Brevet FR2410293A1 — publié le 19790622

La présente invention a pour objet à titre de produit industriel nouveau, un dispositif qui modifie à distance la direction des rayons lumineux ou autres radiations traversant un gaz en faisant varier de façon organisée l'indice de réfraction d'un point à l'autre du gaz par des ondes de pression émises et entretenues par une source et en constituant des dioptres gazeux dynamiques par ondes de pression. Elle s'applique aux techniques de l'optique, de l'utilisation è'er- gique des rayonnements en particulier solaires, de la protection contre ces rayonnements. Ce dispositif est remarquable en ce qu'il comporte l'association d'un Gaz Ambiant et d'une Source d'ondes entretenues, pour former un système dynamique de déviation de pinceaux de radiations à l'aide d'ondes de pression entretenues dans le gaz par la source chaque masse de gaz entre deux surfaces d'onde agissant comme un dioptre optique classique par suite de la variation d'indice de réfraction due aux différences de pression instantanée entre les points à pression maximum dans le front, de l'onde et les points à pression minimum en arrière du front. Ce dispositif est aussi remarquable par le système d'émission et de contrôle des ondes permettant d'adapter la forme geométri- que de leurs surfaces d'ondes successives, l'amplitude de pression relative, la modulation ondulatoire de cette amplitude dans le front d'onde, la fréquence de l'émission, aux changements de direction et aux guidages des radiations souhaitées. Ce dispositif est par ailleurs remarquable parce que, pour certaines applications, il comporte en plus des composants pré cédents une Enveloppe extérieure du Gaz Ambiant augmentant l'effet directif des dioptres gazeux en maintenant stationnaire ces ondes, alors que pour d'autres applications il fonctionne sans cette enveloppe, en particulier à l'extérieur ot l'air atmosphérique est le gaz associé à la source pulsante. Ce dispositif tend à remplacer ou compléter par effet dynamique, l'action des systèmes optiques statiques de guidage des radiations par réflexion ou réfraction tels que miroirs, dioptres, prismes, lentilles en matières transparentes ou réfléchissantes. I1 est d'application particulièrement intéressante dans les domaines ot interviennent les énergies transportées par les radiations : protection par effet divergent, contre la chaleur des fours ou des incendies et contre l'effet de serre du soleil à travers des vitrages, collecte par effet de convergence, de l'énergie solaire dans l'air atmosphérique ; en utilisant dans ce dernier cas des ondes émises à très basses fréquences et peu absorbées, il concentre directement les rayons solaires traversant l'atmosphère. I1 s'agit d'une technique entièrement nouvelle, Une forme d'exécution de l'invention est décrite ci-après à titre indicatif et nullement limitatif en se référant aux dessins annexés. La figure 1 présente l'invention dans son ensemble avec un exemple d'ondes déviant les radiations. La figure 2 représente un détail-type de source communément utilisable. Les figures 3 4 5 représentent différents modèles de sources permettant d'obtenir des ondes à surfaces d'ondes de formes diverses et donc des dioptres gazeux à courbures tridimentionnelles variées. La figure 6 représente une source et un type d'alimentation permettant de faire varier la forme de la surface d'ondes dioptriques de façon continue ou programmée. Suivant la figure 1, l'invention comporte une source pulsante 1, un gaz ambiant 2 organisé par cette source en tranches isobariques parallèles 3, un réseau d'alimentation en énergie 4, un ensemble de contre et d'entretien de pulsations 5, une source d'énergie auxilliaire 6, un relayage 7 d'asservissement du réseau 4et de la source 6 à un boitier de commande 8. Eventuellement il peut être adjoint une enveloppe 18 contenant le gaz 2 et réfléchissant les ondes 3. Suivant la figure 2, la source pulsante 1 est composée d'une pièce massive en matière dure et très réfléchissante 9 entourée en vis à vis de un ou plusieurs émetteurs d'ondes de pression 10 sur des supports conduisant les embranchements du réseau 4 jusqu'à ces émetteurs à partir d'un distributeur 13. Chaque émetteur 10 comporte éventuellement une conque directive 11 concentrant en partie l'émission dans un pinceau conique 14 restreint et en vis à vis d'une portion réduite de la surface de la pièce 9.Le distributeur 13 est soit fixe soit sélectif ; dans ce dernier cas il alimente sélectivement tout ou partie des émetteurs 10 et régule ainsi l'ouverture d'angle solide d'émission de la source pulsante 1 Suivant les figures 3, 4, 5, la forme réfléchissante de la pièce 9, le nombre d'émetteurs 10, leurs distances à la pièce 9 et leurs interdistances peuvent être adaptées à la création d'ondes 3 de formes et courbures variées adaptées à un problème déterminé avec des émetteurs en phase. Sur la figure 4, la pièce 9 a une surface sphérique en creux et l'émetteur 10 est en son centre. Suivant la figure 6, la pièce 9 est sphérique ou hemisphéri- que et les émetteurs 10 sont disposés concentriquement. Le distributeur 13 comporte alors sur chaque branchement un adaptateur de décalage de phase d'un des types trouvés dans le commerce et qui n'est donc pas décrit ici. Le décalage des phases est programmé soit à l'avance, soit'par le système 7. I1 s'ensuit la production d'ondes de forme programmée. Dans une forme de l'invention les émetteurs 10 sont des éclateurs diélectriques. Mais ils peuvent aussi être des vibreurs mécaniques, électriques ou pneumatiques, des orifices de décompressions, des générateurs d'ondes de choc, des lasers de chocs. Suivant la même forme limitative de l'invention le réseau 4 est un réseau de câbles électriques, la source auxilliaire d'énergie 6 est du type électrique conventionnel l'ensemble de contrôle 6 et l'avertissement 7 sont électromagnétiques avec condensateurs d'étincelage. Dans les autres formes d'alimentation le réseau 4 peut-etre formé de câbles électriques, de tuyauteries de gaz, de tuyauteries de liquides raccordés à une source d'énergie 6 adaptée à celle-ci et contrôlés par l'ensemble 5 et l'asservissement 7 qui peuvent être mécaniques, électriques, électromagnétiques, électroniques, pneumatiques ou une combinaison de ces procédés. La description interne des pièces 4, 5, 6, 7, 10 et 11 n'est pas donnée puisque seul leur emploi simultané entre dans le cadre de l'invention et qu'il s'agit d'appareils courants du domaine public. Le fonctionnement du dispositif de l'invention résulte de sa composition. Suivant la figure 1, la source 6 fournit de l'énergie primaire à l'ensemble 5 qui suivant régulation par relayage 7 et boitier 8, la module en énergie secondaire ondulée et la fournit au réseau d'alimentation 4. Suivant la figure 2 et la figure 6 le distributeur 13 répartit cette énergie secondaire entre les émetteurs 10 en apportant, s'il y a lieu, des décalages de phase entre eux. Suivant la figure 2, les émetteurs 10 alimentés créent alors en phase ou avec décalage de phases, des séries d'ondes ondulées ou d'ondes de choc projetées vers la surface de la pièce 9 en pinceaux étroits 14. Ces ondes sont réfléchies par la surface de 9 dans le gaz 2 en ondes progressives de pression 3 suivant les lois de la mécanique des fluides et les principes de Fermat et Huygens. Suivant les figures 3, 4, 5 et 6, les dispositifs créent des ondes progressives de pression dont la forme, la courbure sont adaptées au cas recherché de guidage des radiations. A chaque surface isobare du gaz 2 est associée dans l'onde progressive, une valeur de l'indice de réfraction du gaz d'après les lois de la physique ; cette valeur est variable de façon alternée en passant d'une surface isobare à l'autre et le gaz est ainsi décomposé en série de dioptres gazeux parallèles se déplaçant avec la célérité de l'onde porteuse. Suivant la figure 1, un pinceau étroit de radiations pénétrant dans le gaz à la vitesse de la lumière rencontre instantanément la série de dioptres gazeux et est dévié. Dans la mesure oh l'émission d'ondes progressives est uniforme, il en résulte une déviation moyenne utile variable avec la longueur d'onde du pinceau de radiations. La figure 1 est en elle-meme un exemple d'application à la collecte de l'énergie solaire, les rayons solaires étant concentrés vers la source pulsante auprès de laquelle l'énergie radiante est fortement augmentée et peut alors être plus rentablement recueillie par un capteur. Avec des ondes de basse fréquence très peu amorties par l'air atmosphérique, le volume de radiations concentrées est très grand meme si à distance par suite de la décpmpression des ondes les déviations sont faibles. Dans une autre forme d'application, le gaz est contenu dans une enveloppe 8 étanche ou pseudo-étanche et sa pression absolue moyenne est amenée à une valeur augmentant l'importance relative de la variation d'amplitude de pression instantanée de l'onde sur la variation d'indice de réfraction par un système 15 de compresseur ou de machine à vide. Toutefois, les formes, dimensions et dispositions des différents éléments pourront varier dans la limite des équivalents comme d'ailleurs les matières utilisées pour leur fabrication sans changer pour cela la conception générale de l'invention qui vient d'être décrite. REVENDICATIONS 1 - Dispositif qui dévie les radiations par association d'une source de pulsation d'ondes de pression entretenues et d'un gaz entourant cette source en créant dans ce gaz des dioptres gazeux organisés mobiles ou stationnaires. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la source de pulsation est alimentée à partir d'une source énergétique, par l'ensemble d'un réseau et d'un système de contrôle-commande modulant la fréquence et les variations d'amplitude des pulsations de la source. 30- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la source pulsante comprend, en vis à vis à des distances variables ou uniformes, une surface réfléchissante de forme variée et dure et des émetteurs de pulsations en nombres variables raccordés au réseau d'énergie par des ramifications à partir d'un distributeur. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les émetteurs de pulsations sont entourés par une conque directive concentrant leur émission en un pinceau. 5 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le distributeur et le réseau comportent un système de réglage du phasage des émissions d'ondes et de sélectivité des émetteurs en service. 60- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les émetteurs sont des éclateurs diélectriques, des vibreurs mécaniques ou électriques ou pneumatiques, des orifices de décompression, des générateurs d'ondes de choc, des lasers. 70- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le gaz entourant la source est contenu dans une enveloppe d'un corps solide ou souple, opaque ou transparent aux radiations. 80- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la pression moyenne absolue du gaz entourant la source est fixée par surpression ou vidage de l'enveloppe.