Brevet FR2570732A1 — publié le 19860328

La présente invention concerne une maison individuelle, ou tout autre édifice habitable, dont l'enveloppe extérieure est constituée d'un matériau composite léger ayant une forme de révolution autour d'un axe vertical lui permettant d'être orientée. Les autres systèmes d'habitation orientables connus font tourner l'ensemble de l'édifice, ce qui entratne des difficul- tés et des coûts très importants de réalisations avec d'énor- mes besoins en énergie pour permettre ces déplacements compte tenu de la masse, ainsi que des frais d'entretien élevés. Ces solutions ne sont pas réalistes. Pour toutes les autres formes d'habitation connues les parois extérieures restent fixes. Cette maison sera appelée dans tout ce qui suit "SPHERHOME"; sa forme extérieure privilégiée étant une sphè- re (ou un ovoúde pour les modèles plus importants). N'importe quelle forme de révolution pourrait convenir mais il faut aussi tenir compte de l'esthétique et des commo- dités d'aménagement de l'espace intérieur. La sphère ou l'o- voide sont des formes qui s'intègrent bien dans la nature et qui par ailleurs, présentent de nombreux avantages. Dans le cas de la "SPHERHOME", seule l'enveloppe exté- rieure tourne; l'intérieur de la maison reste fixe. Une partie importante de cette enveloppe sera vitrée permettant ainsi d'obtenir un effet de serre suivant les be- soins. Il sera possible de venir masquer cette grande partie vitrée devant une "paroi-volet" fixe de même dimension et qui sera de préférence orientée au Nord. Il suffit pour cela, de faire tourner l'enveloppe extérieure de la "SPHERHOME" au- tour de son axe vertical jusqu'à la concordance de la baie vitrée avec le volet. De même, il sera possible de choisir tout autre o- rientation de la "SPHERHOME" entre 0 et 36O en fonction du moment du jour, de la saison, de la vue, de l'éclairage, de la température, etc..., et ceci afin d'obtenir en permanence le confort maximum. Cette disposition permet d'avoir tous les avantages de la serre sans en avoir les inconvénients (trop froid 1i hiver sans soleil, et trop chaud l'été). Elle permet d'avoir en plus de nombreux autres avantages. Cette enveloppe mobile en rotation autour d'un axe vertical pourra être simplement animée automatiquement ou télécommandée par l'intermédiaire d'un moteur électrique de faible puissance. Il suffit d'un moteur de moins de 2 chevaux pour fai- re effectuer un tour complet en deux minutes à une enveloppe sphérique de 9 mètres de diamètre tel que décrit dans l'exem- ple qui suit. Pour compléter le système "SPHERHOME" il faut prévoir quelques portesfenêtres munies de volets qui fonctionnent à l'aide de moteurs électriques sur le principe des vitres au- tomatiques de voitures. Ces systèmes industrialisés ne coûtent pas cher et sont fiables. Il faut prévoir aussi quelques capteurs (température, position angulaire de l'enveloppe, fermeture des portes-fe- netres et volets, sécurité, etc...). La "SPHERHOME" peut être totalement pilotée par un mi- cro-ordinateur qui aura en mémoire tous les éléments permet- tant de faire fonctionner l1ensemble de façon optimisée ain- si que différents programmes d'utilisation. Ceci n'empêche pas aux habitants de faire fonction- - ner la "SPHERHOME" en télécommande manuelle et d'obtenir la configuration la mieux adaptée au moment présent. Par exemple: - Orientation de la grande baie vitrée face au coin repas pour passer à table. - Fermeture totale de la "SPHERHOME" en pleine journée pour regarder la projection d'un film sur un élément de l'enve- loppe sphérique traité comme un écran (téléprojecteur par exemple). - Position de l'enveloppe interdisant l'accès afin d'éviter d'être dérangé ou agressé. - Orientation de la baie vitrée la nuit pour l'observation des étoiles ou d'un point particulier du ciel. - Orientation de la baie vitrée pour observer les environs ou le paysage, attendre la venue de quelqu'un, etc... - Baie vitrée face au coin cuisine pour préparer les repas. - Baie vitrée face au bassin baignoire pour prendre un bain en plein soleil. - Rêglage de l'éclairage du jour, de la température, etc... en modifiant la position de la "SPHERHOME". - Déplacement de la baie vitrée et des portes-fenêtres pour le nettoyage de celles-ci sans avoir à bouger. A cet effet, un système de nettoyage automatique pour- ra être installé comportant une rampe fixe le long de l'enve- loppe verticalement à l'intérieur (et à l'extérieur côté "pa- roi-volet" de masquage). Cette rampe pourra, sur commande, envoyer de l'eau et animer un système de brins souples. Le déplacement latéral le long de la paroi se-fera par rotation de la "SPHERHOME" à faible vitesse. Plusieurs modes de fonctionnement automatiques pour- ront être obtenus et contrôlés par le micro-ordinateur. Exemples: - En position "ABSENCE PROLONGEE" la "SPHERHOME" sera animée de manière à conserver les meilleures conditions de maintien en température, éclairage naturel, aération, etc..., simple- ment en faisant tourner l'enveloppe tout au long de la jour- née en fonction des conditions extérieures. En hiver, au mo- ment le plus chaud de la journée, la baie vitrée se position- nera face au soleil. En été, à l'inverse, elle se positionne- ra le dos tourné au soleil avec une ventilation la nuit. Ces déplacements se feront en interdisant les accès de la SPHERHO- ME et avec un système de surveillance et d'alarme incorporé. De même, les plantes seront assurées d'avoir la quan- tité d'éclairage et d'ensoleillement qui leur est nécessaire. Dans ces conditions il ne sera pas utile de prévoir un chauf- fage d'appoint pour maintenir la maison en état. La "SPHERHOME" profite aussi de cette absence prolongée pour refaire le plein des accumulateurs d'énergie (si ceux- ci sont installés) en privilégiant l'exposition par rapport au confort intérieur. - En mode "ABSENCE BREVE": la "SPHERHOME" tient compte des heures de départ, de retour, prévus, etc... pour optimiser la température et l'accumulation en conséquence, toujours en orientant son enveloppe extérieure. Il peut s'agir des ho- raires de travail de la semaine qui sont programmés. - En mode "VIE PERMANENTE": le programme du micro-ordina- teur va privilégier les meilleures conditions de vie pour i' tre humain à l'intérieur de la "SPHERHOME" en orientant la baie vitrée et les portesfenêtres en fonction de l'heure du jour, de la saison (hauteur du soleil), des températures intérieures et extérieures des autorisations d'accès et de la sécurité demandée. La commande de fermeture pour la nuit sera déclenchée manuellement. A ce moment, toutes les portes-fenêtres et vo- lets se fermeront automatiquement et la grande baie vitrée viendra se placer en concordance avec sa "paroi-volet" fixe. Le micro-ordinateur peut alors contrôler que tous les accès sont bien fermés. I1 est ensuite possible de modi- fier par commande manuelle cet ordre établi, tel l'entrebail- lement de fenêtres et/ou volets, orientation différente de l'enveloppe pour l'observation du ciel, etc... De la même façon, au matin la "SPHERHOME" pourra se "réveiller" automatiquement à l'heure programmée ou par com- mande manuelle. On pourra alors l'orienter au mieux en fonc- tion de la saison, du temps et du soleil. Il y a une infinité de scénarios qui permettront d'a- méliorer la qualité de vie dans la "SPHERHOME". Tout ceci est possible grâce à une idée de base très simple qui fait l'objet de ce dépôt de Brevet et en utili- sant des matériaux et des techniques modernes, lesquelles techniques sont maintenant à des coûts abordables et présen- tent une grande fiabilité. Indépendamment des possibilités décrites précédemment, il est intéressant de signaler aussi d'autres avantages très importants qui sont liés à la forme sphérique (ou ovoide) et de ses aménagements. Tels par exemple: - Une impression d'espace et de clarté surprenante sur toute la surface "SEJOUR". - Une partie baie vitrée très importante qui arrive près du sommet de la calotte sphérique permettant l'observation du ciel la nuit. - Une très bonne circulation naturelle de l'air qui est amené sur la périphérie inférieure pour être aspiré dans le haut de la sphère, facilitant considérablement son recyclage. - Une très bonne acoustique liée au volume, aux formes sphé- riques et au traitement des parois intérieures. - Des lignes arrondies et douces dans l'architecture qui reposent et créent une impression de bien être et de dé- tente. - Une distribution particulièrement aisée, fonctionnelle et à moindre coût de l'électricité, eau, air, aspiration, etc... Pour compléter le système "SPHERHOME", le premier pro- jet qui doit être réalisé suivant cette technique comporte sur sa partie inférieure un espace bio-climatique d'environ 110 m2 habitables avec solarium, bassin piscine le long d' une baie vitrée, espace détente, studio indépendant, cave, etc... La forme donnée à cet espace bio-climatique de dé- tente est étudiée pour être en parfaite harmonie sur le plan esthétique et fonctionnel avec la "SPHERHOME". On profi- te de cet espace supplémentaire pour améliorer encore les caractéristiques de l'ensemble en matière de récupération et stockage des calories l'hiver, et frigories l'été. La simplicité des formes de base de cette architec- ture très moderne, la recherche de composants répétitifs et modulaires, d'automatismes simples et fiables, l'optimi- sation des volumes et des surfaces, permettent d'envisager, après industrialisation, des coûts très compétitifs de fa- brication. Contrairement à d'autres projets d'habitations en forme de calotte sphérique plaquée au sol et ne comportant qu'un seul niveau d'habitation en rez-de-chaussée, le mo- dèle de "SPHERHOME" décrit dans ce qui suit comporte trois niveaux totalisant environ 110 m2 habitables (+ 15 m2 en vide sur séjour). Cette disposition permet d'optimiser les surfaces de parois extérieures et les volumes habitables en utili- sant le deuxième et troisième niveaux surélevés par rapport au sol et constituant la pièce de vie principale. Les habi- tants peuvent ainsi observer les paysages environnants et le ciel, et se sentir plus en sécurité. De même, durant les périodes d'hiver ou de mauvais temps cette disposition est plus attrayante et donne moins l'impression d'être écrasée par les éléments extérieurs. Comparée à une maison traditionnelle ayant la même surface habitable sur trois niveaux, la "SPHERHOME" décrite ci-après qui dispose de 110 m2 habitables pour un diamètre extérieur de 9 mètres, permet un gain important sur les points suivants: - Surface des parois extérieures hors sol..... - 14 % - Surface au sol.............................. - 40 % Surface totale extérieure (parois + sol).... - 19 % - Volume total........ ...................... -9,7 % Ces gains vont contribuer à l'optimisation du chauffage..DTD: et minimiser les coats de la construction tout en conser- vant un confort supérieur. De même, la "SPHERHOME" étant conçue de manière très modulaire, après industrialisation elle peut se vendre en "KIT" et permettre un montage simple et rapide. Le gros-oeuvre et certains aménagements intérieurs restent à faire par les hommes de l'art. Dans l'exemple décrit ci-après, il est possible d'en- visager trois programmes de construction: - PROGRAMME 1: Construction de la "SPHERHOME" directement à même le sol et au moindre coût. - PROGRAMME 2: Construction de l'ensemble espace bio-cli- matique en sous-sol et de la "SPHERHOME" en une seule fois. - PROGRAMME 3: Construction dans un premier temps de l'es- pace bio-climatique seul qui peut être considéré comme une maison de vacances et de weeks-end très attractive. Puis, construction dans un deuxième temps (par exemple avant le départ en retraite), de la partie "SPHERHOME" qui est prévue pour se monter sur la terrasse de l'espace bio-climatique. Cette deuxième phase de construction peut se faire à moindre coût et progressivement, d'autant plus qu'il sera déjà possible d'habiter sur place, dans la partie espace bio-climatique. Cette façon de procéder doit être développée sur le plan commercial, et correspond aux aspirations de plus en plus marquées des consommateurs qui cherchent à participer de manière active à la construction et à l'aménagement de leur maison pendant leur temps libre. De manière plus générale, la présente invention va permettre d'améliorer la qualité de vie dans l'habitat en tenant compte des nouveaux éléments de civilisation qui interviennent sur cette fin de siècle. Cette nouvelle forme révolutionnaire a été obtenue en reconsidérant complètement les notions acquises jusqu'à ce jour en matière d'habitation individuelle, et qui s'est faite à travers les temps par diverses améliorations succes- sives, mais sans pour autant remettre en cause ce qui exis- tait précédemment. Il s'agit maintenant, de repartir "à zéro" et de ré- fléchir sur tout ce qui apporterait aujourd'hui un réel con- fort supplémentaire à l'homme compte tenu de ses nouvelles aspirations et de l'acquis technologique considérable qu'il faut pouvoir intégrer judicieusement. Cette nouvelle forme d'habitat peut aussi être con- sidèrée comme une solution d'urbanisation nouvelle pour d'é- ventuelles modifications de répartitions démographiques, qui permettraient un transfert des grands centres urbains vers la campagne. En effet, les progrès en télématique et informatique permettent aujourd'hui d'envisager sérieusement ces muta- tions sachant qu'une partie, de plus en plus importante des emplois, nécessitera de la "matière grise". Ces nouveaux em- plois de "concepteurs" pourront être créés à la campagne, d'o la nécessité de prévoir des formes d'habitat plus ap- propriées et fonctionnelles les incitant à franchir le pas. Il existe de nombreuses zones peu cultivables et mal exploitées, qui offrent malgré tout, un cadre de vie très agréable o ce nouveau type d'habitat pourrait parfaitement s'intégrer. Nous pouvons faire une rapide liste des qualités fonc- tionnelles de l'habitat idéal pour l'homme moderne, et qui sont précisément les caractérisitiques offertes par la "SPHERHOME". - Un échange thermique optimisé entre l'intérieur de la mai- son et l'extérieur. - Un éclairage naturel venant de l'extérieur et modulable (soleil, ombre, lumière réfléchie, etc...). - Une très bonne acoustique et isolement phonique. - La notion d'espace et de confort (bonne répartition des volumes intérieurs). - Une vue panoramique possible et sélective. - Une intégration aisée des équipements modernes tels que: Ecrans vidéo -Hifi - Téléprojecteurs - caméra - projec- tion - sécurité - Eclairages artificiels - Mobiles décora- tifs - Jeux - etc... - Une bonne répartition de l'apport climatique (chauffage d'appoint l'hiver, et rafraîchissement l'été). - L'assistance de micro-ordinateurs pour la gestion de l'ha- bitat et des automatismes (climatisation, exposition, tempé- ratures, ambiance de la serre, sécurité et alarmes, télé- transmission, volets et pare-soleil automatiques). - Privilégier un espace loisir et détente pour faire de la gymnastique, du sport, bassin natation et relaxation, bri- colage, jardinage, etc..., durant tous les mois de l'année. Cette liste n'est pas exhaustive mais elle fait res- sortir que la maison moderne doit permettre, pour un coût raisonnable de construction et d'entretien, d'offrir à l' homme un espace protégé pour lui permettre ces activités diverses à l'abri des variations climatiques extérieures, qui sont extrêmes sous nos lattitudes. La difficulté sera de faire accepter ces nouveaux concepts tant l'individu est attaché, en matière d'habita- tion, aux valeurs traditionnelles qui reposent sur un ac- quis culturel qui nous vient du passé, et dont il est dif- ficile de faire abstraction. Toutefois, les jeunes d'aujourd'hui sont sensibili- sés et passionnés par les techniques de pointe, d'autant plus que celles-ci rejoignent les efforts de conquête spa- tiale entreprise par l'homme et qui lui permettront d'at- teindre une autre dimension. Cette nouvelle forme d'habita- tion est une approche qui va aussi dans ce sens... - D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux à la lecture de la description donnée à titre indica- tif mais non limitatif d'un modèle de "SPHERHOME" préféré à ce jour de l'invention, ainsi que des dessins annexés sur lesquels: - La figure 1 est une vue de l'ensemble simplifiée re- présentant un modèle de "SPHERHOME" avec à sa base l'es- pace bio-climatique qui lui est adjoint. - La figure 2 est une vue en coupe de ce modèle de "SPHERHOME". - Les figures 3, 4 et 5 représentent des détails gros- sis de la structure générale sur la figure 2. - La figure 6 est une représentation à plat symbolisée des différents panneaux qui constituent l'une des façons possible de réaliser l'enveloppe extérieure de la SPHE- RHOME qui peut tourner autour de son axe vertical. - La figure 7 est la vue en coupe résumant une des fa- çons de réaliser les éléments de l'enveloppe sphérique. Les figures 8 et 9 représentent deux autres formes de "SPHERHOME" possibles pour des édifices plus importants. Une forme en anneau et une forme ovoïde. * L'enveloppe sphérique 1 des Figures 1,2, 8 et 9 peut tourner autour de l'axe vertical V. Les niveaux 2, 3, et 4 sont fixes et solidaires de l'embase circulaire 5 sur la- quelle repose l'enveloppe sphérique 1 par l'intermédiaire d'un système de roulement circulaire qui est représenté Fi- gure 5, et qui exerce une force F i de soutien. Ce système de roulement peut être constitué de mul- tiples façons. Il peut être comme dans la Figure 5 constitué de billes d'acier 6 maintenues à distance les unes des au- tres par des anneaux reliés entre eux et constituant la ca- ge de roulement. Ces billes 6 peuvent rouler dans une gorge circulai- re 7 sur l'embase 5 permettant ainsi à l'enveloppe sphérique 1, qui repose sur ces billes 6, de pivoter. Le chemin de roulement circulaire peut aussi être constitué par des roulettes fixées à la partie inférieure de l'enveloppe sphérique 1, lui permettant ainsi de rouler sur l'embase circulaire 5. Pour faciliter la rotation de l'enveloppe sphérique, consolider sa position et mieux répartir les charges et con- traintes de la structure, il peut être intéressant de pré- voir un autre chemin de roulement 8, voir Figure 3. Ce chemin de roulement 8, disposé en couronne autour de l'axe V, repose sur le tube extérieur 9 concentrique au tube 10. Il soutient la partie supérieure de l'enveloppe sphérique 1. Une pression F2 est exercée de bas en haut sur l'enveloppe sphérique i. Cette pression F2 est ajustable en enfonçant les coins Il ou par tout autre procèdé. Ainsi le poids de l'enveloppe sphérique 1 est réparti sur la circon- férence de l'embase 5 et sur le tube 9. Suivant la tenue de l'enveloppe 1 il peut ne pas être utile de prévoir le chemin de roulement supérieur 8. Les tubes 9 et 10 reposent sur la partie centrale du niveau 4 de la "SPHERHOME". L'intérieur du tube 10 permet d'évacuer à l'extérieur de la "SPHERHOME" les fumées et l'air usé. Entre les tubes 9 et 10, et par les orifices 12 prati- qués sur la périphérie supérieure du tube 9, est aspiré l'air de la '"SPHERHOME" qui est recyclé. L'air neuf sera introduit en grande partie par des bouches d'arrivées situées sur la péri- phérie du niveau 3. Les autres détails de la Figure 3 montrent un dispo- sitif d'évacuation des fumées qui évite d'avoir une cheminée saillante sur le sommet de l'enveloppe sphérique, ce qui nui- rait beaucoup à l'esthétique de l'ensemble vu de l'extérieur. Sur la Figure 4 le système 13 permet de maintenir 1' enveloppe sphérique 1 dans son axe de rotation V. Il sera disposé plusieurs systèmes 13 solidaires du niveau 3, et placés à sa périphérie. Le système 13 est constitué d'une roulette 14 qui tourne autour d'un axe 15 et qui maintient une pression F3 sur l'enveloppe sphérique 1 par le ressort 16. D'autres sys- tèmes peuvent convenir pour réaliser la même fonction. Il est aussi possible de s'affranchir de ce dispositif si par ailleurs, le système de roulement de l'enveloppe sphérique 1 et l'enveloppe elle-même le permettent. Pour parfaire le système de rotation de l'enveloppe il est prévu une étanchéité à l'intersection des plans de rotation_ Sur la Figure 5 le dispositif 17 est constitué d'une goulotte circulaire qui est plaquée contre l'embase 5. Cette goulotte est remplie d'un liquide neutre et peu enclin à s'évaporer, dans lequel coulisse un cerclage 21 solidaire de la base de l'enveloppe sphérique 1. On obtient par ce procédé une étanchéité parfaite. Une jupe 18 constituée d'éléments souples permet d'a- méliorer l'isolement et protège le système de roulement. Il est possible de mettre cette goulotte d'étanchéi- té à l'extérieur de l'embase circulaire 5 en la laissant na- turellement se remplir avec les eaux de pluie. Le joint 19 de la Figure 4 est constitué d'un matériau léger, type feutrine, permettant à l'enveloppe sphérique 1 de glissser avec un minimum de frottement. Ce joint doit aus- si avoir de très bonnes propriétés d'isolement thermique, et surtout, d'isolement acoustique. Le joint 20 de la Figure 3 doit être très souple afin d'absorber les différences de concentricité de l'envelopppe sphérique i avec le tube central 10. La corde en nylon 22 de la Figure 5 est maintenue en place sur la périphérie de l'embase de l'enveloppe sphérique 1 par l'intermédiaire d'une goulotte solidaire du cerclage 21. Cette corde 22 fait office de courroie et fait le tour de l'embase circulaire qui lui sert de poulie. Un système de motorisation est prévu qui sera mis en place à un endroit approprié du niveau 2 (exemple: dans la buanderie). Ce système comporte des galets de renvoi et de guidage de la corde 22, un rouleau d'entraînement sur lequel la corde 22 va faire plusieurs tours afin d'avoir un coeffi- cient d'adhérence suffisant pour entraîner l'enveloppe sphé- rique 1, un moteur électrique avec son réducteur de vitesse qui va faire fonctionner l'ensemble. Il faut aussi prévoir un entraînement de secours par manivelle qui peut être placée directement en bout du rou- leau d'entratnement. On peut imaginer d'autres systèmes d'entratnement qui pourront convenir tout aussi bien. Celui qui est décrit est très simple et facile à entretenir. Cette simplicité est per- mise compte tenu de la grande lenteur des mouvements (maximum 1 tour complet de l'enveloppe 1 en 1 minute) et du peu de dé- placements à effectuer (en moyenne l'équivalent de 2 à 3 tours maximum par jour). Le système de rotation de l'enveloppe sphérique 1, qui est décrit précédemment peut être réalisé de différentes fa- çons. Toutefois, pour qu'il soit satisfaisant il faut respec- ter: * Une bonne géométrie des parties en contact pour la rota- tion avec des écarts faibles (chemins de roulements, gui- dages, joints d'étanchéité). * Une bonne qualité des composants roulants (chemins à bil- les, roues avec roulements à billes, etc...). Ceci afin de mattriser parfaitement les couples qui seront nécessai- res pour l'entralnement, et avec un coefficient d'adhé- rence minimum au départ afin d'avoir un petit moteur pour cette animation (2 ou 3 chevaux doivent suffire.) * Un poids minimum de l'enveloppe sphérique 1 qu'il faudra déplacer en rotation et qui doit aussi, présenter une i- nertie minimale (environ 3 tonnes pour l'exemple décrit correspondant à une enveloppe de 9 mètres de diamètre). * Un système simple et robuste d'entraînement motorisé avec possibilité de reprise manuelle. * Prévoir aussi, les capteurs de contrôles qui sont in- dispensables, tel le positionnement angulaire. L'enveloppe sphérique 1 comporte une partie impor- tante en baie vitrée 23 dont l'angle d'ouverture dans 1' exemple décrit d'environ 100, avec un axe 24 incliné à par rapport à l'horizontal. Cette inclinaison permet de capter un maximum du ra- yonnement solaire durant les périodes d'hiver et de mi-sai- son sous les lattitudes de l'Europe, de l'Amérique du Nord, etc... Cette baie vitrée 23 représente une surface d'environ m2 dans l'exemple décrit. Cet axe 24 de la baie vitrée va donc pivoter autour de l'axe vertical V et sera positionné en fonction de la saison position et intensité du soleil, etc... La "paroi-volet" 25 sur les figures 1 et 2 exposée au Nord de préférence, a la même forme et la même surface que la baie vitrée 23. Elle est aussi inclinée à -0 par rap- port à l'horizontal. Une pellicule d'air, d'environ 10 cms d'épaisseur, existe entre cette "paroi-volet" 25 fixe et 1' enveloppe sphérique 1 mobile. Cette "paroi-volet" 25 est constituée de la même fa- çon et avec les mêmes modules de construction, que l'envelop- pe sphérique 1. La différence de rayon d'environ 25 cms qui existe, entre ces deux formes sphériques n'est pas gênante compte tenu de l'espace prévu et qui n'a pas besoin d'être précis. Le poids de cette "paroi-volet" 25 est faible puis- qu'il est constitué à partir de matériaux légers (environ 700 Kgs pour l'exemple choisi). Il sera donc fixé au sol par l'intermédiaire d'une structure de soutien à sa base et re- posera sur la partie haute de l'enveloppe sur des roulettes placées sous le volet pour être protégées. Un système d'étan- chéité 28 simple, sera prévu sur le pourtour de la "paroi- volet" 25 afin d'assurer un bon isolement thermique et acous- tique, et pour empêcher la prise au vent. La "paroi-volet" 25 peut aussi être mobile en rotation autour de l'axe vertical (V) en prévoyant sa structure de sou- tien sur des roulettes guidées le long d'un rail circulaire concentrique à l'embase 5. La "paroi-volet" 25 peut aussi être solidaire de deux bras latéraux articulés suivant un axe horizontal, passant par le centre (uniquement dans le cas d'une sphère). Cet axe est matérialisé par des pivots situés de part et d'autre, et diamétralement opposés de l'enveloppe 1. Ces deux dernières possibilités permettent d'augmenter les combinaisons d'occultation, de protection et de capta- tion d'énergie de la "paroi-volet" 25 qui est cette fois-ci mobile. Toutefois, la complexité du système est notablement accrue. De même, il sera possible de prévoir un arrosage sur la partie supérieure permettant à l'eau de ruisseler le long de la paroi sphérique de l'enveloppe 1 avec un système de nettoyage incorporé. Cette possibilité d'arrosage permet aussi de maintenir l'été une température fratche à l'intérieur de la structure en positionnant, tout ou partie, de la baie vi- trée 23 sous la "paroi-volet" 25 et en faisant ruisseler de l'eau sur celle-ci qui prélèvera des calories en s'évaporant. Cette baie vitrée 23 pourrait être constituée d'un vitrage en polycarbonate d'une seule épaisseur de 4 à 6 mm compte tenu de la possibilité de protection sous la "paroi- volet" 25 dès que les échanges thermiques avec l'extérieur deviennent défavorables. De plus, il est intéressant dans certains cas, que les échanges thermiques puissent s'effectuer à travers la baie vitrée ainsi qu'il a été dit plus haut. L'utilisation du polycarbonate, ou d'un autre compo- sé synthétique transparent avec une seule épaisseur, diminue le poids et le coût de cette baie vitrée tout en renforçant la sécurité par rapport à une solution avec double ou triple vitrage en verre. Dans l'exemple de "SPHERHOME" qui est décrit, il est prévu deux emplacements d'accès privilégiés au niveau 3 de la Figure 1. Un premier accès, dit principal, suivant l'axe 31 côté Est situé à l'angle de 72' par rapport à l'axe Nord (N), et un deuxième accès (sur balcon ou autre) suivant l'axe 32 côté Ouest situé à l'angle 288 (- 72 ) par rapport à l'axe Nord (N). Il est, par ailleurs, prévu sur la périphérie de l'enve- loppe sphérique i: - 7 portes-fenêtres avec volets coulissants qui sont motori- sés et télécommandables. - 1 porte-fenêtre située au niveau 4 à l'opposé de la baie vitrée. - 3 portes-fenêtres situées au niveau principal 3 respecti- 257O732 vement à 72 , 180 , 28B , de l'axe Nord (N) pour une posi- tion de 180 (plein Sud) de l'axe 24 de la baie vitrée. - 3 portes vitrées au niveau inférieur situées sous les por- tres vitrées du niveau principal 3 et donnant directement accès sur la terrasse inférieure ou le sol. La partie "SPHERHOME" constitue un ensemble d'habitation en tant que tel. Il est toutefois possible de prévoir une par- tie en sous-sol supplémentaire d'accueil de cette structure, qui contribuera encore à améliorer la qualité de vie et les possibilités de l'ensemble. Dans l'exemple qui est décrit, il s'agit d'un espace BIO-CLIMATIQUE qui se décompose comme suit sur la Figure 1: - Une terrasse circulaire 33 sur laquelle repose la SPHERHO- ME légèrement décentrée sur l'arrière. Cette terrasse 33 repose elle-même sur deux murs porteurs 34 formant un an- gle de 90 et sur des parois disposées sous la périphérie inférieure de la terrasse 33. - Sur l'avant exposé plein Sud de préférence, une baie vitrée en arc de cercle sur environ 120 et inclinée à 45 , per- met une exposition maximale au soleil. Cette baie vitrée sera décomposée en panneaux droits tous identiques, assem- blés en deux groupes et pouvant coulisser sur deux rails concentriques 36 et 37. Il est possible d'ouvrir, tout ou partie, cette baie vitrée jusqu'à un recouvrement sur la moitié de la longueur totale. Cette ouverture variable sui- vant la convenance, pourra être orientée Sud-Est ou Sud- Ouest. - Une piscine 38, en forme d'arc de cercle, est prévue sous cette baie vitrée afin d'être exposée au mieux au soleil. - Sur le côté gauche vue de face, il est prévu un passage 39 suffisant pour garer une voiture. De même, sur le côté droit il est prévu un passage d'environ un mètre de largeur. Deux rails concentriques situés sur le haut en 40 de la baie vitrée 35 la soutiennent et lui permettent de cou- lisser. Différents systèmes et automatismes simples sont pré- vus pour occulter la baie vitrée 35 en fonction de l'enso- leillement en éliminant ou récupérant les calories disponi- bles suivant la saison et le degré d'ensoleillement. De même, la piscine 38 est recouverte en permanence par un système qui lui permet de récupérer au mieux les ca- lories disponibles en surface en évitant l'évaporation qui rendrait cet espace saturé d'humidité. Cette couverture de piscine 38 s'escamote dans le fond lorsque celle-ci est utilisée par un système simple (qui doit faire l'objet d'un autre dépôt de brevet). Les calories ou frigories récupérées sur la baie vi- trée 35 et sur la piscine 38 peuvent être stockées dans les fondations de l'espace BI0-CLIMATIQUE (système accumulateur- échangeur à chaleur latente). Ces calories ou frigories emma- gasinées seront ensuite utilisées pour chauffer ou refroidir l'espace BIO-CLIMATIQUE et la "SPHERHOME" par un système à cir- culation d'air pulsé approprié. L'intérieur central de l'espace BI0-CLIMATIQUE est utilisable à des fins de détente: gymnastique - jeux - pis- cine - bricolage - réceptions - etc... Il se prête bien aussi à une décoration originale et à la culture de plantes exoti- ques nécessitant de la lumière, de la chaleur et de l'humidi- té. Sur l'espace habitable restant en périphérie, il est possible de prévoir par exemple: - 1 hall d'entrée 41, - 1 cellier + cave, - 1 local technique, - 1 petit studio d'habitation complet avec son ca- binet de toilette attenant, - 1 porte-fenêtre donnant accès directement à l'ex- térieur, - et 1 autre donnant accès sur l'espace central de loisir. Il est prévu aussi un escalier/ascenceur 42 qui part du fond de l'espace BIO-CLIMATIQUE pour mettre en communica- tion, de l'intérieur, trois niveaux (espace BI0-CLIMATIQUE, niveau 2, niveau 3). Une rampe 43 est placée autour- de la terrasse 33 ainsi qu'un escalier extérieur 44 permettant d'accéder à la terras- se 33, avec un autre escalier dans son prolongement permettant ensuite d'atteindre l'entrée principal de la "SPHERHOME" qui est située suivant l'axe 31. La figure 6 fait apparaître les différents modules représentés à plat qui constituent le modèle de "SPHERHOME" décrit. Un découpage simple de l'enveloppe sphérique 1 peut être obtenu suivant le principe connu de la décompositon d'une sphère suivant 12 pentagones et 30 hexagones réguliers. D 'autres découpages peuvent être utilisés de la même façon. par exemple: - 12 pentagones uniquement ou 12 pentagones et 30 triangles équilatéraux, etc.. Pour le modèle de "SPHERHOME" qui est décrit, les élé- - ments obtenus suivant le découpage choisi présentent un très bon compromis esthétique, taille, poids, surface, résistance, transportabilité, qui va faciliter leur fabrication et leur montage suivant des techniques simples. Les éléments en forme d'hexagones numérotés 3,4,13,14, 19, sont en fait, directement adjacents entre eux et avec le pentagone 9. Ils forment la baie vitrée en forme de calotte sphérique. De la même façon, les éléments numérotés 32,33,35, 36,37, et 34, sont adjacents et sont confondus avec les pré- cédents. Ils constituent la "paroi-volet" 25 décrite précédem- ment qui est fixe et exposée côté Nord suivant une inclinai- son de 30' par rapport à l'horizontal. La nomenclature de ces éléments peut se décomposer ainsi: 1 Qté 1: Pentagone supérieur avec aména- gement pour cheminée et évacua- tion de l'air usé et des fumées 2-32-335-5-35-36- Q2té 11: Hexagones pleins constituant 17-18-37-20-21- les "murs" et les "paroi- volets" (dont 5 paroi-volets). 7-8-34-10-11- Qté 7: Pentagones pleins constituant 23-24- les "murs" et les "paroi-volets" (dont 1 paroi-volet). 3-4-13-14-19- Qté 5: Hexagones avec vitrage poiy- carbonate. 9 Qté 1: Pentagone avec vitrage poly- carbonate. 6-12-15-16- Qté 4: Hexagones équipés avec portes- fenêtres + volets coulissants. 22-25-26- Qté 3: Pentagones équipés avec portes- fenêtres + volets coulissants. 27-28-29-30-31- Qté 5: Hexagones (fraction) avec in- tersection plane constituant 1' embase de il'enveloppe sphéri- que l. TOTAL Qté 37 ELEMENTS PREFABRIQUES REPARTIS SUIVANT 8 MODELES. Chaque élément de la nomenclature vue précédemment peut être réalisé à l'aide de résines armées Figure 7. Coté intérieur de l'enveloppe sphérique 1 une première coque 50 et 51, de faible épaisseur (environ 3 mm), peut être moulée en résine armée en plusieurs couches.'Il en est de même côté extérieur pour les coques 52 et 53. Ces coques sont ensuite emboitées et soudées entre elles afin d'être complètement étanches. L'espace entre ces deux coques est préalablement renforcé par une structure alvéolaire légère mais résistante 57 et 58, qui peut aussi être un remplissage de mousse in- jectable à cellules ouvertes. Un ensemble 50,52,57, ainsi constitué peut être un élément pentagone ou hexagone préfabriqué. Il en est de même pour un ensemble 51,53,58, avec une vitre 56 qui peuvent cons- tituer un élément vitré pentagone ou hexagone. Une valve 59 permet de faire un vide partiel dans les éléments autres que baie vitrée pour améliorer encore l'iso- lation thermique et acoustique avec l'extérieur. Un organe * de contrôle visuel et un "micro-contacteur seront aussi pré- vus afin de pouvoir vérifier la qualité du vide partiel de chaque élément pour le reconstituer périodiquement. De même, le "micro-contacteur" qui est actif contact fermé lorsque le vide partiel est satisfaisant, pourra signaler une fuite à 1' organe central de contrôle automatiquement. Cette fuite peut intervenir naturellement dans le temps si le vide partiel n'a pas été reconstitué, il peut aussi intervenir brutalement en cas d'effraction déclenchant ainsi une alarme. Les différents éléments sont ensuite assemblés entre eux par l'intermédiaire de bandes 55 collées et/ou boulon- nées. Un espace 54 est prévu dans les joints d'assemblage des éléments pour permettre le passage des câbles de télé- commandes, télésignalisations, alimentations électriques, etc... Pour les éléments vitrés des joints 60, et gouttières 61, doivent permettre d'assurer l'étanchéité avec une fixa- tion par serrage suivant 62. L'exemple de réalisation de la Figure B fait apparai- tre un modèle de "SPHERHOME" à l 'échelle 1/200ième pour un édi- fice plus important qui pourrait être une salle d'exposition, musée, restaurant, ou autre... Le principe de fonctionnement est identique à ce qui a été décrit précédemment avec la possibilité de disposer de deux "parois-volets" 25 et deux baies vitrées 23. Dans cet exemple les trois niveaux de la "SPHERHOME" to- talisent 1.625 m2 aménageables pour la section en anneau cir- culaire et 3.700 m2 pour la section représentée en pointillé en forme d'ovoide. L'exemple de réalisation de la Figure 9 fait apparai- tre un modèle de "SPHERHOME" à l'échelle 1/200ième pour un édi- fice en forme d'ovolde abritant toujours trois niveaux, et comportant au total 1.550 m2 aménageables. La construction de ces édifices est particulièrement aisée en mettant d'abord en place l'intérieur de la structu- re bâtie à partir d'une colonne centrale avec des poutres et piliers allant vers l'extérieur. La structure extérieure vient se monter ensuite et repose sur un chemin de roulement motorisé. L'accès principal dans ces structures, peut se faire par une rampe inclinée partant de l'extérieur et aboutissant en sous-sol au pied de la cage de distribution intérieure. Il peut être donné, à titre indicatif, le résumé des principales caractéristiques d'un premier projet de "SPHERHO- ME" qui doit être réalisé avec son espace BIO-CLIMATIQUE: CARACTERISTIQUES DE LA "SPHERHOME" CORRESPONDANT A LA FIG. 1 * Diamètre de l'enveloppe sphérique extérieur....... 9 mètres * Hauteur hors tout................................ 8 mètres * Diamètre du cercle apparent de la calotte vitrée.. 6,5 mètres * Angle d'ouverture de la calotte vitrée, environ... 100 * Angle d'inclinaison de l'axe de la calotte vitrée, par rapport à l'horizontal........................ 30 * Surface correspondante vitrée, environ............ 40 m2 * Surface de la calotte sphérique arrière, qui cons- titue la "paroi-volet" fixe, correspondant à la la baie vitrée, environ... ..................... 45 m2 * Surface extérieure (hors sol)...............DTD: ....... 226 m2 * Surface au sol...................... 33- m2 * Surface totale extérieure........................ 259 m2 * Volume total.............DTD: ........................363 m3 * Diamètre intérieur du cercle de base, environ.... 5,5 m..DTD: * Diamètre habitable équivalent, correspondant au ni- - veau inférieur. 6,5 m Surface habitable correspondante............... 33 m2 * Diamètre utile du niveau intermédiaire habitable.. 8,5 m Surface habitable correspondante.................. 56,7 m2 * Diamètre utile du niveau supérieur habitable...... 6,75m Surface habitable correspondante (sans l'espa- ce vide sur le salon)........................... 21 m2 * Surface de l'espace vide sur salon................ 15 m2 * Surface totale habitable, environ................ 110 m2 * Poids approximatif d'un élément pentagonal consti- tuant l'enveloppe sphérique...................... 80 Kgs * Poids approximatif d'un élément -hexagonal........120 Kgs * Poids approximatif de toute l'enveloppe sphérique. 3tonnes * Poids approximatif de la "paroivolet" arrière...700 Kgs * Roulement de l'enveloppe sphérique à la base et... sur la partie supérieure, sur billes ou roulettes à billes. * Maintien latéral et guidage de l'enveloppe sphéri- que par système de roulettes à billes avec res- sorts fixés sur la périphérie du plateau intermé- diaire. * Entraînement de l'enveloppe sphérique par système courroie/corde nylon, moteur électrique réducteur de puissance............ ..................2..... CV * Vitesse d'entraînement......................DTD: ... 0.5 tour/ Mn * Déplacement angulaire autour de l'axe vertical de- 108B à +468 * soit au total................................. 1,6tour..DTD: * Puissance consommée en 24 H pour tous les automa- tismes, qui peut être limitée.à-. 100 VA * Ouvertures constituées par des portes-fenêtres (PF) motorisées avec volets motorisés coulissants de haut en bas dans l'enveloppe sphériue: - Niveau inférieur Qté 3 (PF) - Niveau principal Qté 3 tPF) - Niveau supérieur Qté 1 (PF) * Escalier d'accès extérieur partant du niveau de la terrase circulaire et débouchant sur un palier situé à 72' par rapport à l'axe Nord. * Escalier ascenseur intérieur qui distribue l'espace BIO-CLIMATIQUE, le niveau inférieur et le niveau principal. * Escalier en colimaçon qui fait la liaison entre le niveau principal et le niveau supérieur. * Climatisation par air puisé avec stockage d'énergie par chaleur latente dans le sol. * Aménagement des trois niveaux: - Niveau inférieur (33 m2): 1 chambre/bureau, 1 chambre 1 buanderie, 1 salle de bains et WC. - Niveau principal (56,7 m2): 1 cuisine au Nord-Ouest, WC, Hall d'entrée, Placards de rangement situés au Nord-Est, Sur toute la partie avant le séjour avec le coin-repas, mini-bar, bassin-baignoire, cheminée située à environ 0,75 mètre en ar- rière du centre. - Niveau supérieur (21 m2): équipé en chambre principale surmezzanine avec un espace libre surplombant le séjour, salle de bains et WC. rangements et sto- ckage eau chaude. * Circuit d'aspiration de la poussière. * Circuits de télécommande, télésignalisation, alarme intégrés à la structure. * Capteurs de position, température, ensoleillement, alarmes, niveaux d'eau, etc... raccordés sur le mi- cro-processeur. * Micro-processeur et programmes de fonctionnement de l'ensemble avec possibilité de reprise en mode ma- nuel. * Ensemble chargeur-batteries donnant une autonomie de fonctionnement à la "SPHERHOME" de 1 semaine. CARACTERISTIQUE DE L'ESPACE BIO-CLIMATIQUE ASSOCIE A LA "SPHERHOME" * Diamètre de la terrasse supérieure................ 11,7 m * Surface aménageable totale........................ 110 m2 * Longueur de la baie vitrée en arc de cercle....... 19,8 m * Rayon de la baie vitrée à la base. .............. 8,10m * Angle d'ouverture de la baie vitrée à partir de son centre, environ............................... 120 * Inclinaison des vitres de la baie................. 45 * Longueur de la piscine en arc de cercle sous la baie vitrée....................................... 10,3 m * Largeur de la piscine............................. 2,5 m * Profondeur de la piscine.......................... 1,5 m..DTD: * Surface restante autour du bassin pour loisir, ap- proximativement................................... 45 m2 * Autres aménagements: - Hall d'entrée, - Cave + cellier, - Studio complet pour habitation, * Local technique derrière l'escalier-ascenseur. * Possibilité de garer une voiture sur un cOté de la piscine. * Possibilité de stockage en chaleur latente sous la dalle jusqu'à........ ........................... 40 m3..DTD: * Système de récupération de calories, ou de frigo- ries, sur la baie vitrée et la piscine. * Etc... Bien entendu, l'invention décrite n'est nullement li- mitée au mode de réalisation décrit et représenté à titre d' exemple. Elle est susceptible de très nombreuses variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les critères-recher- chés, et sans que l'on s'écarte pour cela, du cadre de l'in- vention. C'est ainsi que il'on peut extrapoler des formes ovoi- des beaucoup plus grandes permettant d'abriter des Sociétés, théatres, restaurants, et autres locaux publiques leur don- nant un aspect futuriste, fonctionnel et très attractif. I1 semble pourtant que ce genre de structures ne doi- vent pas être très hautes afin de mieux s'intégrer dans le paysage environnant, et qu'il soit intéressant de ne pas dé- O10 passer trois niveaux aménageables; le troisième niveau com- porte un vide plongeant sur le deuxième niveau, qui est le niveau principal de vie. De manière générale, toutes les formes de révolution conviennent (cylindres, tronc de cône, etc...). 2570732- R. IE: %101 1-E 1%-J 1) IlI F 1 JC F'tEI'REwID I C={T I 0 r4EB 1 - Structure habitable constituée d'une enveloppe extéri- eure (1) qui est une surface de révolution caractérisée en ce que celleci peut tourner autour de son axe (v). Cet axe est de préférence vertical, l'intérieur de la structure (2-3-4) est fixe. Cette enveloppe extérieure (1) comporte une baie vitrée (23) de grande surface pouvant donner un effet de serre si be- soin. Par nature, cette baie vitrée (23) sera orientable puis- que solidaire de l'enveloppe extérieure (1) qui peut tourner. Une portion de surface fixe (25) placée a l'extérieur, épou- se la forme de révolution de l'enveloppe (1). Cette portion de surface (25) constituera une "paroi-volet" d'occultation pour la baie vitrée (23) qui peut venir, tout ou partie, en super- position en tournant autour de son axe (V). Cette "paroi-volet" (25) d'occultation sera de préférence orientée au Nord. L'ensemble constitue un ESPACE BIO-CLIMATIQUE. 2 - Structure habitable suivant la revendication I caracté- risée en ce que la base (5) de son enveloppe extérieure (1) comporte un chemin de roulement permettant à celle-ci de pivo- ter ou, d'une manière plus générale, qui comporte un ou plusi- eurs moyens quelconques associés de guidage et de roulement lui permettant de pivoter autour de son axe (V). Il est souhaitable que l'angle de rotation possible soit supérieur ou égal à 1 tour. - Structure habitable suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'un système d'entratnement et de contrôle de l'orientation de l'enveloppe extérieure (1) autour de son axe (V) soit prévu. A4 - Structure habitable suivant les revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comporte des capteurs de position, température, alarmes, etc..., ainsi qu'un microprocesseur per- mettant de faire fonctionner l'ensemble suivant des programmes pré-établis afin que cette structure habitable devienne un es- pace BIO-CLIMATIQUE ACTIF en mesure de s'asservir aux contrain- tes extérieures telles: saisons, température, ensoleillement, humidité, force du vent, jour/nuit, verrouillage des accès, alarme en cas d'intrusion, etc... - Structure habitable suivant la revendication 1-caracté- risée par le fait que la surface de révolution (1) est une ca- lotte sphérique. dû - Structure habitable suivant la revendication 1 caracté- risée par le fait que la surface de révolution est une forme ovoidale. 7 - Structure habitable suivant la revendication i caracté- risée par le fait que la surface de révolution est une forme tronc conique, cylindrique, et de manière générale, tout autre forme ou assemblage de formes de révolution. 8 - Structure habitable suivant les revendications 1,5,6 et 7, caractérisée en ce que la portion de surface (25) est cette fois-ci mobile en rotation autour de l'axe vertical (V) permet- tant ainsi des combinaisons supplémentaires d'orientation avec visibilité extérieure de la baie vitrée (23) en supprimant l'angle mort de masquage qui apparait nécessairement si cette "iparoi-volet"(25) est fixe. Cette solution est un peu plus in- téressante mais plus complexe. EP - Structure habitable suivant les revendications 1,5 et 8, caractérisée en ce que la portion de surface (25) est, cette fois-ci, mobile en rotation autour d'un axe horizontal qui pas- se au centre de-l'enveloppe sphérique (1) perpendiculairement au plan de symétrie verticale de la baie vitrée (23). Cet axe de rotation horizontal pourra être rendu solidaire de l'enveloppe sphérique (1). Ceci permet d'envisager des combinaisons supplémentaires et de pouvoir, entre autre, se servir de cette "paroi-volet" qui est orientable en site et azimut comme d'un capteur solai- re efficace, ou d'un bouclier contre chaud et froid. Toutefois cette solution est beaucoup plus complexe et gnéreuse à mettre en oeuvre. - Structure habitable suivant les revendications 3 et 4, caractérisée en ce qu'elle sera active suivant plusieurs mo- des possibles en fonction des programmes pré-établis tels: présence permanente des occupants, présence temporaire dans la journée, régime en cas d'absence, etc..., et qui pourra aussi être commandé manuellement. 1 1 - Structure habitable suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle pourra aussi comporter un sous-sol aménagé, tel par exemple: espace BI0-CLIMATIQUE, cave, etc.... ou qui pourra être mise en place sur un édifice déjà existant, ou à construire.