Brevet FR2585866A1 — publié le 19870206

DESCRIP2ION écran sustenté de dimension modulable, basse résolution il consiste en une vaste image étendue à 300 m d'altitude au plafond de la T.8ilA, diffusant une information propre aux manifestations d'importance : concerts de musique populaire, premieres de cinéma, rnanifestations sportives ou tout simplement support commercial, foires expositions, support publicitaire. Le matériel est proposé en location pour des séances d'une durée relativement courte et en rapport au genre de la manifestation, autonomie de 4 à 5 heures la veille ou sur l'instant de l'évènement. L'émission lumineuse est du type thermoluminescence constituée point par point sur une superficie de 5500 m2 environ et visible de la sorte en haute altitude dans un rayon de 10 km. La constitution de l'ensemble s'articule comme suit de ballon air chaud en mode captif supportant une bande de 10 m X 55 m garnie de points lumineux. Chacune des bandes s'ajuste côte à côte au nombre voulu et formant la longueur de l'image. (Figure 9/12). Le ballon d'air chaud est un ballon air chaud en mode captif enveloppe du type S (Figure 1/12). Ce ballon est constitué d'une enveloppe de moindre résistance mécanique par rapport aux montgolfières homologuées mais présènte un avantage supérieur en résistance thermique, ceci dû à l'utilisation de polyéthylène haute densité (1) traité à l'aide de couche d'oxgall et d'ignifugeant pour plastiqué (en teneur de silicate de potassium), ceci permet de dépasser sans inconvénient la barre des 1400 admise communément pour ce genre de ballon, son rendement moyen pour une bonne tenue en sustentation étant inférieur à 1000. Les fuseaux seront assemblés en fils nylon par coutures et finalenent joints par bandes adhésives. La ju;,e du ballon é-tant similairement adjointe à l'aide des coutures est constituée de fibres polyamides : N0EX (2) assurant une résistance thermique supérieure à 3000. Pour des raisons de répartition de charge, on adjoint à la partie inférieure du ballon un cercle de charge (3) en aluminium relié à la jupe dans l'axe des coutures par des filins monotorons 180/100e. A l'extremité supérieure du ballon, se situe un orifice d'environ 2 m d'envergure appelé panneau parachute (4) et constitué d'un disque de polyéthylène joint au bord de l'enveloppe à 11 aide de bande "VELCRO" (5) permettant le dégonflage du ballon à l'atterrissage ; ce disque est retenu au ballon par des sangles de caoutchouc (6). Une corde fixée en étoile à chacune des sangles et débouchant à l'extremité inférieure du ballon en permet le décollement (9). Sur ce même ballon se situe au niveau de 11 équateur une sonde thermique (7) communiquant les ordres de fonctionnement au relais de pilotage automatique à l'aide d'un fil courant le long de l'enveloppe (8). La figure 2/12 indique la présence d'un maillage en fibre synthétique ignifugée englobant le ballon pour la répartition et le maintien d'un second cercle de charge supportant le travail du ballon. Cote du ballon Volume : 327 m3 Diamètre équateur : 7,95 Superficie 1 205 m2 Poussée du ballon comprise entre : g X327 G,400 Descriptif du brûleur et système de pilotage (Figure 3/12) Bâti tubulaire constitué d'une mâchoire (10) emprisonnant une bouteille de propane du type Worthington de 87 cm de haut, 33 de diamètre, poids à vide : Il kg, capacité : 20 kg de propane. La figure 4/12 montre le mode de fixation de la mâchoire insérée dans les logements de la bouteille et scellée à l'aide d'une courte chaîne et d'un cadenas. Au sommet de la mâchoire se situe une articulation constituée de 2 fragments de tube en équerre (11) permettant au brûleur un mouvement dans les axes Est-Ouest et Nord-Sud, ce qui le rendra constamment centré par rapport au cercle de charge et l'embouchure du ballon, ceci pour les cas de fléchissement de l'ensemble par un grain ou une turbulence atmosphérique. Le bâti en forme de H supportera l'ensemble du brûleur et la fixation au ballon (12), celui-ci constitue l'élément solidaire à l'enveloppe se servant de la bouteille comme aplomb. (13) (14) (15) forment le circuit du propane : un robinet quart de tour, un manomètre de pression, une spire de réchauffement, la sortie du gaz se faisant en (16), puis en (19) à l'aide d'un gicleur de 2 à 3,5 mm. Un second circuit de gaz permet d'alimenter une veilleuse pour l'allumage du brûleur (17). Le cône situé au-dessus de l'ensemble est formé de clinquants métalliques et assure le mélange air-gaz (18). Le bloc (20 - 21 - 22) forme le pilotage de l'ensemble dont un servo-moteur relié au robinet quart de tour par une tringlerie, d'un récepteur de fréquence pour la télécommande interférant les ordres du relais de pilotage automatique, ce qui permettra un surplus d'actions au brûleur ou un pilotage manuel au sol pour la redescente progressive. Pour ce qui est du circuit de gaz, le dispositif n'a été nullement modifié par rapport au circuit couramment conçu pour les montgolfières, en outre le système de pilotage automatique est étudié par un électronicien ayant adapté le système pour ce cas particulier et donne le moyen de règlage et de mise au point maximum. La figure 5/12 donne une idée de l'assemblage des bandes et de leurs fixations au ballon, c'est-à-dire chaque ballon soutient un hauban (23) de mailles serrées solidaires d'une armature PVC (24) à son extrêmité inférieure qui a pour rôle de supporter la nappe (25) constituée elle-même en mailles de 17,5, donc 57 mailles X 314 soit 17898 mailles (il est à noter que cette nappe ainsi que la pointe sont ignifugées classe M 1) l'extremité inférieure est rigidifiée par une armature similaire à celle de l'extrêmité supérieure. La jonction et l'ajustement de chacune des bandes se font à l'aide d'un système à 3 poulies fixées en bout d'armature au pied du hauban emprisonnant un aller et retour de fils nylon monotorons 180/100e (Figure 6/12). Ce système permet la montée ou la descente de l'une ou l'autre des bandes juxtaposées indépendamment l'une de l'autre et assurant d'une certaine manière la flexibilité à l'ensemble. Ge système permet de même une descente guidée de la bande prise de la sorte entre les La figure 7/12 donne une idée de la proportion d'une image sur 3 bandes. Pour une sécurité accrue, on peut moaifier les normes de résistance des matériaux en remplaçant par exemple le filin 180/100e par du 250/100e ou bien le maillage en double ou renforcé du fait que ces paramètres ntentrent pas vraiment en ligne de compte pour l'équilibre de l'ensemble. La rampe-guide (Pigure 8/12) est un bâti formé de 2 rails ancrés au sol par des pals métalliques (26). Enfilés dans ces rails, une quantié de chariots correspondant au nombre de bandes soutiennent des enrouleurs (27) chargés d'avaler le double filin (28) de chaque ballon au moment de la redescente de l'image, bande par bande, ou de sélectionner une voie de guidage pour la descente d'une bande intermédiaire en déplaçant tel ou tel chariot vers la droite ou vers la gauche du rail tout en laissant un espace de 10 m (largeur de l'armature). La figure 9/12 donne une idée de la constitution de l'ensemble, l'image, les guides et le rail ainsi que du moyen de stabilisation de l'image verticalement et latéralement. Les filins partant sur les côtés seront reliés chacun d'eux à un enrouleur du même type, solitaire avec un seul filin à avaler, à 20 de l'axe du rail, de 50 à 100 m. Les deux bandes extrêmes correspondant à ces enrouleurs ne sont constituées que d'une poulie simple à leurs bords extérieurs. Le fonctionnement des enrouleurs se fait par l'interme- diaire d'un moteur électrique de faible puissance ne servant qu'à rattraper le mou du filin. il est fixé indépendamment sur chaque arbre hexagonal situé à droite de l'enrouleur et maintenu d'une patte sur le stator par le piton de blocage situé à la périphérie de l'enrouleur. Je précise en passant que ces enrou eurs travaillent la totalité du temps en butée. La figure 10/12 indique les points d'ancrage de l'acastillage et l'aplomb de l'écran formant un équilibre permettant à l'ensemble d'éviter les flux d'air excessifs tout en restant solidaire. Dans ce même jeu d'équilibre vient s'ajouter un lestage complémentaire au nombre de points chargés sur chaque bande ren- dant à chacune d'entre elles la même inertie. Ce leste est réparti sur la structure inférieure des nappes supportant ces points de lumière. La partie hachurée indique la surface nécessaire au lancement de l'écran bande par bande. En cours d'opération, on effectue des corrections de poussée sur les ballons à l'aide d'une console de pilotage constituée d'émetteurs fréquence par fréquence à chaque ballon. Le veilleur se place à bonne distance en avant de 11 image pour une bonne évaluation de la tenue. La console de correction est du style Joystick - une ligne par ballon avec coupure du pilotage automatique. La figure 11/12 est un exemple d'étude possible sur ce genre de matériel et donne une idée de la résolution d'image constituée. Il est à noter que cette planche n'est pas à observer d'une manière stricte puisque nombre de paramètres visuels ne peuvent paraître dans la condition présente. On peut ajouter que l'obscurité forme la base de l'image contrairement à la feuille, que l'on joue sur l'opacité ou la transparence par le support du point, qu'il faut tenir compte de la diffraction de la lumière et du rayonnement en rapport à la masse d'air que l'image traverse etc... Ces points de lumière sont constitués chacun d'eux de gobelet plastique (figure 12/12) ignifugé contenant 5 grammes environ de 30 % de stéarine et 70 % d'hydrocarbure et d'une mèche assurant au minimum 4 heures de combustion. Ces gobelets sont colorés à loisir par des encres transparentes et soutenues à chaque maille du filet par un fragment de fil de fer. Les ossibilités de cette technique peuvent être largement améliorées par divers moyens tels que double trame sur une decompositio de l'image en basse et haute fréquence spatiale, basse et haute fréquence spectrale constituant des phénomènes de moiré, ou déboucher sur un phénomène de stéréopsis par polarisation-diffraction entre la première et deuxième trame ainsi que l'adaptation d'un procédé pour une émission lumineuse de jour etc... Tout l'ensemble de ce système donne l'avantage d'une grande maniabilité en étant modulable, peu encombrant, d'une légèreté et largement exploitable en d'autres directions. Disposition prise en vue d'une sécurité accrue Dans un premier temps, l'ensemble des charges a été réparti sur deux plans : charge propre au ballon et charge de tra vais, ce qui permet une moindre fatigue des matériaux et élargit les marges de rupture mécanique. En deuxième temps l'enveloppe du ballon, en cas de surchauffe, ne percera pas, bien au contraire car les cristaux de silicate vont venir s'intégrer au film de PEHD pour le rigidifier, ce qui le rend rebelle à la fusion. Un test au chalumeau à gaz (8000) en a conclu de la sorte au point de ramollissement VICAT, le film absorbe la différence de densité par une contraction en absorbant le silicate de potassium pour se retendre après avoir été soumis à cette flamme de 600 à 8000 pendant cinq minutes environ. Entre autres, le produit ignifuge est un produit adapté aux fibres plastiques souples et homologué. D'un autre côté, le public n'est en aucun cas exposé, du fait que l'aplomb de l'image est constamment occupé par l'installation au sol et que le terrain choisi est de préférence isolé du lieu de la manifestation. Dans un dernier temps, ce projet étant conçu avec les conseils de la Direction Départementale de l'Equipement, de la Chambre de commerce et de la préfecture de la Sarthe, sera exposé finalement à un examen d'expert en assurance. ELEf:ENTS CHIFFRES Volume du ballon : 327 m3 Diamètre équateur : 7,95 m Superficie : 205 m3 Poussée du ballon comprise entre 100 et 130 kg Autonomie du ballon et de l'image : entre 4 et 5 heures Poids de l'enveloppe : 20 gr/m2 X 205 = 4,1GO Poids du maillage : 6 gr/m2 X 205 = 1,230 2 cercles de charge, diametres 2 et 5 m 1,200 Bouteille de propane 31 Poids du brûleur + tuyauterie 6 Filins + support 4 Poids du système de pilotage 0,800 48,330 Poids de la nappe et de la castillage Poids de la nappe : 6 gr X 550 m2 = 3,300 Nappe pointe + armature et filins : 480 + 600 = 1,800 2 armatures alu de 10 m 4 Poids de la castillage : 600 m de monotorons 180/100e 0,700 Nécanisme 0,350 Nombre de points sur nappe : 57 X 314 = 17898 :4 = 4474 = charge de points : 4474 X 7 gr = 31,3GO 41 ,450 Le total pesant 89,780 kg environ. REVENDICATIONS 7) Ecran lumineux sustenté, de dimension modulable et basse résolution, caractérisé en ce qu'il est constitué par un écran proprement dit de grande surface supporté en altitude par un ballon air chaud ou plusieurs ballons assurant la modularité dans le sens de la longueur. 2) Ecran sustenté selon la revendication (1), caractérisé en ce que l'ensemble de ses éléments constitutifs est stabilisé par un acastillage et un système de pilotage (20, 21, 22) automatique ou manuel de correction au sol. 3) Ecran sustenté selon les revendications (1) et (2) caractérisé en ce que le nombre de rangées de ballons-supports est modifi à loisir en courus d'opération par l'utilisation d'un rail et d'enrouleurs mobiles (27). 4) Ecran sustenté selon la revendication (1) caractérisé en ce que l'écran proprement dit est formé de bandes s'ajustant côte à côte, garnies de points lumineux pour la construction point par point de thermoluminescence d'une image visible de la sorte à plus de dix kilomètres. 5) Ecran sustenté selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,caractérisé en ce que pour un levage pratique en une répartition des charges, les ballons sont équipés d'un deuxième cercle supporté par une enveloppe maillée pour la charge de levage, d'un système de pilotage automatique, ainsi que d'un système de centrage constant de la flamme par rapport à l'embouchure du ballon, ceci constitué par l'interaction du groupe mâchoire-bouteille (10) formant un aplomb et du support en H (12) solidaire du ballon, joints par une équerre tubulaire (lui) articulant l'ensemble, plus un pilotage au sol. 6) Ecran sustenté selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les ballons sont réalisés à partir de polyéthylène haute densité traité. 7) Ecran sustenté selon la revendication (3), caractérisé en ce que les enrouleurs sont conçus pour avaler le mou du filin quelle qu'en soit la longueur.