Brevet FR2614600A1 — publié le 19881104

"Procédé pour le décollage d'une charge transportée par un aérostat" La présente invention concerne un procédé pour le décollage d'une charge transportée par un aérostat. Cette invention concerne plus particulièrement, quoique non exclusivement, le transport aérien de bâtiments d'habitation ou autres, préconstruits en un lieu éloigné de leur site définitif d'implantation, et transportés depuis le lieu de préconstruction jusqu'à leur site définitif en étant suspendus sous un aérostat pourvu de moyens de propulsion et d'un treuil. Le transport par aérostat d'habitations légères, depuis une de fabrication de ces habitations jusqu'à leur lieu d'installation définitive, a déjà été envisagé (voir demande de brevet française publiée N" 2 132 610). Ce procédé permet notamment - une construction industrialisée, donc économique - un transport aisé quel que soit le lieu de destination, sans nécessité d'une infrastructure routière - une installation très rapide du bâtiment sur son site définitif. Ainsi, un tel système de construction et de transport par voie aérienne s'avère particulièrement intéressant pour des bâtiments à ériger dans des sites montagneux, où les difficultés d'accès s'ajoutent aux rigueurs climatiques. Ce système se révèle utile, également, dans des pays en voie de développement, ou pour une reconstruction rapide dans des régions sinistrées. La précédente demande de brevet français N" 87 03196 déposée le 26 Février 1987, au nom de la Demanderesse, décrit l'application particulière d'un tel système à la construction et au transport d'un bâtiment reposant sur une cuve servant de fondation à ce bâtiment, la cuve servant non seulement d'élément porteur mais ayant aussi des fonctions de stockage et de restitution d'énergie thermique, en étant remplie d'un fluide caloporteur pouvant être chauffé notamment par des capteurs solaires (voir brevets français N" 2 465 175, NO 2 524 124et NO 2 524 125 au nom de la Demanderesse).Selon la demande de brevet citée plus haut, la cuve est préalablement construite et remplie d'eau ; au moment où l'aérostat vient poser le bâtiment -sur la cuve, une quantité d'eau correspondant à la masse du bâtiment est prélevée dans la cuve et chargée dans ou sous l'aérostat, pour constituer la "charge de retour" de l'aérostat. Ainsi, la masse du bâtiment est échangée contre une quantité d'eau correspondante, au moment de la pose du bâtiment, ce qui permet à l'aérostat de repartir ensuite facilement vers son lieu de départ et, plus particulièrement, vers le lieu de préconstruction pour venir prendre un nouveau bâtiment. il se pose alors le problème de l'enlèvement, par l'aérostat, de la charge constituée par le nouveau bâtiment. La présente invention apporte une solution à ce problème, en mettant à profit le fait que, notamment dans l'application précisée ci-dessus, L'aérostat revient à son départ avec un ballast rempli d'eau. A cet effet, I'invention a pour objet un procédé pour le décollage d'une charge transportée par un aérostat, pourvu d'un treuil et d'un ballast apte à être rempli d'une quantité d'eau variable, dans lequel - L'aérostat initialement chargé en eau est amené au-dessus de la charge à transporter en attente sur le sol, et est amarré au sol - la charge est accrochée au câble du treuil de l'aérostat - L'aérostat est alors vidangé de son eau jusqu'à obtenir sensiblement un équilibrage, le poids de la charge étant compensé par la quantité d'eau retirée ; - L'aérostat est ensuite libéré, tout en déroulant le câble du treuil, de sorte que l'aérostat commence à s'élever alors que la charge est maintenue momentanément au sol - enfin, L'aérostat poursuivant sa montée, la charge est décollée du sol et est rapprochée du corps principal de l'aérostat par enroulement du câble du treuil. Ainsi, I'extraction d'une certaine quantité d'eau assure un "pesage" de la charge, en réalisant un état sensiblement d'équilibre, qui est toutefois déterminé, de préférence, de manière à donner une légère force ascensionnelle à l'ensemble constitué par l'aérostat et par sa charge. Ensuite, le déroulage du treuil maintient momentanément la charge au sol et permet un début d'élévation rapide de l'aérostat, celui-ci n'ayant pas à supporter alors le poids de la charge. Après décollage de la charge, la montée de celle-ci est accélérée par l'enroulement du treuil. La vitesse ascensionnelle peut être encore augmentée par une mise en marche, et une orientation appropriée, des moteurs de propulsion de l'aérostat. De cette manière, L'aérostat et la charge s'élèvent rapidement au-dessus du site sur lequel se trouvait initialement posée la charge. On évite ainsi, au maximum, les risques de collision avec un obstacle naturel (relief) ou artificiel (bâtiments). Ces risques sont d'autant plus réduits que le procédé de l'invention permet de s'affranchir des hangars, au demeurant coûteux, habituellement utilisés pour abriter les aérostats. En particulier, si la charge à transporter se trouve en attente dans un site encaissé, naturel (fond de vallée) ou artificiel (carrière), L'aérostat peut être abrité temporairement par une structure mobile sous laquelle sont effectuées les opérations d'accrochage de la charge et de vidange de l'eau de l'aérostat, après quoi ladite structure est rétractée pour permettre l'élévation de l'aérostat et de la charge transportée. La structure mobile, telle que toile guidée sur des câbles tendus entre les deux versants d'une vallée, permet d'effectuer les opérations précitées à l'abri des intempéries I'escamotage de cette structure libère largement l'espace situé au-dessus du sol sur lequel repose initialement la charge. Dans le cas d'une charge en attente sur site un plat, n'offrant aucun abri par lui-même, les opérations d'accrochage de cette charge et de vidange de l'eau de l'aérostat sont avantageusement effectuées à l'intérieur d'une structure déformable en forme de cheminée, érigée sur le sol autour de l'endroit où est posée la charge à transporter, cette structure étant affaisée pendant que l'aérostat et la charge transportée commencent à s'élever. I1 peut s'agir, notamment, d'une structure gonflable en forme de paraboloide de révolution, formée par un empilement de boudins gonflables, dont l'affaissement au moment de la montée de l'aérostat et du décollage de la charge, est obtenu par dégonflage des boudins et par traction simultanée sur des câbles.La vitesse d'affaissement de la structure gonflable s'ajoute; dans ce cas, à la vitesse ascensionnelle de l'aérostat, elle-même augmentée de la vitesse de treuillage de la charge, pour réaliser le dégagement rapide de cette dernière, évitant toute rencontre d'obstacle. Compte tenu de la forme de la structure gonflable, celle-ci est plus particulièrement adaptée pour abriter certains aérostats de conception récente, ayant une forme sensiblement cylindrique et d'axe vertical. De toute façon, I'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, deux modes de mise en oeuvre de ce procédé pour le décollage d'une charge transportée par un aérostat Figure I illustre le retour de l'aérostat vers le site de préconstruction d'un bâtiment à transporter, dans un premier mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention Figure 2 montre l'aérostat de figure I parvenu au-dessus du bâtiment, amarré et abrité Figure 3 montre cet aérostat au début de son mouvement d'élévation, le bâtiment étant encore maintenu momentanément au sol Figure 4 montre le même aérostat poursuivant sa montée, le bâtiment ayant décollé Figure 5 illustre le retour de l'aérostat vers le site de préconstruction d'un bâtiment à transporter, dans un second mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention Figure 6 montre l'aérostat de figure 5 parvenu au-dessus du bâtiment, amarré et abrite Figure 7 montre cet aérostat au cours de son mouvement d'élévation, emportant avec lui le bâtiment. La figure I montre, en vue de côté, un aérostat I qui comprend un corps principal 2 de forme fuselée, avec des réservoirs remplis d'hélium, un empennage 3, une nacelle 4 et des moteurs de propulsion 5. Pour assurer le transport de charges, telles qu'un bâtiment, L'aérostat I est équipé d'un treuil 6 avec un câble 7 et un palonnier 8 muni d'élingues 9, le treuil 6 permettant de faire monter ou descendre le palonnier 8 par rapport au corps principal 2 de l'aérostat 1. Il est encore prévu, par exemple sous ce corps principal 2, un ballast 10 recevant une quantité d'eau 11 variable, en fonction de l'utilisation de l'aérostat 1, comme cela sera précisé plus bas. Sur la figure 1, on a représenté l'aérostat I revenant à son point de départ après avoir déposé sa charge. Le poids de cette charge déposée est alors compensé par une masse d'eau 11 équivalente, emmagasinée dans le ballast 10 et constituant une "charge de retour". En se référant toujours à la figure I, on suppose que le site de départ de L'aérostat I est un fond de vallée étroite 12, encadré par deux versants opposés 13. On peut aussi supposer qu'il s'agit d'une excavation assez importante, de même allure générale, telle qu'une ancienne carrière ou mine à ciel ouvert. Sur ce site est préconstruit le bâtiment 14 devant être transporté par l'aérostat 1. Une structure mobile telle que toile 15. tendue entre les deux versants 13 (voir aussi figure 2), abrite de manière non permanente ce site ; cette structure 15 est rétractée pour permettre à l'aérostat I de descendre vers le fond de vallée 12 et de se positionner juste au-dessus du bâtiment 14 à transporter, qui se trouve en attente. La figure 2 montre l'aérostat 1 parvenu au-dessus du bâtiment 14. Cet aérostat I est alors amarré au moyen de haubans 16, et la structure 15 est de nouveau déployée au-dessus du site pour abriter l'aérostat 1 durant les opérations suivantes, maintenant décrites Le bâtiment 14 est accroché au palonnier 8 par l'intermédiaire des élingues 9, et l'eau 11 contenue dans le ballast 10 est vidangée au moyen d'un conduit 17, raccordé par exemple à un réservoir non représenté. La vidange du ballast 10 n'est pas complète ; elle est interrompue lorsque le poids du bâtiment 14 est compensé par la quantité d'eau retirée. Plus précisément, la vidange de l'eau 11 est poursuivie un peu au-delà de l'instant où une position d'équilibre parfait est atteinte, de manière à soumettre l'ensemble formé par l'aérostat 1 et le bâtiment 14 à une légère force ascensionnelle.Ceci ne provoque aucun début de décollage, puisque l'aérostat I reste, à ce moment, encore amarré au moyen des haubans 16. Ensuite, la structure mobile 15 est de nouveau repliée, de manière à dégager l'espace situé au-dessus du fond de vallée 12. L'aérostat 1 est libéré et il commence à s'élever ; simultanément, le treuil 6 est commandé dans le sens du déroulement de son câble 7, de telle sorte que le bâtiment 14 se maintient momentanément au sol - voir figure 3. L'aérostat 1 poursuivant son mouvement d'élévation, avec l'assistance de ses moteurs de propulsion 5, le treuil 6 est progressivement freiné et Je déroulement du câble 7 est finalement interrompu. Le bâtiment 14 décolle alors du sol et il s'élève, suspendu sous l'aérostat 1 -- voir figure 4. Durant -cette phase, le treuil 6 est commandé dans le sens de l'enroulement de son câble 7, de sorte que le palonnier 8 est rapproché du corps principal 2 de l'aérostat 1, amenant ainsi le bâtiment 14 dans une position suspendue convenable pour son transport par l'aérostat 1 jusqu'à l'endroit où ce bâtiment doit être installé. On comprend que, lors de cette dernière phase, la vitesse ascensionnelle V1 de l'aérostat I s'ajoute à la vitesse V2 d'enroulement du câble 7, pour dégager rapidement (à la vitesse résultante V1 + V2) le bâtiment 14 et éviter ainsi les risques de collision avec un obstacle, qui existent notamment au cas où soufflerait un vent latéral V - important. Lors de la- pose du bâtiment 14 sur son site définitif, effectuée selon le procédé de a demande de brevet française N" 87 03196 citée plus haut, le ballast 10 de l'aérostat se remplit à nouveau d'une quantité d'eau 11 ; ceci permettra la répétition du processus décrit précédemment, lorsque l'aérostat 1 sera revenu à son point de départ. Les figures 5 à 7 illustrent une variante de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, applicable dans le cas où le bâtiment 14 est préconstruit sur un site plat et se trouve, par conséquent, en attente sur un sol pratiquement horizontal 18, sans bénéficier d'aucun abri naturel. Dans un tel cas, le site de préconstruction peut être protégé par une structure 19, formée par un empilement de boudins gonflables 20, et prenant à l'état gonflé la forme d'un parabololde de révolution, d'axe vertical. La structure gonflable 19 est notamment adaptée pour abriter un aérostat 1 dont le corps principal 2 possède une forme générale cylindrique, d'axe vertical. Au moment de l'arrivée de l'aérostat I sur le site de préconstruction du bâtiment 14, la structure 19 est escamotée par dégonflage des boudins 20 et traction simultanée sur des câbles. Cette structure 19 occupe alors une faible hauteur au-dessus du sol 18 - voir figure 5. Ensuite, la structure 10 est gonflée de manière à entourer entièrement, et ainsi protéger, L'aérostat I amarré au sol 18 par des haubans 16 - voir figure 6. La prise en charge du bâtiment 14 par l'aérostat 1, avec vidange du ballast 11 de l'aérostat, est alors effectuée de la manière décrite plus haut. Au moment de l'envol de l'aérostat I emportant avec lui le bâtiment 14, la structure 19 est de nouveau escamotée par dégonflage des boudins 20 et traction sur des câbles, comme montré à la figure 7. De la manière déjà décrite précédemment, L'aérostat I s'élève d'abord seul, avec une vitesse ascensionnelle VI, le bâtiment 14 étant maintenu temporairement au sol 18 par le déroulement du câble 7, après quoi ce câble 7 est enroulé à une vitesse V2 pour rapprocher le bâtiment 14 du corps principal 2 de l'aérostat 1. En raison de l'escamotage simultané de la structure gonflable 19, dont le sommet s'affaisse avec une certaine vitesse V3, on obtient une vitesse résultante élevée (V1 + V2 + V3) pour le dégagement du bâtiment 14. Le procédé décrit précédemment s'applique aussi bien au transport par aérostat de bâtiments préconstruits complets, qu'ai transport de parties de bâtiments préconstruites, qui sont juxtaposées sur le site définitif pour constituer ensemble un bâtiment complet de plus grandes dimensions. Bien entendu, ce procédé est également applicable au transport par aérostat de charges diverses, autres que des bâtiments ou des parties de bâtiments. II va donc de soi que l'invention ne se limite pas aux seuls modes de mise en oeuvre de ce procédé pour le décollage d'une charge transportée par un aérostat qui ont été décrits ci-dessus, à titre d'exemples ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes respectant le même principe, quelles que soient, notamment, les particularités de l'aérostat et des moyens utilisés pour abriter cet aérostat, et quelle que soit aussi la nature de la charge transportée. REVENDICATIONS 1. Procédé pour le décollage d'une charge transportée par un aérostat (1), pourvu d'un treuil (6) et d'un ballast (10) apte à être rempli d'une quantité d'eau variable (Il), caractérisé en ce que - L'aérostat (I ) initialement chargé en eau (11) est amené au-dessus de la charge (14) à transporter, en attente sur le sol (12 ; 18), et est amarré (en 16) au sol - la charge (14) est accrochée au câble (7) du treuil (6) de l'aérostat ( I ) - l'aérostat (I) est alors vidangé de son eau (Il) jusqu'à obtenir sensiblement un équilibrage, le poids de la charge (14) étant compensé par la quantité d'eau (Il) retirée - L'aérostat (I) est ensuite libéré, tout en déroulant le câble (7) du treuil (6), de sorte que l'aérostat (1) commence à s'élever alors que la charge (14) est maintenue momentanément au sol (12 ; 18) - enfin, L'aérostat (I) poursuivant sa montée, la charge (14i est décollée du sol (12 ; 18) et est rapprochée du corps principal (2) de l'aérostat (I) par enroulement du câble (7) du treuil (6). 2. Procédé pour le décollage d'une charge transportée par un aérostat selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vidange de l'eau (11) de l'aérostat (1) est réalisée jusqu'à un état sensiblement d'équilibre, donnant toutefois une légère force ascensionnelle à l'ensemble constitué par l'aérostat (1) et par sa charge (14). 3. Procédé pour le décollage d'une charge transportée par un aérostat selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que les opérations d'accrochage de la charge (14) et de vidange de l'eau (11) de l'aérostat (1) sont effectuées en abritant temporairement l'aérostat (1) sous une structure mobile (15), qui est ensuite rétractée pour permettre l'élévation de l'aérostat (I) et de la charge transportée (14). 4. Procédé pour le décollage d'une charge transportée par un aérostat selon la revendication 3, caractérisé en ce que la charge (14) à transporter se trouve en attente dans un site encaissé (12), et en ce que la structure mobile (15), prévue pour abriter temporairement l'aérostat (1), est tendue entre les deux versants (13) de ce site. 5. Procédé pour le décollage d'une charge transportée par un aérostat selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que la charge (14) à transporter se trouve en attente sur un site plat, et en ce que les opérations d'accrochage de cette charge (14) et de vidange de l'eau (11) de l'aérostat (1) sont effectuées à l'intérieur d'une structure déformable (19) en forme de cheminée, érigée sur le sol (18) autour de l'endroit où est posée la charge à transporter (14), cette structure (19) étant affaissée pendant que l'aérostat (1) et la charge transportée (14) commmencent à s'élever. 6. Procédé pour le décollage d'une charge transportée par aérostat selon la revendication 5, caractérisé en ce que la structure déformable précitée (19) est une structure gonflable en forme de parabolotde de révolution, formée par un empilement de boudins gonflables (20), dont l'affaissement au moment de la montée de l'aérostat (1) et du décollage de la charge (14) est obtenu par dégonflage des boudins (20) et par traction simultanée sur des câbles. 7. Procédé pour le décollage d'une charge transportée par un aérostat selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par son application au transport de bâtiments préconstruits (14).