Brevet FR2830460A1 — publié le 20030411

Un ludion classique est un dispositif comprenant un récipient pas totalement, mais presque, rempli d'un liquide et fermé par une membrane élastique qui est donc séparée du liquide par un petit volume d'air ; au sein du liquide se trouve un flotteur creux percé d'un orifice tourné vers le bas et rempli aussi du liquide qui enferme dans la partie haute une poche d'air. Une figurine est suspendue au flotteur. C'est elle qui constitue à proprement parler le ludion. Le flotteur est en équilibre dans le liquide, soumis, vers le bas, à son poids et, vers le haut, à la poussée d'Archimède. Si on appuie sur la membrane élastique, du liquide supplémentaire va rentrer dans le flotteur en y comprimant la poche d'air, ce qui va augmenter le poids du flotteur, va rompre l'équilibre et le flotteur va donc descendre. Quand on relâche la membrane, la détente de la poche d'air expulse du liquide du flotteur qui va donc remonter. On vient de décrire un ludion sensible à la pression. On peut imaginer un tel ludion sans membrane qui serait alors sensible à la pression atmosphérique. On peut aussi imaginer un ludion, avec un récipient fermé en haut et un flotteur qui serait déplacé sous l'action d'une variation de température. Avec une poche d'air en partie haute, une augmentation de température provoque surtout une dilatation de cette poche ; sans cette poche, ce n'est que le liquide qui se dilate. L'invention concerne un dispositif à ludion comprenant un récipient contenant un liquide et, plongé dans le liquide, un corps creux. Et bien, le demandeur a eu l'idée de perfectionner un tel dispositif pour rendre la position du corps creux dans le liquide quasiment stable quelle que soit la pression ou la température. Ainsi, l'invention concerne un dispositif du type défini ci-dessus, caractérisé par le fait qu'une chaînette est fixée au corps creux par une extrémité et repose sur le fond du récipient par l'autre extrémité. Le corps creux du dispositif de l'invention est soumis à une force dirigée vers le bas supplémentaire qui est le poids de la chaînette. Mais quand le poids du corps creux augmente ou la poussée d'Archimède diminue et fait descendre le corps creux, la hauteur de chaînette sous le flotteur diminue également et son poids avec, ce qui compense l'augmentation de poids du corps creux ou la diminution de la poussée et fait aussitôt remonter le corps creux. En sens inverse, cela reste vrai. Le dispositif à ludion de l'invention est un dispositif perfectionné, compensé, avec un corps creux en équilibre stable constant. Dans le cas d'un récipient ouvert en haut, on peut remplacer la chaînette de compensation de la variation du poids du corps creux par une tige de compensation dont une partie supérieure reste toujours émergée et sur laquelle s'exerce une poussée d'Archimède qui varie avec le poids du corps creux ou dans le sens contraire de celle qui s'exerce sur ce corps creux. Ainsi, et de façon plus générale, l'invention concerne un dispositif à ludion comprenant un récipient contenant un liquide et, plongé dans le liquide, un corps creux soumis aux deux forces intrinsèques antagonistes de son poids et de la poussée d'Archimède qui s'exerce sur lui, caractérisé par le fait qu'il est prévu, solidaires du corps creux, des moyens de compensation de la variation d'une des deux dites forces intrinsèques agencés pour exercer sur le corps creux une troisième force extrinsèque qui varie avec la force intrinsèque variable. Si les moyens de compensation exercent sur le corps creux une force extrinsèque de même nature que la force intrinsèque variable, les moyens de compensation sont agencés pour que la force extrinsèque et la force intrinsèque varient en sens contraires. Dans ce cas, il peut s'agir de forces de poids et alors le corps creux est un flotteur percé et les moyens de compensation comprennent une chaînette fixée au flotteur et reposant en partie sur le fond du récipient, qui peut être ouvert ou fermé. Il peut aussi s'agir de forces de poussée et alors le corps creux est une capsule anéroïde et les moyens de compensation comprennent une tige fixée sur la capsule et dont une partie supérieure reste émergée, le récipient étant naturellement ouvert. Sous l'action de la pression, la capsule se comprime et tend à descendre dans le récipient par réduction de la poussée d'Archimède. Si les moyens de compensation exercent sur le corps creux une force extrinsèque de nature différence de celle de la force intrinsèque variable, les moyens de compensation sont agencés pour que la force extrinsèque et la force intrinsèque varient dans le même sens. Dans ce cas, il peut s'agir d'une force intrinsèque de poids et alors le corps creux est un flotteur percé et les moyens de compensation comprennent une tige fixée sur le flotteur et dont une partie supérieure reste émergée, le récipient étant naturellement ouvert. Il peut aussi s'agir d'une force intrinsèque variable de poussée et alors le corps creux est une capsule anéroïde et les moyens de compensation comprennent une chaînette fixée à la capsule et reposant en partie sur le fond du récipient qui peut être ouvert ou fermé. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de plusieurs formes de réalisation, en référence au dessin annexé, sur lequel - les figures 1A et 1B représentent un dispositif barométrique à ludion perfectionné à chaînette de compensation, dans deux états de pression bas et moyen respectivement ; - les figures 2A et 2B représentent un dispositif thermométrique à ludion perfectionné à chaînette de compensation, dans deux états de température bas et moyen, respectivement et - la figure 3 représente un dispositif barométrique à ludion perfectionné à tige de poussée de compensation. En référence aux figures 1, le dispositif comprend un récipient 1 ouvert vers le haut et contenant un liquide 2, par exemple de l'eau, à la surface 3 duquel s'exerce donc la pression atmosphérique. On parle donc ici d'un dispositif barométrique. Plongé dans le liquide 2 se trouve une ampoule creuse 4, percée, en partie basse, d'un orifice 5 par lequel le liquide du récipient peut entrer ou sortir en fonction de la pression atmosphérique. L'ampoule 4 est soumise à deux forces intrinsèques antagonistes, son poids Fp, dirigée vers le bas, la poussée d'Archimède FA, dirigée vers le haut, et une force extrinsèque, le poids Fc d'une chaînette 6. Cette chaînette 6 est fixée à l'ampoule 4, en partie basse, ici à proximité de l'orifice 5 et repose au moins en partie sur le fond 7 du récipient 1. La force Fc correspond au poids de la portion de chaînette qui ne repose pas sur le fond du récipient. Dans l'état du dispositif illustré sur la figure 1A, la pression est minimale, l'ampoule est en équilibre en partie haute du récipient, sous l'action de la poussée d'Archimède, invariable, dans un sens, et de la somme du poids de l'ampoule 4, remplie sensiblement à moitié de liquide, et du poids total de la chaînette 6, complètement déployée et ne reposant sur le fond 7 du récipient que par son extrémité 8, dans le sens contraire, dirigé vers le bas. Quand la pression augmente, du liquide pénètre par l'orifice 5 dans l'ampoule 4 en comprimant la poche d'air supérieure 9 ; son poids augmente et, s'il n'y avait pas la chaînette, l'équilibre des forces serait rompu et l'ampoule 4 descendrait sur le fond 7 du récipient. Mais en descendant, une partie 10 de la chaînette adjacente à son extrémité 8 se replie sur elle-même jusqu'à ce que le poids de l'autre partie 11 de la chaînette qui reste tendue ait autant diminué que le poids de l'ampoule 4 a augmenté, pour que l'équilibre des forces s'exerçant sur l'ampoule 4 soit rétabli, certes le niveau d'équilibre de l'ampoule ayant légèrement baissé. La forme de réalisation des figures 2 est quasiment identique à celle des figures 1. Elle ne s'en distingue que par le fait que le récipient est un récipient l'fermé en haut, le dispositif étant un dispositif thermométrique, restant d'ailleurs indirectement barométrique, puisqu'une variation de température entraîne une variation, dans le même sens, de la pression qui, comme dans le cas précédent, maintient néanmoins l'ampoule 4 à un niveau d'équilibre grâce à la chaînette 6. Dans la forme de réalisation de la figure 3, analogue à celle de la figure 1, avec un récipient 1 ouvert vers le haut et contenant un liquide 2, l'ampoule 4 a été remplacée par une capsule anéroïde 12. Cette capsule creuse, sous l'action de la pression, se comprime plus ou moins en changeant donc de volume, ce qui fait varier la poussée d'Archimède qui s'exerce sur elle. A cette capsule 12 est fixée, en partie haute, une tige de poussée de compensation 13, dont une partie supérieure 16 reste émergée hors du liquide 2 et, en partie basse de la capsule, une quille de stabilisation 14. A l'équilibre, la capsule 12 est soumise aux forces intrinsèques de son poids, invariable, et de la poussée d'Archimède, variable, ainsi qu'aux forces extrinsèques du poids de la quille 14, invariable, vers le bas, et de la poussée d'Archimède de la partie immergée 15 de la tige 13, variable, vers le haut. Quand la pression augmente, la capsule 12 se comprime, son volume diminue, la poussée d'Archimède exercée sur elle diminue aussi ; la capsule 12 s'enfonce dans le récipient et, avec elle, la tige 13. La partie immergée 15 de la tige de compensation se rallonge et la poussée d'Archimède s'exerçant intrinsèquement sur cette partie immergée et donc extrinsèquement sur la capsule 12 augmente jusqu'à ce qu'elle compense la diminution de la poussée intrinsèque de la capsule. On notera qu'il eut été également possible de remplacer l'ampoule par une capsule anéroïde dans la forme de réalisation des figures 2. De même, dans la forme de réalisation des figures 1, on aurait pu remplacer la chaînette 6 par une tige de compensation de poussée. Mais dans la forme de réalisation des figures 2, une tige de compensation de poussée n'est naturellement pas envisageable. Quelle que soit la forme de réalisation, un dispositif, tel que décrit cidessus, peut constituer une oeuvre artistique évolutive intéressante à exposer. REVENDICATIONS 1.-Dispositif à ludion comprenant un récipient (1 ; 1') contenant un liquide (2) et, plongé dans le liquide, un corps creux (4 ; 12) soumis aux deux forces intrinsèques antagonistes de son poids et de la poussée d'Archimède qui s'exerce sur lui, caractérisé par le fait qu'il est prévu, solidaires du corps creux, des moyens (6 ; 13) de compensation de la variation d'une des deux dites forces intrinsèques agencés pour exercer sur le corps creux (4 ; 12) une troisième force extrinsèque qui varie avec la force intrinsèque variable. 2.-Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les moyens de compensation (6 ; 13) exercent sur le corps creux (4 ; 12) une force extrinsèque de même nature que la force intrinsèque variable, les moyens de compensation (6 ; 13) sont agencés pour que la force extrinsèque et la force intrinsèque varient en sens contraires. 3.-Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le corps creux est un flotteur (4) percé (5) et les moyens de compensation comprennent une chaînette (6) fixée au flotteur (4) et reposant en partie sur le fond (7) du récipient (1 ; 1') 4.-Dispositif selon la revendication 3, dans lequel le récipient (1) est ouvert vers le haut. 5.-Dispositif selon la revendication 3, dans lequel le récipient (1') est fermé en haut. 6.-Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le corps creux est une capsule anéroïde (12) et les moyens de compensation comprennent une tige (13) fixée sur la capsule (12) et dont une partie supérieure (16) reste émergée. 7.-Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les moyens de compensation (6 ; 13) exercent sur le corps creux (4 ; 12) une force extrinsèque de nature différence de celle de la force intrinsèque variable, les moyens de compensation (6 ; 13) sont agencés pour que la force extrinsèque et la force intrinsèque varient dans le même sens. 8.-Dispositif selon la revendication 7, dans lequel le corps creux est un flotteur (4) percé (5) et les moyens de compensation comprennent une tige (13) fixée sur le flotteur (4) et dont une partie supérieure (16) reste émergée. 9.-Dispositif selon la revendication 7, dans lequel le corps creux est une capsule anéroïde (12) et les moyens de compensation comprennent une chaînette (6) fixée à la capsule (12) et reposant en partie sur le fond (7) du récipient (1). 10.-Dispositif selon la revendication 9, dans lequel le récipient (1) est ouvert vers le haut. 11.-Dispositif selon la revendication 9, dans lequel le récipient (1') est fermé en haut. 12.-Dispositif selon l'une des revendications 6 et 8, dans lequel la capsule anéroïde (12) est pourvue d'une quille de stabilisation (14).