la tige de la chaussure vers l'avant tout en protégeant le pied des
1 O chocs latéraux et frontaux à la manière d'un ~pare-pierren.
A la figure 9, il est illustré une variante de réalisation dans laquelle la couche nerf 4 du semelage de
la chaussure comporte en des endroits sélectionnés des découpes 46, 47, assurant une communication
directe entre la couche d'usure 3 et la couche de confort 5 du semelage 2 visibles en figure 1. Ces
découpes 46, 47, sont destinées à répercuter les réactions d'appui qui résultent du contact du
1 5 semelage 2 avec le sol, pour les rendre plus perceptibles par certaines zones d'appui du pied de
l'utilisateur.
Dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 10,1'élément de renfort 20 couplé à la couche
- nerf 4 du semelage ne s'étend pas d'un flanc à l'autre de la tige comme exposé dans les exemples qui
précèdent, mais sur un flanc seulement de la tige de la chaussure. Selon une telle réalisation, le
20 renforcement de la tige de la chaussure reste cependant totalement interdépendant du semelage
comme visé par l'invention, et conduit aux mêmes résultats avec, évidemment, une prédominance
accentuée du côté de la chaussure où s'étend l'élément de renfort 20. Bien entendu, ce dernier se
- prolonge jusque dans la région postérieure 21 située en vis-à-vis du talon 22 du semelage (non
représenté) de manière à bien emboîter le pied de l'utilisateur. ll peut aussi être muni d'une patte 30
25 destinée à limiter l'amplitude de flexion du talon 22 lors de l'impact du semelage avec le sol, et la
couche nerf à laquelle il est couplé peut comporter une découpe 46 permettant la communication
directe entre la couche d'usure 3 et la couche de confort 5.
Selon certains détails de construction, visibles sur les figures 1 à lO, la couche nerf 4 du semelage
est avantageusement obtenue d'une seule pièce avec l'élément de renfort 20, quel que soit le nombre
30 de branches 20', 44, le constituant. Evidemment, la couche nerf 4 et l'élément de renfort 20 peuvent
aussi être réalisés indépendamment l'un de l'autre et être ensuite couplés entre eux dans la région 24
située entre le talon 22 et le bout antérieur 23 du semelage 2 par des procédés d'assemblage connus
tels que rivetage, collage, soudage,...etc.
Encore, les réalisations montrées en référence aux figures 1, 2, 6 et 5, présentent l'élément de
35 renfort 20 sensiblement en saillie sur les flancs 12, 12', de la tige 10 de la chaussure 1, 31. Il est
cependant envisageable de le noyer dans l'épaisseur de la paroi des flancs 12, 12', et/ou de recouvrir
d'un tissu d'habillage le masquant en totaiité ou partiellement sur la tige 10.
Par ailleurs, I'élément de renfort 20 peut être solidarisé des flancs 12, 12', de la tige 10, par
exemple par couture, collage, soudage,...etc, sans pour cela sortir du cadre de l'invention; en effet,
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dans un tel cas de construction, on utilise alors l'élément de renfort 20 à la manière d'une poutre de
flexion qui participe à l'amortissement en freinant l'abaissement de la tige 10 en direction du semelage
Enfin, I'invention est relative aux chaussures en général et peut donc être appliquée autant sur les
5 chaussures de marche classique que sur les chaussures de sports destinées à la randonnée,
I'alpinisme, la course, le ski,...etc, ainsi que sur les chaussures destinées à être associées à des
appareils d'évolution roulants tels que par exemple les patins à roulettes, les patins en ligne, et/ou des
appareils d'évolution glissants tels que les patins à glace ou les patins à neige.
