Brevet FR2564534A1 — publié le 19851122

L'invention a pour objet un dispositif pneumatique de production de vagues dans un milieu liquide et son procédé de mise en oeuvre. Ledit milieu est contenu notamment dans une piscine. A présent les piscines sont surtout destinées à la compétition sportive, à l'éducation, rarement à l'attraction plaisante. Or, à ce jour, il se développe des parcs de loisirs. Dans ces parcs de loisirs les plans d'eau ne sont pas que des piscines destinées à la compétition, mais des plans d'eau créés pour s'amuser avec l'eau. Les vagues ont toujours été d'un grand attrait pour les utilisateurs qui veulent jouer dans l'eau. Cependant les dispositifs actuels n'ont pas permis de développer la production de vagues artificielles dans les piscines. Les vagues sont créées naturellement par un transfert d'énergie fournie par le vent, les marées, les courants, des modifications du sol. Les vagues artificielles sont produites par des variations de pression en un point quelconque du volume d'eau. La puissance de la variation de pression commande la puissance des vagues, le rythme de la variation de pression commande la fréquence desdites vagues. Les premiers dispositifs ont été des dispositifs mécaniques qui agitent l'eau par des pistons, des plaques oscillantes, des vilebrequins. Ces installations mécaniques sont soumises à de gros efforts . Elles sont en contact direct avec l'eau, ce qui engendre de nombreux problèmes de maintenance. Voir notamment le Brevet FR-A 2322250 déposé le 27 août 1976. Ces dispositifs produisent des vagues dont la forme, la vitesse et la longueur sont fixes. D'autres dispositifs pneumatiques comme le brevet SCHUTER BOES FR A 1.578.113 et le brevet ENGWALL Wo.82/01225 décrivent des dispositifs créant des vagues en modifiant la pression d'eau d'une ou de plusieurs chambres d'air communiquant avec le milieu liquide, une pompe et/ou un ventilateur faisant varier le coussin d'air dans ladite chambre à air et ainsi faisant varier le volume existant de liquide dans ladite chambre à air. La formation des vagues déferlantes est obtenue par soufflage d'air intermittent à la surface de l'eau de caissons disposés côte à côte en bout du bassin. Ces caissons sont en communication directe avec l'eau du grand bassin, par une ouverture à leur partie inférieure. Ces dispositifs ont un avantage, c'est qu'aucune pièce de l'équipement pneumatique n'est en contact avec l'eau. Cependant ces derniers dispositifs présentent encore de grands inconvénients. Ainsi ces dispositifs nécessitent la construction d'une piscine spécialement adaptée. Dans le cas d'un bassin existant, il est nécessaire de reprendre tout le fond dudit bassin afin d'avoir une pente adéquate aux performances de la machine à vagues. Or, les machines à vagues ci-dessus décrites peuvent effectivement former plusieurs types de vagues, mais dans un nombre limité. C'est pourquoi le bassin doit être adapté aux performances des machines à vagues. Ainsi, il y a un mauvais contrôle des vagues du fait notamment d'une mauvaise et trop lente régulation des ventilateurs. Ces mauvaises performances sont dues au fait que la régulation du soufflage de l'air se fait par des clapets disposés en aval des ventilateurs. Le ventilateur compresseur est disposé devant un clapet qui dirige alternativement l'air dans un caisson puis dans l'autre. Les caissons sont donc disposés par paires et sont ainsi alimentés par un seul ventilateur compresseur pour les deux caissons.Il s'ensuit que chaque paire de caissons ne peut avoir que la disposition suivante : l'un en compression, l'autre en dépression, ce qui explique que l'on soit limité dans la création des vagues. Avec ce dispositif, il est impossible d'obtenir une variation d'environ quatre vingts centimètres du niveau de l'eau en moins d'une seconde. Le disposif, selon l'invention, tend à résoudre ces problèmes. Le dispositif, selon l'invention, est pneumatique, il permet de programmer tous les types de vagues en fonction du bassin existant. I1 réalise des vagues plus attractives et différentes dans un bassin naturel ou artificiel. En particulier, le dispositif permet de faire varier très rapidement, de l'ordre d'un ou de plusieurs dizièmes de seconde, la pression d'un ou de plusieurs coussins d'air, d'une ou de plusieurs chambres à air ou caissons. Le dispositif permet donc de faire varier très rapidement et à volonté le soufflage d'air intermittent à la surface de l'eau des caissons. A cet effet, le dispositif, selon l'invention, régule le soufflage d'air intermittent à la surface de l'eau des caissons par la régulation de l'aspiration de l'air en amont des ventilateurs centrifuges. En amont des ventilateurs centrifuges, des inclineurs règlent le débit et la pression de l'air qui pénètre dans les ventilateurs centrifuges. Un ou plusieurs registres rotatifs modulent l'action graduée des inclineurs qui règlent ainsi la puissance, la forme et la fréquence des vagues. Chaque caisson ou chambre à air est alimenté par un ventilateur centrifuge. Il est donc possible d'obtenir toutes les formes de vagues. Les dessins ci-joints permettront aisément de comprendre l'invention. Ils représentent un mode de réalisation préféré selon l'invention avec plusieurs applications. La figure 1 est une vue schématique du bassin, d'un caisson ou chambre à air, d'un registre de décompression, d'un générateur pneumatique ou moyen de soufflage, d'un registre et d'un inclineur modulable. La figure 2 est un ensemble de vues en coupe d'un inclineur agissant toutes les 2,5 secondes, du clapet de décompression et de la formation des vagues correspondantes. La figure 3 est un ensemble de vues en coupe mettant en évidence la formation d'une vague par déplacement. La figure 4 est un ensemble de vues en coupe mettant en évidence la formation d'une vague déferlante. La figure 5 est une vue en plan de caissons en séries agissant pendant une ou deux secondes. La figure 6 est une vue en plan de caissons en séries agissant avec un intervale de 0,4 seconde. La figure 7 est une vue en plan de caissons en séries agissant tous au même moment. La figure 8 est une vue en plan de caissons en séries agissant pendant une ou deux secondes avec un intervalle de 0,8- seconde. La figure 9 est une vue en plan d'un bassin et d'une série de caissons. La figure 10 est une vue d'un tableau synoptique mettant en évidence l'ouverture et la fermeture des caissons. Le dispositif 1, selon l'invention, permet, pour former une vague, de faire varier le niveau de l'eau par exemple de quatre vingt centimètres en une seconde. Le dispositif 1 est composé d'un ou plusieurs caissons 2 ou chambres à air qui sont en communication directe avec l'eau du grand bassin 3 par une ouverture 4 à leur partie inférieure. L'air est soufflé à la surface 5 de l'eau 6 contenue dans chaque caisson 2. L'air est soufflé par un ventilateur centrifuge 7. De manière à faire varier le débit et la pression d'air soufflé à la surface 5, un inclineur et un registre rotatif 8 sont disposés en amont dudit ventilateur. Cet inclineur et le registre rotatif 8 modifient l'arrivée d'air aspiré en au moins une seconde et ce de manière modulée. Le volume d'air introduit dans les caissons 2 de compression est régulé automatiquement par un microprocesseur 9 dont le programme est évolutif en fonction du désir du conducteur de la machine à vagues. Au sommet du caisson 2 ou chambre à air es-t disposé un clapet de décompression 10, 10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F, qui est également asservi au microprocesseur 9. Un clapet antiretour 12 est disposé au niveau de l'arrivée 13 de la gaine 14 du ventilateur centrifuge 7, 7A, 7B, 7C, 7D, 7E. Ce clapet antiretour 12 évite que l'eau entre par la gaine 14. Une batterie de dispositif 1 compose la machine à vagues. Les caissons 2 sont placés dans le bassin 3, leur emplacement est déterminé en fonction de l'orientation que l'on veut donner aux vagues. Le nombre de caissons 2 est fonction des caractéristiques des vagues que l'on veut obtenir. Le sens des vagues peut varier indifféremment, toutes les orientations peuvent étre obtenues, leur direction est déterminée par la position des caissons 2 dans le bassin 3. Ainsi la machine à vagues est réglée conformément à la définition du bassin 3 et non pas l'inverse, c'est-à-dire que le bassin est réglé en fonction des possibilités de la machine à vagues. Les figures 2 à 9 mettent en évidence les exemples des formes de vagues que l'on peut obtenir et les paramètres qu'il faut modifier pour obtenir ces formes. Dans la figure 2, la phase est de plus ou moins, 2,5 secondes. De bas en haut les actions de l'inclineur 8 et du clapet de décompression sont les suivantes 2A. Inclineur 8 ouvert 2B. Inclineur 8 fermé 2C. Clapet de décompression 10 ouvert 2D. Clapet de décompression 10 ouvert 2E. Inclineur 8 ouvert 2F. Inclineur 8 fermé. Les flèches F1 et F2 indiquent le passage de l'air soit sur la surface 5 de l'eau 6, soit le passage de l'air par le clapet de décompression 10. Dans la figure 3, la vague est formée par déplacement. 3A. Inclineur 8 ouvert 3B. Inclineur 8 ouvert 3C. Inclineur 8 ouvert 3D. Clapet de décompression 10 ouvert partiellement 3E. Clapet de décompression 10 ouvert partiellement 3F. Inclineur 8 ouvert. Dans la figure 4 4A. Inclineur 8 ouvert 4B. Clapet de décompression 10 ouvert 4C. Clapet de décompression 10 ouvert 4D. Inclineur 8 ouvert 4E. Inclineur 8 ouvert 4F. Clapet de décompression 10 ouvert partiellement. Cet exemple met en évidence le rôle du clapet de décompression 10. L'eau revient plus ou moins brutalement dans le caisson 2, l'action du clapet de décompression 10 permet de créer une vague plus ou moins ronde, déferlante ou pas. Dans un même bassin, des dispositifs sont disposés en batterie côte à côte ou à des endroits différents. Chaque caisson 2 ayant son ventilateur centrifuge, la vague n'a pas toujours la même forme de front 11. Les figures 5,6,7 et 8 mettent en évidence l'action que peut avoir chaque dispositif 1 pour former la forme du front de la vague. Dans la figure 5 Les inclineurs 8 suivants sont ouverts en 1,2 seconde, 8A, 8C, 8E, ouverts en 1,2 seconde 8B,8D, ouverts en 1,2 seconde 8A,8C,8E, ouverts en 1,2 seconde Le front de la vague forme une sinusoide. Dans la figure 6 tous les inclineurs 8 sont ouverts avec un intervalle de 0,4 seconde. Le front de la vague forme un biais. Dans la figure 7 tous les inclineurs 8 sont ouverts en même temps et pour la même période. Le front de la vague forme une droite. Dans la figure 8 les inclineurs 8 suivants sont ouverts deux par deux: Inclineurs 8A, 8B, 8E et 8F ouverts en 1,2 seconde Inclineurs 8C, 8D fermés. Le front de la vague forme une sinusoïde différente de celle représentée à la figure 5. La figure 9 est une vue en plan d'un bassin et d'une série de caissons 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G. La figure 10 représente un tableau dans lequel les abscisses représentent le temps en secondes, les ordonnées les caissons 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F et 2G. Le trait épais 15 représente le temps où le caisson 2 est sous pression, le trait fin 16 représente le temps où le clapet de décompression est ouvert. REVENDICATIONS 1. Dispositif de production de vagues dans un milieu liquide par soufflage d'air intermittent à la surface (5) de l'eau (6) de caissons ou chambres à air (2), en communication directe avec l'eau du grand bassin (3), par une ouverture (4) à leur partie inférieure caractérisé par le fait que chaque caisson (2) est alimenté par un générateur pneumatique (7), que des moyens de régulation d'air peuvent faire varier très rapidement le débit et la pression de l'air soufflé à la surface (5) de l'eau du ou desdits caissons (2), que chaque caisson (2) est muni de moyens de décompression (10), que les moyens de régulation d'air (8) et les moyens de décompression (10) peuvent être asservis à un microprocesseur (9) permettant ainsi de programmer à volonté les vagues à produire. 2. Dispositif de production de vagues selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le générateur pneumatique (7) est un ventilateur centrifuge. 3. Dispositif de production de vagues selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé par le fait que le moyen de régulation de la pression et du débit d'air (8) est placé en amont du ventilateur centrifuge (7), de manière à réguler l'air à l'aspiration. 4. Dispositif de production de vagues selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3 caractérisé par le fait que le moyen de régulation de la pression et du débit d'air (8) est réalisé par un ensemble d'inclineurs et registres rotatifs à action modulée. 5. Dispositif de production de vagues selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 ou 4 caractérisé par le fait qu'un ventilateur centrifuge (7) alimente en air chaque caisson (2) ; une gaine (14) vient déboucher dans la partie supérieure dudit caisson (2). 6. Dispositif de production de vagues selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5 caractérisé par le fait qu'au niveau de l'ouverture (13) de la gaine (14) est disposé un clapet antiretour (12). 7. Dispositif de production de vagues selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou 6 caractérisé par le fait que chaque caisson (2) comporte dans sa partie supérieure un clapet de décompression (10). 8. Dispositif de production de vagues selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7 caractérisé par le fait que chaque clapet de décompression est asservi à un micro-processeur (9). 9. Dispositif de production de vagues selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8 caractérisé par le fait que le dispositif (1) est composé d'un ou plusieurs caissons (2) ou chambres à air qui sont en communication directe avec l'eau du grand bassin (3) par une ouverture (4) à leur partie inferieure ; l'air est soufflé à la surface (5) de l'eau (6) contenue dans chaque caisson (2) ; l'air est soufflé par un ventilateur centrifuge (7) de manière à faire varier le débit et la pression d'air soufflé à la surface (5), un inclineur et un registre rotatif (8) sont disposés en amont dudit ventilateur ; cet inclineur et lue registre rotatif (8) modifient l'arrivée d'air aspiré en au moins une seconde et ce de manière modulée ; le volume d'air introduit dans les caissons (2) de compression est régulé automatiquement par un micro-processeur (9) dont le programme est évolutif en fonction du désir du conducteur de la machine à vagues ; au sommet du caisson (2) ou chambre à air est disposé un clapet de décompression (10) qui est également asservi au microprocesseur (9). 10. Dispositif de production de vagues selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9 caractérisé par le fait que les caissons (2) sont placés dans le bassin (3), leur emplacement est déterminé en fonction de l'orientation que l'on veut donner aux vagues le nombre de caissons (2) est fonction des caractéristiques des vagues que l'on veut obtenir ; le sens des vagues peut varier indifféremment, toutes les orientations peuvent être obtenues, leur direction est déterminée par la position des caissons (2) dans le bassin (3). 11. Procédé pour la mise en oeuvre du dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10 caractérisé par le fait que la variation du débit et de la pression de l'air soufflé à la surface (5) de l'eau (6) contenue dans chaque caisson (2) est produite au moyen d'un inclineur et/ou un ou plusieurs registres rotatifs (8) disposés en amont dudit ventilateur (7).