Brevet FR2326753A1 — publié le 19770429

La présente invention concerne un dispositif destiné à simuler, à échelle réduite, pour des maquettes, la trajectoire apparerte du soleil. L'intér8t toujours croissant pour la recherche et les applications pratiques de lténergie solaire pose des problèmes, jusqu'à présent inconnus, ou que lton avait ni approfondis ni appliqués, non seulement aux chercheurs, mais également aux constructeurs, aux techniciens, aux opérateurs, et plus spécialement, aux architectes et aux concepteurs. L'emploi d'un dispositif de construction simple et dùtili sation facile, capable de simuler la trajectoire apparente du soleil serait très utile dans de nombreux domaines, par exemple, dans l'enseignement pour latitude de projet d'installations de captage, les mesures compares, en architecture, en urbanisme, dans l'agriculture et même pour latitude des éléments de construction pour le captage, les fermetures, le batiment, etc. On ne connaît jusqu'à ce jour aucun appareillage d'un tel type. l'invention a pour objet de combler cette lacune, grace à un dispositif caractérisé par le fait qutil est constitué par un plateau porte-maquette orientable, par un premier élément de guidage de forme circulaire, concentrique à ce plateau et pouvant tourner autour d'un axe passant par le centre de ce plateau, par un second élément de guidage de forme circulaire, monté perpendiculairement au premier élément de guidage, pouvant coulisser sur ce premier élément, et dont on peut régler la position au moyen d'un premier curseur, ce second élément de guidage étant concentrique au plateau et au premier élément de guidage circulaire, par un dispositif servant à fournir un faisceau parallèle de lumiere artificielle, coulissant sur ce second élément de guidage circulaire, et dont on peut régler la position par rapport à ce second élément, au moyen d'un second curseur, le plateau porte-maquette et l'ensemble des éléments de guidage circulaires ainsi que le générateur de faisceau parallèle, étant supportés par une structure de support spéciale, et étant orientables par rapport à celle-ci. La simulation permet, er effet, de reproduire, et par suite de verifier, l'évolutIon de l'insolation de maquettes, en mettant en évidence les variations entre les zones éclairées et les zones restant dans l'ombre, au cours d'une journée donnée ou encore au cours de toute une année, et ceci pour n' importe quelle latitude. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description ci-apres, faite en regard des dessins annexés et donnant, à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation préférée. Dans ces dessins la. figure 1 est une vue avant du dispositif selon 11 invention la figure 2 est une vue de c8té, avec coupe partielle, de ce même dispositif, et la figure 3 en est une vue en perspective. Ces figures montrent les éléments suivants : un élément circulaire de guidage 1, un premier curseur 2, coulissant sur le premier élément de guidage, un second élément circulaire de guidage 3 fixé sur le premier curseur 2, un second curseur 4 coulissant sur le second élément de guidage 3 et portant un générateur de faisceau parallèle de lumière constitué par une source de lumière ponctuelle 5 et par un réflecteur parabolique 6 fournissant le faisceau lumineux parallèle 7, un disque 8 qui constitue le plateau portemaquette, et fixé sur le pivot 9 qui peut tourner sur le support central 10, les supports latéraux 11, un socle 20 sur lequel sont fixés ces supports latéraux 11 et le support central 10, un goniomètre 12 fixé sur l'un desaipports latéraux 11, le repère 13 inscrit sur le premier élément de guidage circulaire 1, les pivots 14 sur lesquels peut tourner le premier élément de guidage circulaire l, les bornes 15 servant à régler la position de l'élément de guidage circulaire 1 sur les supports latéraux 11, le repère 16 inscrit sur le support central 10, les maquettes 17 et le filtre 18. Le centre du disque 8 est confondu avec le centre des éléments de guidage circulaires 1 et 3, et l'axe géométrique du faisceau de lumière parallèle 7 passe par ce centre. Sur le disque 8 sont inscrits les points cardinaux qui, sur les figures, sont rappelés par les indications en N (nord), S (sud), E (est) et W (ouest). L'est et l'ouest se trouvent sur l'axe de rotation 19 du premier élément de guidage circulaire 1. De plus, le disque 8 peut tourner sur le support central 10 ; toutefois, cette rotation ne reproduit aucun mouvement apparent du soleil et elle constitue seulement un moyen permettant, au cas où cela serait utile, d'orienter les maquettes que l'on étudie. Le premier élément de guidage circulaire 1 matérialise le cercle de 11 écliptique. En fait, cet élément de guidage peut tourner sur les supports latéraux 11, grâce aux pivots 14 et être fixé à ceux-ci au moyen des bornes 15 ; ce premier élément de guidage peut prendre, par rapport à son axe de rotation 19, toutes les inclinaisons correspondant aux latitudes comprises entre l'équateur et les pôles. Lorsque le plan passant par le premier élément de guidage circulaire 1 est perpendiculaire au plan de travail constitué par le disque 8, on a la latitude qui correspond à ltéquateur ; au contraire, lorsque ce plan du premier élément de guidage est confondu avec celui du disque 8, on a les latitudes des pales, les inclinaisons intermédiaires reproduisent toutes les latitudes correspondant à l'hémisphère boréal et austral. Le second élément de guidage circulaire 3 peut coulisser sur le premier, au moyen du premier curseur 2, et, du fait qu'il est perpendiculaire à ce premier élément de guidage, il permet de donner au générateur de faisceau parallèle de lumière artificielle (qui simule le soleil et qui peut coulisser sur ce second guide circulaire au moyen du second curseur 4), toutes les positions comprises entre 23g27' à droite et à gauche, par rapport au plan qui passe par le premier élément de guidage circulaire, en matérialisant ainsi la trajectoire du soleil au cours de la translation. le montage exposé ci-dessus permet donc de simuler les deux mouvements apparents du soleil. En effet, en déplaçant, au moyen du second curseur 4, le dispositif générateur du faisceau parallèle de lumière artificielle le long du second élément de guidage circulaire 3, on détermine la déclinaison pour chaque jour de l'année, et si l'on fait coulisser ce second élément de guidage circulaire 3 le long du premier au moyen du premier curseur 2, on reproduit sur les maquettes 17, le mouvement diurne du soleil. De plus, on peut reproduire la latitude en faisant tourner le premier élément de guidage circulaire 1 sur ses supports latéraux 11. L'utilisation du dispositif selon l'invention est extrêmement simple et on la décrira ci-après Sur le disque 8, qui matérialise le plan passant par l'hori- zon terrestre du lieu où l'on veut simuler l'allure de la trajectoire apparente du soleil, on place les maquettes 17 à étudier, de manière qu'elles soient à l'intérieur de la tache lumineuse fournie par le faisceau de rayons parallèles 7. On fait tourner sur ses supports latéraux 11, le premier élément de guidage circulaire 1 (qui simule le cercle de l'écliptique), de manière qu'il fasse avec le disque 8 et par suite, avec le plan passant par ce disque, un angle égal à la latitude du lieu étudié. On règle ensuite le second curseur 4, qui coulisse sur le second élément de guidage circulaire 3, sur la valeur de la. déclinaison correspondant au jour voulu. En faisant ensuite coulisser le long du premier élément de guidage circulaire 1, le premier curseur 2, on obtient, sur les maquettes 17, la reproduction des variations de l'éclairement solaire que l'on aurait pour le lieu et le jour étudiés, depuis le lever jusqu'au coucher du soleil, ainsi que les positions exactes du lever et du coucher sur l'horizon. il est ainsi possible de vérifier l'évolution de l'insolation de la ou des maquettes 17 étudiées et d'en déduire les conclusions qui conviennent. On notera que la source de lumière 5 peut être remplacée par des sources de lumière de types divers (monochromatique, à spectre variable, laser, etc.) en vue de permettre les études d'optique les plus variées sur les échantillons étudiés. On peut encore disposer une source de lumière ponctuelle ou laminaire colncidant avec le faisceau de rayons parallèles, qui pourrait être utile aussi bien pour la mise au point du dispositif que pour toutes les études qui exigent cette forme particulière de rayons (réfraction). En outre, on peut, à l'aide de dispositifs appropriés, moduler la source de lumière 5 et/ou filtrer le faisceau de rayons parallèles 7 à l'aide de filtres appropriés 18. Enfin, on peut effectuer des études et des mesures comparées en éclairant directement par le soleil la maquette étudiée 17, posée sur le disque 8 et convenablement orientée. il est bien entendu que l'on peut apporter des modifications et, en particulier, changer les dimensions du simulateur, afin de l'adapter aux dimensions de la maquette à étudier, sans sortir du cadre de l'invention. -REVENDICATIONS- 1. Dispositif simulateur de la trajectoire apparente du soleil, constitué par un dispositif servant à simuler, sur des maquettes à échelle réduite, le rayonnement solaire, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il est constitué par un disque qui forme le plateau porte-maquette, par un premier élément de guidage circulaire, concentrique à ce disque et pouvant tourner autour d'un axe passant par le centre du disque, par un second élément de guidage circulaire, disposé perpendiculairement au premier élément de guidage, pouvant coulisser sur celui-ci et dont on peut régler la position à l'aide d'un premier curseur, ce second élément de guidage circulaire étant concentrique au disque et au premier élément de guidage circulaire, pa.r un dispositif servant à fournir un faisceau de lumière artificielle à rayons parallèles, coulissant sur le second élément de guidage circulaire et dont on peut régler la position par rapport à ce dernier, à l'aide d'un second curseur, ce disque et l'ensemble des éléments de guidage circulaires ainsi que le dispositif générateur du faisceau de lumière artificielle à rayons parallèles étant portés par une structure spéciale de support. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que sur l'un de ses supports est fixé un goniomètre servant à déterminer la position exacte du premier élément de guidage circulaire. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le disque est associé à un repère disposé sur le support central du disque. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe de rotation du premier élément de guidage circulaire est pratiquement dans 1è plan de la surface supérieure du disque. 5o Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif servant à fournir un faisceau de lumière artificielle à rayons parallèles est constitué par une source de lumière ponctuelle et par un réflecteur parabolique. 6o Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments de liaison et de fixation des curseurs sur les éléments de guidage circulaires, des éléments de guidage circulaires sur les supports latéraux et desdits supports latéraux sur le socle, sont constitués par des bornes à vis.