Brevet FR2611790A1 — publié le 19880909

Construction pour la pratique en salle de divers sports. notamment des sports de voile. La présente invention concerne notamment la pratique des sports de voile tels que le dériveur léger, la planche à voile et le char à voile. La pratique de ces sports de plein air se trouve limitée par de nombreux facteurs climatiques tels que l'absence de vent mais aussi la trop grande force du vent qui s'accompagne de tempêtes ou rend les plans d'eau agités et soumis à des rabattants, les froides hivernaux ou encore tout simplement la nuit. L'enseignement de ces sports se heurte aux mêmes problèmes mais aussi au fait que le moniteur est souvent éloigné de l'engin en cours d'évolution sous la conduite de l'élève, ce qui rend difficile de prodiguer des conseils, les fausses manoeuvres pouvant de plus être à l'origine de dégâts au matériel et même d'accidents. En outre l'enseignement ne peut pas être progressif du fait que le moniteur n'est pas maître de la force du vent et ne peut adapter cette force au degré de formation de l'élève. On a cherché à remédier à certains des inconvénients rencontrés dans cet enseignement en réalisant des simulateurs, notamment pour planches à voile, mais ces simulateurs qui sont mis en place sur des aires dégagées ne peuvent être utilisés par tous les temps. Enfin les compétitions mettant en oeuvre de tels engins, notamment les régates, sont très difficiles à suivre par le public en raison des routes diverses suivies par les concurrents pour un même parcours. Il est possible de rendre continuellement visible pour les spectateurs la position des divers bateaux en affichant lesdites positions sur une carte ou un tableau d'affichage électronique. Cet affichage peut se faire en fonction de relèvements mais, pour qu'il conserve son intérêt, la fréquence desdits relèvements doit être élevée pour pouvoir détecter chaque manoeuvre de chaque concurrent. Un affichage quasi parfait ne pourrait être obtenu qu'en connaissant à chaque instant le cap et la vitesse par rapport au fond, de chaque bateau. Une idée de base de la présente invention est qu'il est en pratique possible de calculer, avec les moyens de calcul mo- dernes et à partir du réglage des voiles et de valeurs telles que le facteur de carène, la vitesse et la direction des courants, la vitesse et la force du vent, quelle est la route exacte suivie par un bateau. En conséquence il est possible de simuler et d'afficher avec une bonne précision le déroulement d'une régate théorique en laissant à la discrétion des concurents barrant des embarcations sur simulateurs placées dans le lit d'un vent artificiel, le choix des manoeuvres effectuées. L'affichage permanent qu'il est possible de réaliser replace concurrents et spectateurs dans l'ambiance d'une régate réelle. I1 est également d'autres sports dans la pratique desquels rentre en jeu l'existence d'un vent relatif et, quoique non conçue spécialement dans ce but, la construction conforme à l'invention peut être utilisée pour leur pratique en salle. La présente invention a en conséquence pour objet une construction pour la pratique en salle des sports de voile caractérisée en ce qu'elle comporte une salle-tunnel de forme générale parallélépipédique dont la largeur est supérieure à deux fois la longueur maximale hors tout des embarcations sur simulateurs destinées à être utilisées dans ladite salle et dont la hauteur est supérieure à la hauteur de mât desdites embarcations, les deux extrémités de la salle-tunnel étant réunies par un circuit dans lequel est monté un dispositif générateur et/ou régulateur de la vitesse de circulation de l'air dans la salle-tunnel et le circuit. Selon un mode de réalisation, le dispositif générateur et/ou régulateur de la vitesse de circulation de l'air est constitué par au moins un rotor éolien du type hélicoïde accouplé à un moteur-génératrice électrique à vitesse variable. De préférence une pluralité de groupes rotor-moteur sont montés en parallèle sur le circuit. Selon une autre caractéristique, un accélérateur éolien de la vitesse de l'air du type à injection d'un flux à grande vitesse est incorporé dans le circuit, le flux'air d'entraînement à grande vitesse étant fourni par un Venturi dont l'orifice d'admission est monté orientable sur le toit de la construction pour injecter dans le circuit le courant d'air généré par le vent régnant. Selon une autre caractéristique une ouïe d'évacuation solidaire en orientation de l'orifice d'admission du Venturi est montée sous le vent dudit orifice et reliée à un point du circuit en amont du col de l'accélérateur. Cette ouïe d'évacuation qui débouche dans l'ombre dépressionnaire de l'orifice d'admission du Venturi accroît la différence des pressions assurant la circulation d'un débit d'air naturel dans le circuit et réduit l'énergie consommée par l'installation par vent faible ou augmente l'énergie récupérable par vent fort. Dans le cas où le circuit comporte un accélérateur éolien, les moteurs accouplés aux rotors éoliens sont du type fonc tionnant comme moteur ou génératrice de façon à fonctionnner comme génératrices de courant lorsque le vent régnant tend à engendrer dans le circuit une vitesse de 1 air supérieure à la vitesse recherchée. Selon un mode de réalisation préférentiel le circuit comporte au moins deux branches en parallèle, l'une comportant le Venturi d'introduction du vent naturel et l'ouïe d'évacuation, avec son ou ses propres groupes rotors-moteurs, et l'autre éventuellement un groupe rotor-moteur débrayable, les deux branches ou groupes de branches étant connectables en parallèle pour souffler dans le tunnel ou en série pour former un circuit fermé indépendant du tunnel, la construction fonctionnant en génératrice éolienne. Afin d'accroître le rendement de l'accélérateur éolien, des surfaces déflectrices verticales, éventuellement orientables, sont montées sur le toit de la construction pour dévier le vent naturel vers l'orifice d'admission du Venturi, l'aire sur laquelle sont réparties lesdites surfaces déflectrices étant recouverte par une surface canalisant les filets d'air, entre lesdites surfaces déflectrices, vers ledit orifice d'admission. Une amélioration du rendement éolien peut être obtenue en donnant aux parois verticales de la construction un profil en coupe aérodynamique, c'est-à-dire en raccordant le bord de la terrasse formant toiture au sol par des parois en demi-voûtes dont le tracé périphérique au sol est sensiblement un ovale.On obtient ainsi l'ef fet aérodynamique dit "de motte" qui accroît le rendement d'une éolienne située sur une butte en calotte sphérique en éliminant, du fait de l'écoulement aérodynamique qui se produit sur la surface au vent d'une surface sphérique, les tourbillons jusqu'à la surface de captage du vent entre les surfaces directrices qui canalisent le vent vers l'orifice d'admission. Selon une autre caractéristique une voie de circulation en anneau est réalisée sur le sol de la salle-tunnel, les simulateurs étant susceptibles de se déplacer en suivant ladite voie, avec des moyens pour modifier de façon controlée leurs positions le long de ladite voie. Cette dispostion a essentiellement pour but de modifier selon un cycle la position relative des simulateurs et d'amener successivement chacun de ceux-ci au vent ou sous le vent des autres. Cette caractéristique présente donc un intérêt dans le cas de l'utilisation de la construction pour simuler une régate de façon à uniformiser les chances des concurrents, ceux se trouvant en aval se trouvant dans un vent dont le lit est perturbé par les voiles de concurrents se trouvant au vent. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'un mode de réalisation préférentiel donné à titre d'exemple, description faite ci-après avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels La figure 1 est une vue en coupe transversale schémati que de la construction ; la figure 2 en est une vue en coupe longitudinale et la figure 3 est une vue en cou pe horizontale par III-III de figure 2. La construction pour la pratique en salle des sports de voile décrite à titre d'exemple est destinée à abriter des compétitions recevant le public et, dans ce but, comporte des gradins isolés du vent du tunnel. I1 est toutefois évident que, si on renonce à recevoir un public, la conception d'ensemble peut être modifiée en conséquence. A titre d'exemple et pour permettre de recevoir des dériveurs simulés ayant une longueur hors tout de cinq mètres et une hauteur de mât de sept mètres, le tunnel aura une largeur minimale de douze mètres et une hauteur de dix mètres, soit une section de cent vingt mètres carrés. Une telle section correspond, pour un vent de dix noeuds, à un débit de 624 m3 par seconde compatible avec le débit usuel des ventilateurs d'aération des mines. La longueur du tunnel n'est pas une caractéristique limitative mais est seulement fonction du nombre de simulateurs que la construction doit accueillir, éventuellement de la capacité d'accueil du public. La construction est, pour permettre cette adaptation aux besoins de chaque cas, du type modulaire et réalisée par accolement de travées courantes avec, à ses extrémités des travées spécifiques formant zones d'inversion des sens de circulation des débits d'air. Chaque travée courante est comprise entre deux fermes réunies par des poutres ou entretoises longitudinales de type classique, désignées par la référence 1 lorsqu'elles sont représentées. Une ferme comporte deux poteaux 2 correspondant aux murs latéraux avec une poutre supérieure horizontale 3 supportant la toiture en terrasse 4 et une poutre basse 5 décrochée dans sa partie centrale en 6 au-dessus de la salle tunnel 7 avec des étançons 8 de liaison avec la poutre supérieure 3. Des cloisons longitudinales incorporant les poutres et entretoises 1 sont prévues entre les éléments de poutre basse 5-6 et les étançons 8 des fermes de manière à réali ser des caissons longitudinaux latéraux 9 et un caisscn central 10 ç i se prolongent sur toutes les travées courantes, au-dessus et latéralement à la salle-tunnel 7, et mettent en communication les travées d'extrémité.A titre d'exemple indicatif, le caisson 10 peut avoir trois mètres vingt de haut, ce qui, pour une largeur de douze mètres identique à la largeur de la salle-tunnel, donne une section de 38 m2 ; les caissons 9 avec une hauteur de cinq mètres et une largeur de sept mè- tres ont une section unitaire de 35 m2 soit, pour l'ensemble des caissons, une section totale de 110 m2 du meme ordre que la section de la salle-tunnel.Ces dimensions sont choisies pour, d'une part, avoir une section globale du même ordre que la salle-tunnel pour que les débits d'air aient sensiblement la même vitesse sur tout le circuit, d'autre part, réserver des salles latérales 11 destinées à recevoir le public sur des gradins 12 et séparées de la salle-tunnel par des parois vitrées 13 qui aient un dégagement suffisant sur la salle-tunnel et enfin pour avoir des sections s'adaptant au montage de ventilateurs hélicoïdes à raison de trois (référence 14) côte à côte, d'un diamètre d'environ trois mètres, dans le caisson central et d'un seul (15), ayant un diamètre d'environ cinq mètres, dans les caissons latéraux. Toutes ces dimensions ne sont évidemment pas critiques. A l'amont de la salle-tunnel 7 est réalisée une chambre d'inversion 16 dans laquelle les flux d'air F' circulant dans les caissons 9 et 10 s'inversent selon les flèches F pour être introduits dans la salle-tunnel 7 à travers un treillis de parallélisation des flux représenté comme constitué par des lames verticales 17 et horizontales 18 pour créer dans la salle-tunnel 7 un vent V. Dans la salle 16 peuvent être disposés des déflecteurs supplémentaires pour régulariser les débits, étant fait remarquer que les débits ayant sensiblement des vitesses uniformes sur toute la longueur du circuit, il ne se produit que peu de tourbillons.Les lames 17 et 18 sont limitées à la paroi amont de la salle-tunnel et une série de lames peuvent être montées basculantes pour permettre de supprimer le vent, une circulatiuon d'air pouvant être établie par les caissons 9 et 10 en série pour le but qui sera expliqué ci-après. A l'aval de la salle-tunnel la chambre d'inversion 19 assure le retour du vent vers l'entrée des caissons 9 et 10. Selon une autre caractéristique de l'invention, les simulateurs 20 portant l'embarcation simulée 21 avec sa voilure 22 sont montés mobiles le long d'une voie ferrée en anneau 23. Ils sont entraînés le long de cet anneau selon un cycle de façon à amener successivement les différents simulateurs dans les positions relatives possibles au vent ou sous le vent des autres. Lorsque la construction conforme à l'invention est construite dans un lieu suffisamment venté et pour réduire l'énergie consommée pour établir le vent V de force voulue, voire pour produire de l'énergie electrique d'origine éolienne, on réalise sur la terrasse 4 un capteur éolien. Celui-ci est constitué par une série de cloisons radiales 24 disposées en anneau à la périphérie d'une ouverture 25 de la dalle de terrasse entre une poutre en anneau de pied 26 et une poutre en anneau de toit 27 portant la toiture 28. Dans la chambre cylindrique délimitée entre les cloisons 24 est logée une ouïe en forme 29 suspendue à un plateau 30 monté rotatif sur la poutre 27 en étant entraîné par un moteur non représenté sous le contrôle d'une girouette 31.L'ouverture O de l'ouïe 29 a un développement inférieur à 180', par exemple de 120", pour collecter le vent V1 dévié par les cloisons radiales 24. I1 est également possible de garnir de cloisons déflectrices la totalité de la surface du toit, ces cloisons pouvant être orientables en fonction de la direction du vent pour assurer un effet de captage maximum entre la terrasse et une toiture en hyperboloïde qui peut les surmonter. Dans ce cas et pour éviter les tourbillons contre les murs périphériques verticaux de la construction, on peut rendre la cons truction aérodynamique en accolant à ces murs des parois en demi-voûtes elliptiques dont les pieds se situent sur un ovale. Si dans le mode de réalisation représenté les cloisons 24 ont une hauteur de quatre metres avec un diamètre extérieur de dix neuf mètres, la section de la vine du vent régnant qui est introduite dans l'ouïe correspond théoriquement à 6D m2 . Le flux d'air est concentré par l'ouïe 29 sur une ouverture circulaire 32 ayant une section de neuf mètres de diamètre, soit environ 65 m2 s et est introduit dans une gaine 33 montée dans le caisson 10 pour guider ce flux sur les ventilateurs 14. On conçoit que, pour obtenir un rendement maximum du capteur éolien ci-dessus, la construction sera orientée en fonction des vents dominants sur le site pour que la chambre 19 se trouve à l'amont de façon que les flux éoliens les plus fréquents ne soient pas inversés (comme dans la figure 2), mais seulement déviés dans le plan vertical comme dans la figure 5. Dans le capteur éolien ci-dessus la partie de l'ouverture 25 à la périphérie de la gaine 33 et de l'ouïe 29 est en communication avec les caissons 9 et 10 et elle est soumise par les espaces entre cloisons 24 à la dépression régnant dans la partie sous le vent du capteur, ce qui crèe une.aspiration dans la chambre 19 et assure une compensation du volume d'air introduit par l'ouïe 29. Lorsque la salle-tunnel7 est isole par fermeture d'au moins une série des lames 17-18 se trouvant entre elle et les chambres 16 et 19, les ventilateurs 15 sont débrayés pour que le circuit d'air puisse se fermer en retour par les caissons 9, le vent entraînant les ventilateurs 14 dont les groupes fonctionnent en génératrices. La construction telle que ci-dessus décrite avec une salletunnel de soixante mètres de long, douze mètres de large et dix mètres de haut présente une surface au sol d'environ 2200 m2 , a une hauteur au droit de la terrasse d'environ 15 m et une hauteur hors tout d'environ 21 m. REVENDICATIONS. 1.Une construction pour la pratique en salle de divers sports notamment des sports de voile, caractérisée en ce qu'elle comporte une salle-tunnel (7) de forme générale parrallélépipédique dont la largeur est superieure à deux fois la longueur hors tout des embarcations sur simulateur (21) destinées à être utilisées dans ladite salle et dont la hauteur est superieure à la hauteur de mât desdites embarcations, les deux extrémités (16-19) de la salle-tunnel étant réunies par un circuit (9-10) dans lequel est monté un dispositif 2.Une construction selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif générateur et/ou régulateur de la vitesse de circulation de l'air est constitué par au moins un rotor éolien (14-15) du type hélicoïde accouplé à un moteur-génératrice électrique à vitesse variable. 3.Une construction selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'une pluralité de groupes rotor-moteur ( 15) sont montés en parallèle sur le circuit. 4. Une construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'un accélérateur éolien (24 a 33) de la vitesse de l'air du type à injection d'un flux à grande vitesse est incorporé dans le circuit, le flux d'air d'entraînement à grande vitesse étant fourni par un Venturi dont l'orifice d'admission (29) est monté orientable sur le toit de la construction pour injecter dans le circuit le courant d air généré par le vent régnant. 5. Une construction selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'une ouïe d'évacuation, solidaire en orientation de l'orifice (29) d'admission du Venturi, est montée sous le vent dudit orifice et reliée à un point du circuit (9-10) en amont du col (32) de l'accélérateur. 6. Une construction selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que des surfaces déflectrices (24), éventuellement orientables, sont montées sur le toit de la construction pour dé-ier le vent vers l'orifice (33) d'admission du Venturi, l'aire sur laquelle sont réparties lesdites surfaces étant recouverte par une surface canalisant les filets d'air entre lesdites surfaces déflectrices (24) vers ledit orifice (33 > . 7. Une construction selon la revendication 6, caractérisée en ce que les parois verticales de la constrution ont un profil en coupe aérodynamique. 8. Une construction selon l'une quelconque des revendica tions 4 à 7, caractérisée en ce que le circuit comporte au moins deux branches (9-10) en parallèle, l'une (9) comportant le Venturi d'introduction du vent naturel et l'ouïe d'évacuation, avec son ou ses groupes rotors-moteurs (14) et l'autre (9) éventuellement un groupe rotor-moteur débrayable, les deux branches ou groupes de branches étant connectables en paralléle pour souffler dans le tunnel ou en série pour former un circuit fermé indépendant du tunnel. 9. Une construction selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'une voie de circulation en anneau (23) est réalisée sur le sol de la salle-tunnel (7), les simulateurs (20) étant susceptibles de se déplacer en suivant ladite voie avec des moyens pour modifier de façon contrôlée leurs positions le lona de ladite voie.