Il existe des produits qui marquent leur époque plus que d’autres : c’est le cas de l’évolution du concept Nike air qui a révolutionné la chaussure de sport dans les années 80. C’est d’ailleurs la mythique Nike Air Max qui m’a inspirée pour écrire cet article.

Un produit iconique comme celui-ci – qui attire tellement la lumière – fait inévitablement de l’ombre à toute une série d’inventions qui l’ont précédé ou suivi. C’est l’occasion d’en mettre certaines sous le feu des projecteurs.

C’est l’occasion également de prendre du recul sur cette chaussure sur coussin d’air et de comprendre les principes qui ont influencé son évolution. Je partage avec vous 11 brevets d’invention qui illustrent ce parcours technologique.

Ce sont des brevets que j’ai dénichés pour vous avec une recherche par mots clés sur la plateforme Espacenet. D’ailleurs si un concept vous intéresse, vous pourrez en savoir plus en cliquant sur le n° de brevet mentionné au-dessous de chaque illustration.

Les premiers pas de la chaussure sur coussin d’air

La semelle pneumatique

Brevet n° US1069001A

En 1913, l’américain GUY WILLIAM invente une semelle de chaussure gonflable pour satisfaire le besoin d’amorti lors d’un usage quotidien. Il remplace ainsi une partie solide du produit par un fluide. Vous noterez que le gonflage de la semelle ne peut se faire qu’une fois la chaussure construite.

L’insert de chaussure en forme de coussin d’air

Brevet n° US2080469A

En 1933, l’américain GILBERT LEVI invente un insert en forme de coussin d’air qui s’intègre dans une chaussure. L’action préliminaire de mettre en pression cette semelle intérieure dès sa production facilite considérablement le rôle de l’utilisateur. Vous noterez également que les volumes des compartiments sont différents pour s’adapter à la forme du pied et ainsi mieux répartir la pression.

L’évolution technique de la chaussure avec l’arrivée de Nike

Le concept Nike Air Max

Brevet n° US4817304A

En 1987, l’américain FORLAND DAVID et 5 autres co-inventeurs publient le brevet du concept de groupement du coussin d’air avec la semelle intermédiaire de la chaussure. Dans un usage sportif tel que la course à pied, la vessie flexible remplie d’air permet d’atténuer le choc et de renvoyer l’énergie de l’impact du pied. A noter que la fenêtre latérale permet au coussin d’air – scellé dans la semelle – de fléchir pendant l’impact du pied. Et oui, ce n’est pas juste pour faire beau ! 🙂

La semelle avec des compartiments indépendants

Brevet n° US5595004A

En 1994, les américains AVENI MICHAEL et LYDEN ROBERT co-inventent un concept de coussin d’air constitué de multiples parties dont un tube disposé autour du périmètre de la chaussure. La segmentation de la vessie en compartiments indépendants permet un meilleur contrôle des zones d’appuis.

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La semelle avec coussin d’air multicouche

Demande de brevet n° WO0170060A2

En 2001, l’américain AGER COLIN et 9 autres co-inventeurs publient le brevet d’un coussin d’air à étages multiples. Cette solution multicouche forme une structure en “treillis”. Chaque couche peut ainsi être agencée de telle sorte à obtenir des caractéristiques d’amortissement localisé, s’adaptant à l’anatomie du pied et aux charges attendues sur certains points connus.

La semelle avec un contrôle de pression

Brevet n° US2005132617A1

En 2005 les américains POTTER DANIEL et SCHROCK ALLAN co-inventent un système de semelle sur coussin d’air munie d’un organe de contrôle pour répartir la pression entre l’avant et l’arrière du pied. L’amorti de la semelle devient plus dynamique et s’adapte ainsi au besoin de l’utilisateur.

La semelle avec amorti variable

Brevet n° JP2018134450A

En 2018, l’américain ANDREW OWINGS et 2 autres co-inventeurs publient le brevet de système d’amorti adaptable à la demande. La semelle est constituée de 4 tores remplis d’air disposant en leur centre d’une cavité dans laquelle circule un fluide dont la viscosité peut varier grâce à un champ magnétique créé par un électroaimant. Ce dynamisme de la semelle lui permet de s’adapter en temps réel.

La semelle coussin d’air avec structure intégrée

Brevet n° US10694814B2

En 2018, les américains BAILEY PAGE, CONNELL JEREMY et MEEKER JASON co-inventent un concept de semelle coussin d’air constituée d’une structure interne munie d’une multitude d’attaches. L’inclusion de la structure dans la vessie limite son expansion vers l’extérieur au moment où elle est compressée. La structure interagit donc avec le comportement du coussin d’air : c’est tout l’intérêt d’inclure un composant dans un autre.

Ce procédé avait été exploité par Goodyear sur le planeur GA-33 Inflatoplane à partir des années 30. Il est depuis exploité sur de nombreux produits nécessitant une certaine rigidité sous pression comme les planches de Stand Up Paddle gonflables.

Le coussin d’air au contact du pied

Brevet n° US10750821B2

En 2020, l’américaine GREENE PAMELA invente un système de coussin d’air directement relié à la tige de la chaussure (partie souple du chaussant). La vessie est ici segmentée en parties indépendantes pour lui conférer plus de liberté de mouvement.

L’évolution de la structure en forme de dôme

Brevet n° US10758004B2

En 2020, l’américain ELDER ZACHARY et 2 autres co-inventeurs publient le brevet d’un concept de coussin d’air en forme de dôme. Cette invention illustre tout le potentiel de construction avec des formes courbes qui au final permettent au produit d’être performant dans de multiples positions.

L’association avec des plaques à restitution d’énergie

Brevet n° US2021030112A1

En 2021, l’américain AMOAKO LAWRENCE et 2 autres co-inventeurs publient un brevet qui décrit l’association d’une plaque à retour d’énergie avec plusieurs coussins d’air. Le concept évolue ainsi vers une multifonctions : amorti + relance.

Quelles observations faire sur ces brevets d’invention

De l’invention à l’innovation

Vous avez sans doute remarqué que certaines évolutions du concept sur cousin d’air ne sont pas connues du grand public. Cela illustre la différence qu’il existe entre une invention et une innovation. En réalité, l’innovation est une invention qui a rencontré son marché comme le modèle Nike Air Max.

L’intégration

Le coussin d’air qui au début de son évolution était un insert rapporté dans la chaussure s’est ensuite intégré dans la semelle pour enfin la remplacer presque totalement.

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Le dynamisme

Le produit a évolué vers plus de dynamisme lui permettant ainsi de mieux s’adapter au besoin de l’utilisateur. Ce dynamisme confère également un meilleur contrôle des performances du produit.

Chaque invention s’appuie sur un principe d’innovation

Pour chacun des brevets, vous avez pu identifier le principe d’innovation qui illustre l’évolution qui a eu lieu. C’est à nouveau l’occasion de vous montrer la simplicité des principes utilisés et de la force qu’ils représentent.

Nous avons abordé dans cet article les principes suivants : fluide, action préliminaire, dynamisme, segmentation, autre dimension, inclusion, courbe et multifonctions. Ce sont 9 principes issus des 40 principes d’innovation de TRIZ

Si cet article sur l’évolution de la semelle sur coussin d’air vous a plu, je vous invite à découvrir d’autres produits en cliquant sur la liste des articles similaires juste au-dessous. 

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