Brevet FR2715994A1 — publié le 19950811

DISPOSITIF AtROSTATIQUE D'ÉCLAIRAGE La présente invention concerne un dispositif aérostatique d'éclairage. L'idée d'utiliser de tels dispositifs pour l'éclairage ou la décoration est extrêmement ancienne et apparait déjà dans le brevet allemand 427894 déposé le 26 octobre 1924. La figure unique de ce brevet allemand est reproduite pour l'essentiel dans la figure 1 ci-jointe. Le dispositif comprend un ballon a. Une tige b est fixée à un pôle de ce ballon correspondant au système de fermeture. Une ampoule c est fixée à 1 'extrémité de la tige sensiblement au centre du ballon. Un fil d de maintien du ballon et d'alimentation est fixé au système de fermeture. De nombreux autres brevets ont été déposés par la suite sur des systèmes similaires. Néanmoins, malgré la grande ancienneté de ces dispositifs aérostatiques d' éclairage, ils ntont pas connu un succès commercial important. Ceci est sans doute dû au fait que leur fabrication, leur fermeture, leur démontage et leur fixation étaient relativement complexes. Ainsi, un objet de la présente invention est de prévoir un dispositif aérostatique d'éclairage de fabrication, de montage et de démontage simple. Un autre objet de la présente invention est de prévoir un tel dispositif aérostatique d'éclairage qui se prête à des multiples utilisations et fournisse des éclairages variés au coût de modifications minimes de sa structure. Pour atteindre oes objets ainsi que d'autres, la pré- sente invention prévoit un dispositif aérostatique d'éclairage comprenant un ballon gonflé par un gaz plus léger que l'air, ce ballon étant maintenu au niveau d'un pôle par un cible d'alimen- tation et contenant une ampoule portée par une tige fixée au pôle. Ce ballon comprend une enveloppe interne mince et transparente, étanche au gaz, et une enveloppe externe en un matériau diffusant de couleur et de caractéristiques optiques choisies. Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'enveloppe interne est en polyuréthane et l'enveloppe externe est en un tissu synthétique tel qu'une soie ou du "Nylon". Selon un mode de réalisation de la présente invention, les deux enveloppes comprennent une owerture circulaire au niveau dudit pôle et sont associées à un dispositif de fermeture comprenant une bague interne en forme de couronne à laquelle est fixé le pourtour de l'owerture de 1' enveloppe interne et sur laquelle vient se positionner le pourtour de 1 'ouverture de 1 'enveloppe externe ; une bague externe en forme de couronne munie de moyens pour 1' appliquer et la bloquer oestre la bague interne en maintenant entre les deux bagues les pourtours des owertures de deux enveloppes ; et un bouchon amovible pour obturer les owertures centrales en regard des bagues interne et externe, ce bouchon étant muni d'au moins un orifice obturable d'accès à la cavité interne du ballon et de mayens de support de ladite tige, le diamètre du bouchon étant supérieur à celui de l'ampoule. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le matériau de l'enveloppe interne est élastique et le matériau de 1'enveloppe externe est peu élastique et comprend au moins deux zones assemblées par couture, au moins une partie de oette couture étant élastique et laissant apparaitre quand elle est étirée une bande de couleur distincte de celle de l'ensemble de 1 'enveloppe externe. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le câble d'alimentation est disposé à l'intérieur d'un mât télescopique. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le câble d'alimentation est fixé au dispositif de fermeture par des moyens élastiques. Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles la figure 1 représente un dispositif aérostatique d'éclairage classique tel qu'illustré dans le brevet allemand 427 894 la figure 2 représente une vue de côté éclatée de la région de fermeture d'un dispositif aérostatique d'éclairage selon la présente invention la figure 3 représente une vue de dessus du bouchon de fermeture illustré en figure 2 la figure 4 représente une vue de dessous de la bague interne du système de fermeture illustré en figure 2 la figure 5 illustre un mode d'attache du dispositif aérostatique d'éclairage selon la présente invention ; les figures 6A et 6B représentent un mode de réalisation d'un détecteur de gonflage lié à l'enveloppe externe d'un dispositif aérostatique d'éclairage selon 1 'invention ; et la figure 7 illustre un mode de réalisation d'un système de maintien de câble du dispositif aérostatique d'éclairage selon la présente invention. L'un des problèmes qui se posent avec les dispositifs aérostatiques d'éclairage à enveloppe unique selon l'art anté rieur est que cette enveloppe doit satisfaire à diverses exigences qui sont difficiles à satisfaire avec un seul et meme matériau. En particulier, cette enveloppe doit être étanche au gaz plus léger que l'air servant à soulever le ballon. Le choix du matériau est alors relativement limité, en particulier quand on utilise un gaz tel que de l'hélium. En effet, oette enveloppe doit être légère, étanche au gaz, présenter des caractéristiques de diffusion de lumière souhaitée pour que l'observateur ne soit pas ébloui par 1' ampoule interne et pouvoir éventuellement être colorée de diverses façons ou porter divers motifs informatifs ou publicitaires. Pour résoudre ce problème, la présente invention propose d'abord d'utiliser un ballon à double enveloppe, la première enveloppe devant satisfaire aux caractéristiques d'étanchéité au gaz et être de préférence aussi transparente que possible et la deuxième enveloppe permettant de satisfaire aux caractéristiques optiques souhaitées. On peut alors simplement choisir des matériaux adaptés pour chacune des enveloppes parmi des matériaux existant couramment. L'enveloppe interne sera par exemple en polyuréthane d'une épaisseur de 50 micromètres, et est obtenue par thermoformage ou est constituée de fuseaux assemblés par thermosoudure à haute fréquence. Les polyuréthanes couramment disponibles sont transparents et présentent des caractéristiques de dilatabilité satisfaisantes quand leur épaisseur est située dans la plage de quelques dizaines à quelques centaines de micromètres. Ils sont également très légers pour de telles épaisseurs. L'enveloppe externe sera par exemple réalisée en un tissu très mince, tel qu'une soie naturelle ou synthétique ou un tissu "Nylon", enduit d'un produit imperméable, et pratiquement non dilatable. On rappellera que cette enveloppe externe n'a pas besoin d'être étanche aux gaz et doit assurer une diffusion satisfaisante de la lumière. Cette enveloppe externe pourra être teintée de oouleur choisie pour oonférer des caractéristiques spécifiques à la lumière fournie et éventuellement porter des motifs informatifs ou publicitaires. L'enveloppe externe pourra classiquement être constituée de fuseaux assemblés par couture. En outre, la présente invention prévoit un système spécifique de fermeture du ballon permettant notamment un démontage facile de l'enveloppe externe quand on veut la remplacer par une autre enveloppe externe de caractéristiques optiques choisies. On peut ainsi réutiliser la même enveloppe interne pour différents effets optiques souhaitées. Ce système de fermeture est illustré en vue de côté éclatée en figure 2. Comme le représente la figure 2, le ballon comporte une enveloppe interne 1 et une enveloppe externe 2 qui comprennent au niveau d'un pôle du ballon des ouvertures sensiblement circulaires qui doivent être obturées par le système de fermeture. Ce système de fermeture comprend trois éléments 10, 20 et 30. Le premier élément 10 est une bague interne que l'on vient placer à l'intérieur du ballon en regard de l'ouverture. Cette bague interne comprend une couronne externe 11, un épaulement 12 et une ouverture centrale 13. La face cylindrique externe de l'épaulement 12 est muni d'un filetage 14 et sa face cylindrique interne 13 est munie d'un filetage 15. L'enveloppe interne 1 est fixée par tout moyen choisi, par exemple par collage à la couronne 11, cette fixation étant de préférence étanche. Dans un mode de réalisation de l'invention, la bague 10 est en matière plastique, par exemple en PVC ou en polyuréthane, cette fixation est assurée par soudure HF. Ainsi, la bague interne 10 est solidaire de l'enveloppe interne 1. L'enveloppe externe vient se disposer de la façon représentée sur la partie externe au ballon de la couronne 11, le diamètre interne de l'ouverture de l'enveloppe externe 2 correspondant sensiblement au diamètre externe de l'épaulement 12 qui peut comprendre une gorge périphérique pour améliorer la fixation. Le deuxième élément 20 est une bague externe qui vient se fixer sur la bague interne 10, par exemple par vissage d'un filetage interne 21 sur le filetage externe 14 de 1' épaulement 12. Ainsi, la couronne de la bague 20 vient s'appuyer contre la couronne de la bague interne 10 de façon à presser et à maintenir en place l'enveloppe externe 2. Pour une meilleure fixation de l'enveloppe externe 2, on peut prévoir un système complémentaire de rainures 16 et de nervures 22 sur les bagues interne et externe, respectivement. L'appui contre l'autre des faces en regard des couronnes des bagues interne et externe permet aussi de renforcer, en cas de défaut, l'étanchéité de la fixation entre l'enveloppe interne 1 et la couronne de la bague interne 10. Il faut souligner que le système d'assemblage par vissage des bagues interne et externe ne constitue qu'un mode de réalisation de la présente invention et que l'homme de métier pourra trouver divers modes de maintien en appui de couronnes externes d'une bague interne et d'une bague externe, par exemple des systèmes à enclipsage ou à serrage extérieur par vissage. Si l'on veut changer l'enveloppe externe 2, il suffira de dévisser la bague externe 20, de dégonfler le ballon et d'effectuer le changement souhaité avant de remettre en place la bague externe 20. Bien entendu, ceci suppose que l'enveloppe externe 2 présente une certaine élasticité pour pouvoir insérer dans son ouverture la bague interne 10. Cette élasticité pourra résulter de l'élasticité naturelle du matériau ou de la prévision d'un mode de couture élastique. Le troisième élément 30 du système de fermeture selon l'invention est un bouchon qui vient boucher 1' ouverture ménagée dans l'ensemble des bagues interne et externe 10 et 20 une fois celles-ci assemblées. Dans l'exemple représenté, ce bouchon est constitué d'un disque 30 muni d'un épaulement dont la périphérie 31 est filetée et vient se visser dans le filetage interne 15 de la bague interne 10, un joint 32 permettant d'assurer une bonne étanchéité. Néanmoins, d'autres modes d'assemblage pourront être prévus, par exemple par enclipsage de la périphérie, munie d'un joint, du bouchon dans une rainure interne de l'ouverture de la pièce 10 qui n'est alors pas filetée. Les trois éléments 10, 20 et 30 sont en matériaux légers, matière plastique ou métal. Le bouchon 30 porte une tige 40 percée pour laisser le passage à des conducteurs électriques alimentant une ampoule d'éclairage 41, la longueur de la tige 40 étant telle que cette ampoule se trouve sensiblement au centre du ballon. La tige est bloquée sur le bouchon par tout moyen souhaité, par exemple une protubérance 43 du côté interne et un clip 45 du côté externe. L'ampoule pourra par exemple être une ampoule dont la partie supérieure est métallisée pour rayonner essentiellement vers le bas quand le ballon est destiné à un éclairage en extérieur. Cette ampoule pourra être par exemple une ampoule halogène ou une lampe à arc et avoir une puissance allant de quelques centaines de watts au maximum actuellement disponible commercialement, c'est-à-dire 6500 watts. On notera qu'un refroidissement satisfaisant est assuré par 1 'hélium. Le diamètre de l'ouverture fermé par le bouchon 30 est choisi supérieur au plus grand diamètre de la tige 40 et de l'ampoule 41 de sorte qu'il est possible en dévissant ou en déclipsant, selon le cas, le bouchon 30 de sortir cette tige et cette ampoule pour assurer un entretien et par exemple un remplacement de l'ampoule. Grâce à ce système, le système de fermeture étant maintenu en position basse, ce remplacement peut être effectué sans qu'il soit nécessaire de vider le ballon du gaz qu'il contient. En effet, le système selon l'invention est prévu pour que le gaz de remplissage dans le ballon soit à une pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique, par exemple de l'ordre de la centaine de pascals, pour une pression atmosphérique d'environ 100 hectopascals. Il suffira donc après remplacement de 1 'ampoule de regonfler légèrement en hélium le ballon. La figure 3 représente une vue de dessus du bouchon 30 dans laquelle on a représenté l'alésage 31. Ce bouchon est par exemple muni dans le cas d'un bouchon à vissage de deux trous borgnes 33 et 34 permettant un dévissage simple de ce bouchon, ce dévissage pouvant également d'ailleurs être assuré par le molletage de la périphérie du bouchon. Une ouverture centrale 35 est destinée à la fixation de la tige 40. Une autre ouverture 36 obturable est destinée au gonflement du ballon et une ouverture supplémentaire 37 peut être prévue pour d'autres fonctions, par exemple pour assurer la catimunication avec un pressostat à membrane disposé à l'intérieur du ballon et fournissant un signal d'alarme quand la pression du ballon est inférieure ou supérieure à une pression prédéterminée. Ce pressostat peut correspondre à la protubérance 43 illustrée en figure 2 et la face intérieure du bouchon peut porter une carte électronique (non représentée) comprenant des circuits de détection et de coupure de la lampe. Bien entendu, les passages de fils et de tuyaux dans les ouvertures 35, 36 et 37 sont des passages étanches. La figure 4 représente une vue de dessous de la bague interne 10 dans laquelle de mêmes références désignent de mêmes éléments qu'en figure 2. Bien que cela ne soit pas représenté, les fils sortant de la tige 40 font partie d'un câble qui sert en même temps au maintien du ballon comne le câble b de la figure 1. La figure 5 représente une vue de côté du ballon en position, fixé au sol par un câble 60. Etant donné le choix d'un système à double enveloppe mentionné précédemment, on pourra prévoir sur l'enveloppe externe des points d'attache 61 permettant de haubaner le ballon. Par exemple, on fixera un seul hauban 62 pour s'opposer à 1' ac- tion d'un vent dominant dans le cas où le ballon est un ballon externe. On pourra aussi utiliser quatre haubans 62 pour le maintien du ballon et utiliser simplement un câble très léger comme câble 60 d'alimentation électrique. On notera que la prévision de tels points d'attache 61 n'aurait pas été possible ou très difficilement possible dans le cas de l'utilisation d'une enveloppe unique. Les figures 6A et 6B illustrent un mode d'assemblage de 1'enveloppe externe destiné à servir de témoin de gonflage pour le ballon. De façon classique, comne on l'a indiqué précédemment, l'enveloppe externe en tissu est constituée à partir de fuseaux cousus les uns aux autres. Les figures 6A et 6B représentent deux portions 71 et 72 de fuseaux adjacents. Ces fuseaux sont cousus l'un à 1' autre par une première couture rigide 73 et une deuxième couture élastique 74. L'élasticité peut résulter du choix d'un fil particulier ou du mode de couture par exemple d'une couture en zig-zag piqué. Les faces internes cousues des repliements destinés à la zone de couture sont peintes d'une couleur différente du reste du ballon ou revêtues d'un revêtement de couleur différente, par exemple par collage. Ainsi, quand le ballon est peu gonflé, la bande colorée ne se voit pas tandis que, quand le ballon canmence à se dilater, cette bande colorée (75 en figure 6B) commence à apparaître. Ceci fournit un moyen simple de vérification du bon gonflage de l'enveloppe interne du ballon. La figure 7 illustre la fixation du câble d'alimentation 60 au système de fermeture, en l'espèce la bague 20 par des moyens de fixation, de préférence élastique, 80. Ceci permet d'éviter la transmission d'à-coups entre le ballon et le câble et évite aussi qu'en cas de démontage sans précaution du bouchon 30, le ballon ne s'envole. Bien entendu, la présente invention est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à 1 'homme de métier, en particulier en fonction des utilisations qu'il souhaite attribuer au ballon. S'il s'agit d'un ballon destiné à assurer un éclairage en extérieur, par exemple d'un site d'intervention de service de secours, on disposera le ballon à une hauteur de 5 à 10 mètres au-dessus du sol, avec une enveloppe de couleur blanche ou jaune uniforme avec une ampoule de forte puissance. Des essais effectués avec des ampoules halogènes de 1000 watts ont montré que l'on disposait d'un éclairage satisfaisant sur une surface au sol de l'ordre du millier de m2. Ce type d'éclairage est particulièrement satisfaisant pour des équipes de secours qui ne sont pas éblouies contrairement au cas où l'on utilise des projecteurs. Selon une autre variante de la présente invention, le câble d'alimentation est disposé à l'intérieur d'un mât télescopique. RGVENDICATIONS 1. Dispositif aérostatique d'éclairage comprenant un ballon gonflé par un gaz plus léger que l'air, oe ballon étant maintenu au niveau d'un pôle par un câble d'alimentation (60) et contenant une ampoule (41) portée par une tige (40) fixée au pôle, caractérisé en ce que ledit ballon comprend une enveloppe interne (1) mince et transparente, étanche audit gaz, et une enveloppe externe (2) en un matériau diffusant de couleur et de caractéristiques optiques choisies. 2. Dispositif aérostatique d'éclairage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l1enveloppe interne (1) est en polyuréthane. 3. Dispositif aérostatique d'éclairage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe externe (2) est en un tissu synthétique tel qu'une soie ou du "Nylon". 4. Dispositif aérostatique d'éclairage selon la revendication 1, dans lequel les deux enveloppes comprennent une owerture circulaire au niveau dudit pôle et sont associées à un dispositif de fermeture caractérisé en oe qu'il comprend une bague interne (10) en forme de couronne à laquelle est fixé le pourtour de l'ouverture de l'enveloppe interne et sur laquelle vient se positionner le pourtour de l'ouverture de 1 'enveloppe externe une bague externe (20) en forme de couronne munie de moyens pour l'appliquer et la bloquer contre la bague interne en maintenant entre les deux bagues les pourtours des ouvertures de deux enveloppes ; et un bouchon amovible (30) pour obturer les ouvertures centrales en regard des bagues interne et externe, oe bouchon étant muni d'au moins un orifice obturable (36) d'aocès à la cavité interne du ballon et de moyens (35) de support de ladite tige (40), le diamètre du bouchon étant supérieur à celui de l'ampoule. 5. Dispositif aérostatique d'éclairage selon la revendication 4, caractérisé en ce que les bagues interne et externe sont assemblées par vissage. 6. Dispositif aérostatique d'éclairage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bouchon est assemblé à l'une des bagues par vissage. 7. Dispositif aérostatique d'éclairage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bouchon est assemblé à 1 'une des bagues par enclipsage. 8. Dispositif aérostatique d'éclairage selon la revendication 1, dans lequel le matériau de l'enveloppe interne est élastique et le matériau de l'enveloppe externe est peu élastique et comprend au moins deux zones (71, 72) assemblées par couture, caractérisé en ce qu'au moins une partie (74) de cette couture est élastique et laisse apparaître quand elle est étirée une bande (75) de couleur distincte de celle de l'ensemble de l'enveloppe externe. 9. Dispositif aérostatique d'éclairage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le câble d'alimentation est disposé à l'intérieur d'un mât télescopique. 10. Dispositif aérostatique d'éclairage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le câble d'alimentation (60) est fixé au dispositif de fermeture par des moyens élastiques (80).