Brevet FR2088160A1 — publié le 19720107

La présente invention concerne un système d'acquisition d'un volume déterminé, plus particulièrement destiné à des objets tels que bouées ou autres engins similaires destinés à assurer la flottaison d'un ensemble ou amortissement de chocs prévus ou accidentels. Généralement, lorsqu'il s'agit d'assurer la flottaison d'un ensemble, par exemple une bouée de sauvetage, ou encore le mainr tien d'appareils ou autres après amerrissage, on emploie des enveloppes souples gonflées par des gaz stockés préalablement sous forme comprimée, liquéfiée, ou encore des gaz obtenus par réaction chimique telle que combustion, ou encore insufflés par des moyens mécaniques, pompes et compresseurs par exemple Les gaz comprimés nécessitent des récipients largement dimensionnés,. pour des raisons de sécurité, et c'est un des incon .wénients majeurs, outre la nécessité parfois d'une régulation lors de l'emploi. Les gaz liquéfiés ont de plus le grave inconvénient de présenter des risques de givrage obstruant les circuits et le -froid créé est souvent néfaste à la souplesse et résistance des enveloppes qui deviennent cassantes. Quant aux gaz résultant d'une combustion, ils sont obtenus à température élevée, donc nécessitent d'être refroidis, ce qui implique des systèmes complexes et lourds. Outre l'air insufflé par des moyens mécaniques, pompes par exemple, l'air atmosphérique a été parfois utilisé mais par introduction forcée dans l'enveloppe grace à la pression dynamique ce qui nécessite absolument un mouvement relatif de l'enveloppe à gonfler par rapport à l'atmosphère. Ce procédé présente l'incon- vénient de subordonner la forme de l'enveloppe et sa disposition par rapport à la charge ainsi que la position de l'entrée d'air et ses dimensions à des considérations d'aérodynamique, La présente invention n'a pas ces inconvénients puisque supprimant le système de gonflage de l'enveloppe et n'utilisant éventuellement des moyens pneumatiques qu t en tant qu'auxiliaires. On évite donc par la suppression totale ou partielle du système de gonflage les contraintes de poids, complexité de réalisation, etc. On obtient économiquement et facilement des volumes fermés importants assurant l'équilibre de l'ensemble dans un fluide déterminé ou au niveau de séparation de deux fluides: par exemple à une profondeur quelconque dans la mer ou autre liquide, ou au niveau de la mer partiellement immergé, partiellement émergé dans l'air. Les systèmes de réalisation de l'invention, économiques et faciles, comme dit précédemment, impliquent de ce fait une fiabilité à laquelle ne peuvent prétendre les autres sytèmes précédemment évoqués. Le dispositif objet de l'invention consiste à utiliser l'absorption du fluide ambiant par une enveloppe déformable comportant un orifice de communication avec le milieu ambiant et qui, libérée à partir d'un volume réduit dans ce fluide ambiant, tend par raidissement à acquérir d'elle-même son volume maximum. Ainsi, dans le cas plus précis d'une bouée, l'air atmosphérique ambiant sera absorbé par cette bouée lorsque des raidisseurs, mis en état de remplir leur office, developperont l'enveloppe à son volume maximum créant une dépression interne qui absorbera au fùr et à mesure du développement l'air atmosphérique: on obtient ainsi le même résultat qu'avec le système habituel de gonflage pneumatique, par des moyens divers, dans une enveloppe fermée étanche. Le déplotement de l'enveloppe déformable peut aussi bien être obtenu à l'aide d'éléments de raidissage spécialement étudiés que par l'utilisation extérieure de forces en présence. Ce dispositif sera ci-après décrit dans l'une de ses applicage tions les plus simples, celui d'une bouée, sans que tette description puisse être limitative dans ses applications ou mode de réalisation, des aménagements plus évolués étant facilement réalisables, Dans le dispositif suivant Fig. 1, l'ensemble comporte une enveloppe 1 qui peut être par exemple en caoutchouc, et qui est destinée à assurer la flottaison. Cette enveloppe 1 comporte un passage 2 qui permet à l'air de pénétrer à l'intérieur de l'enveloppe 1. Solidaires ou non de l'enveloppe 1 sont disposés des raidisseurs 3, internes ou externes à l'enveloppe 1, convenablement répartis pour tendre l'enveloppe 1 et l'obliger à occuper un volume maximum dès que la fonction de raidissage de ces raidisseurs 3 est-sollicitée. Les raidisseurs 3 peuvent assurer leur fonction en raison de leur nature et de leur forme par simple tente après que, par exemple, soient supprimées des contraintes de pliage pour stockage en volume minimum, ou encore, et ainsi qu'il est montré sur la Fig. 1, de la façon suivante: Les raidisseurs 3 sont de section creuse et en matière souple, telle que par exemple caoutchouc; une petite bouteille 4 de C02 liquide par exemple est mise en communncation nar l'intermédiaire d'une canalisation 5 avec la partie interne des raidisseurs 3.Le gonflage des raidisseurs 3 s'effectue avec une quantité relativement très faible de gaz, de toute façon sans commune mesure avec celle qu'il aurait fallu pour gonfler l'ensemble de la bouée. Un profil adéquat des raidisseurs 3, notamment dans les parties 6 et 7 permet, grace à une certaine surpression dans ces raidisseurs 3, d'obtenir une déformation tendant au gonflement des parties 6 et 7 ou de l'une seulement de ces parties qui les amène en contact obturant le passage de l'air atmosphérique en 2. Ainsi, après que les raidisseurs 3 aient créé un vide partiel à l'intérieur de l'enveloppe 1 Jusqu a ce qu'elle atteigne ses dimensions maxima, vide partiel comblé au fur et à mesure par absorption de l'air atmosphérique au passage 2, on obtient un résultat similaire à celui consistant à gonfler pneumatiquement l'enveloppe 1; et ceci sans intervention de gonflage forcé à l'aide d'un moyen mécanique ou expansion de gaz stocké, si ce n'est dans le cas de raidisseurs 3 travaillant par effet pneumatique avec une quantité très faible de gaz. I1 faut remarquer que dans le cas d'une bouée, le passage 2 de mise à l'air libre peut être obturé par déformation des parties 6 et 7 tel qu'indiqué précédemment si celà s' avère nécessaire, mais également le passage 2 peut être maintenu ouvert, cette obturation étant obtenue automatiquement par l'eau qui forme ainsi bouchon au passage 2, lorsque la partie basse est immergée. On notera sur cette même Fig.l que la bouteille 4 de C02 liquide est incluse dans une couronne 8, laquelle pourra éventuellement contenir en outre les équipements de gonflage des raidisseurs 3 ou tout autre matériel souhaitable, par exemple des émetteurs de repérage. Dans un autre mode de réalisation suivant Fig.2 on remarquera la pénétration de l'eau 9 à l'intérieur de l'enveloppe 1 après que la bouée, préalablement gonflée par absorption d'air grace à l'action des raidisseurs 3, ait été plongée dans le milieu liquide. L'eau pénètre dans une chambre intermédiaire 10 par des perforations 11, puis de cette chambre 10 dans l'enveloppe 1 par des perforations 12 créant ainsi une surpression de l'air emmagasiné par absorption dans l'enveloppe 1. Les perforations 11 sont placées à un niveau plus élevé que les perforations 12 conduisant à l'enveloppe, de sorte que la chambre 10 forme siphon. On remar quera également sur cette même Fig.2 la disposition à la base de la chambre 10 d'une case à équipements 13, éventuellement étanche. Ces équipements peuvent éventuellement participer à la stabilisation de l'ensemble en flottaison en tant que lest. Toujours dans cette Fig.2 les raidisseurs 3 et 14 peuvent agir soit par leur propre composition et structure, soit par déformation pneumatique. Dans ce dernier cas, la partie centrale 14 de l'ensemble des éléments raidisseurs peut être prévue déformable dans la zône des perforations 12, de telle sorte qu'une surpression permette d'obturer ces perforations 12 et ainsi empêcher la pénétration d'eau 9. Dans la réalisation suivant Fig.3, l'enveloppe 1, sous l'action des raidisseurs 3 et 15 prend son volume maximum. La partie 15 du système de raidissage est constituée par un mât axial creux qui admet l'air par le sommet de la bouée et intérieurement à ce mât raidisseur 15. La partie inférieure du mât raidisseur 15 comporte des ouvertures 16 qui permettent le passage de l'air de la partie interne du mâtraidisseur 15 à la partie interne de l'enve- loppe 1. On a ainsi une bouee dont le gonflage par absorption de l'air atmosphérique ambiant peut s'effectuer alors que la bouee est déjà partiellement immergée. I1 faut remarquer que les Fig.l, Fig.2, Fig.3, afin de conseil ver suffisamment de clarté ne représentent qu'un raidisseur 3 annulaire et un raidisseur 3 ou 14 ou 15 vertical. I1 est évident que la réalisation pratique nécessite des raidisseurs suffisamment nombreux et disposés dans les conditions optima d'efficacité. De même ces raidisseurs 3 auront des sections étudiées en conséquence. Notamment, dans le cas où ils travailleront sous action pneumatique, on devra s'assurer que le pliage pour stockage en dimension minimum ne pourra pas s'opposer au développement normal de ces raidisseurs. Par exemple, suivant Fig.4, on pourra afin de pallier ce risque, insérer à l'intérieur du raidisseur pneumatique 3 une âme 17, en matière souple, de section ronde sur laquelle court une cannelure hélicoidale profonde: on obtient ainsi, même lors de pliages très aigus un passage suffisant en cette zône pliée 18 du gaz actionnant le raidisseur 3 pour que celui-ci se développe normalement.D'autres sections de cette âme 17 peuvent évidemment être prévues que celle cylindrique à cannelure hélicoldale, dès l'instant que la section de l'âme 17 assure un passage de gaz à la pliure du raidisseur 3 et de l'âme 17 intérieure à ce raidisseur 3. I1 importe de noter que lorsque le raidissage est obtenu par un moyen pneumatique le volume des raidisseurs 3 peut évidemment être choisi nettement supérieur à celui qui est nécessaire pour assurer leur fonction. Ils peuvent donc si on le désire constituer par eux-mêmes un volume de flottaison suffisant pour maintenir la charge en surface; on aboutit alors à l'association redondante d'une bouée classique gonflée à l'aide de C02 par exemple et d'une bouée à air atmosphérique. I1 faut encore remarquer que si celà est nécessaire, on peut créer une surpression, par rapport à l'ambiance, dans l'enveloppe 1. Diverses possibilités s'offrent pour réaliser cet accroissement de pression interne et le choix des moyens dépend de l'utilisation spécifique qui est faite du dispositif. On peut par exemple avoir un dispositif qui vidange à l'intérieur de l'enveloppe 1 le reliquat de gaz ayant servi à l'effet pneumatique des raidisseurs 3 après fermeture de la mise à l'air libre en 2 suivant Fig.l. Ou encore une disposition convenable des raidisseurs 3 peut avoir pour effet, après fermeture de la mise à l'air libre 2 et en fin de phase de développement des raidisseurs 3, de réduire le volume de I'enveloppe 1 par déformation complémentaire après son passage à un volume maximum.On peut également profiter de l'effet mécanique d'une charge suspendue au bas de l'ensemble, cette charge déformant l'enveloppe 1, dans le-cas ou la mise à l'air libre 2 a été obturée, ou encore tel qu'en Fig.2 par pénétration d'eau à l'intérieur de l'enveloppe 1 de façon à obtenir une compression de l'air enfermé dans cette-enveloppe 1. Remarquons d'ailleurs que dans tous les cas l'immersion crée déjà une surpression interne dans l'enveloppe 1. Dans les figures précédemment énoncées, l'enveloppe 1 a chaque fois été représentée comme constituant un volume global unique. Dans certaines applications, la compartimentation peut être intéressante; elle est très facilement réalisable. Par exemple, la Fig.5 montre en coupe une disposition de compartimentation du volume en quatre quartiers, le passage 2 de mise à l'air libre étant disposé pour alimenter chaque partie du volume. D'autres répartitions des compartimentations sont évidemment possibles. I1 faut rappeler que lorsque l'on vise une redondance sur le volume de flottaison recherché il est également possible d'utiliser une bouée classique, gonflée par exemple à l'aide de C02 et possédant une forme appropriée, en tant que moyen pneumatique de rai dissage d'une enveloppe absorbant l'air atmosphérique. Les possibilités d'applications industrielles de l'invention sont nombreuses. Celles qui sont indiquées ci-après le sont à titre d'exemples non limitatifs. On a vu dans la description qui précède la réalisation de bouées. Celles-ci peuvent être aussi bien des bouées de détresse que de repérage, de stations météorologiques, océanologiques ou autres. Elles peuvent être gonflées à partir d'une altitude quelconque puisqu'un équilibre constant avec le milieu ambiant s'établit intérieurement. Si l'on souhaite réaliser un canot, au lieu de donner à l'en- veloppe 1 une forme rattachant l'ensemble aux types bouées, cette enveloppe 1 peut avoir un développement tel que l'ensemble forme un canot de sauvetage, assimilable à un canot pneumatique mais autogonflant. Dans ce cas, la Fig.l, par exemple, constituerait une section droite de structure latérale gonflable de canot. Dans une autre réalisation suivant Fig.6, l'enveloppe 1, les raidisseurs 3, un système de bretelles 19 constituent une combinaison ou gilet de sauvetage. Dans cette Fig.6 l'ensemble est partiellement représenté en coupe montrant après absorption de l'air ambiant une certaine pénétration de l'eau par la zône de mise à l'air libre 2 après que le gilet ou combinaison soit plongé dans l'eau. Cette pénétration forme elle-même bouchon ainsi qu'on le note-sur la Fig.6 mais la fermeture peut évidemment être réalisée par un moyen, pneumatique par exemple, avant ou après immersion. On peut encore imaginer un dispositif tel que l'enveloppe 1, après effet des raidisseurs 3 crée une modification de contour d'un objet flottant afin d'assurer sa stabilisation en cas de tempête par exemple. Les possibilités d'applications ci-dessus se réfèrent toutes à des résultats visant à une flottaison. D'autres réalisations peuvent viser à des buts différents toujours par application de création d'un volume important de fluide ambiant absorbé par l'enveloppe 1 grace au jeu des raidisseurs 3. C'est ainsi que l'enveloppe 1 peut constituer par exemple une couronne. Si l'on prend la Fig.7, cette figure pourra représenter alors, par exemple, un ensemble enveloppe 1, raidisseur 3, entrée d'air 2 du type déjà décrit mais en forme de couronne sur laquelle une plate-forme 20 rigide ou souple pourra supporter une charge 21. Si l'ensemble est largué dlune certaine hauteur, l'air contenu dans l'enveloppe 1 se comportera alors en amortisseur d'impact en offrant meme une possibilité de flottaison ultérieure. Dans une variante l'ensemble couronne et plate-forme 20 rigide ou souple peuvent reposer au sol et servir d'amortisseur lorsque la charge 21 est jetée sur cet ensemble, assurant ainsi une sécurité lors.de manutentions relativement fragiles. Dans ces derniers cas de dispositifs amortisseurs, la mise à l'air libre 2 peut être obturée ou non suivant le degré d'amortissement souhaité ou les conditions d'utilisation. Dans un autre domaine d'application industrielle, le déploiement de l'enveloppe 1 peut être utilisé pour constituer rapidement une réserve importante d'air respirable, cette enveloppe 1 pouvant avoir la forme d'une combinaison genre scaphandre. Si cette enveloppe est ignifuge elle permettra des interventions lors d'incen- die ou en milieu nécessitant une protection thermique. Au lieu de prévoir un fonctionnement avec aspiration d'air, on peut également envisager la mise en oeuvre dans l'eau, le fluide absorbé dans l'enveloppe 1 étant alors le milieu aquatique. On peut utiliser le déploiement de l'enveloppe 1 pour créer par exemple une grande surface détectable sous l'eau, même à grande profondeur: par exemple repérage de sous-marins en difficultés ou délimitation de zones d'exploration sous-marine. De même en milieu aquatique on pourra utiliser l'ensemble comme un abri autour d'une personne ou d'un corps ou installation ou matériel immergé pour faciliter le travail sous-marin, le renouvellement de l'eau absorbée étant stoppé. Des prises d'échantillons, maintien de températures plus élevées, etc;, seront ainsi facilités. D'autres applications industrielles découlant de la même technique de création d'un volume important. par absorption du milieu fluide ambiant grace au jeu de raidisseurs peuvent être crées dans des domaines les plus variés. REVENDICATIONS 1- Dispositif permettant à une enveloppe déformable d'acqué rir un volume maximum dans un fluide ambiant, utilisable à des fins variées, caractérisé par le fait que cette enveloppe comporte une mise en communication libre avec le fluide ambiant 2- Dispositif suivant revendication 1, caractérisé par le fait que, libérée à partir d'un volume de stockage réduit l'en- veloppe déformable tend à acquérir un volume maximum au moyen de raidisseurs ou forces extérieures en présence. 3- Dispositif suivant revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'action des raidisseurs prévue en 2 sur l'enveloppe prévue en 1 a pour effet d'absorber le fluide ambiant par la dépression interne ainsi créée. 4- Dispositif suivant revendication 2 caractérisé par le fait que les raidisseurs assurent leur fonction en raison de leur nature et de leur forme par simple détente après suppression de contraintes extérieures. 5- Dispositif suivant revendication 2, caractérisé par le fait que les raidisseurs assurent leur fonction au moyen d'une surpression pneumatique ou hydraulique interne 6- Dispositif suivant revendications 1, 2 et 3, caractérisé par le fait que la mise en communication libre avec le fluide ambiant peut être obturée après absorption du fluide ambiant dans l'enveloppe au moyen d'une déformation complémentaire des raidisseurs prévus suivant revendications 2,4 et 5, ou forces en.prés-. ce. 7- Dispositif suivant revendications 1, 2, 3, 5 et 6, caractérisé par le fait qu'une déformation de l'enveloppe ou bien le reliquat de gaz utilisés pour l'action pneumatique des raidisseurs sert de moyen pour créer une surpression dans l'enveloppe. 8- Dispositif suivant revendications 1, 2 et 3 caractérisé par le fait que la mise en communication libre de l'enveloppe avec le fluide ambiant est obturée par un autre fluide plus dense- lorsque l'ensemble s'y trouve plongé. 9- Dispositif suivant revendication 5, caractérisé par le fait que le moyen destiné à éviter que les raidisseurs pneumatiques fortement pliés ne se déploient pas normalement, consiste à insérer à l'intérieur de ces raidisseurs une âme qui par la forme de sa section assure un passage de gaz quel que soit le pliage. 10- Dispositif suivant revendications 1, 2, 3 et 5, caracté risé par le fait que les raidisseurs pneumatiques peuvent être très largement dimensionnés et constituer à eux seuls un volume de flottaison associant ainsi les caractéristiques de la bouée classique étanche au type de bouée atmosphérique tel que prévu en revendications 1, 2, 3 et 5.