Brevet FR2829400A1 — publié le 20030314

STRUCTURE GONFLABLE AUTORISANT LA CASCADE DE VEHICULES DU TYPE AUTOMOBILE L'invention se rattache au secteur technique des structures gonflables susceptibles d'autoriser la réception de produits et objets divers. L'utilisation de structures gonflables est en soi connue pour la réception de produits et objets divers et même pour la réception de personnes physiques. Dans ces mises en oeuvre, les structures gonflables sous forme de boudins ou de matelas reçoivent l'impact perpendiculairement au plan du sol, ce qui entraîne des forces de pression et des contraintes très spécifiques. Il est connu également d'utiliser des structures gonflables pour permettre l'appui au sol d'hélicoptères et machines similaires à voilure tournante, afin d'éviter leur prise de sol brutale. Une telle structure a par exemple été décrite dans le brevet français n 2 664 233. Cette structure gonflable fixée sous la coque d'un hélicoptère présente une forme trapézoïdale de grand volume débordant du volume défini par l'hélicoptère pour permettre l'amortissement de ce dernier lors du contact au sol et éviter le crash de l'appareil. Cette structure gonflable comprend des moyens de renfort antigauchissement et des moyens limiteurs et contrôleurs de la pression à l'intérieur de la structure en étant réalisés sous forme d'évents. Une telle structure gonflable est exclusivement applicable aux hélicoptères avec l'exercice de force de pression perpendiculaire au sol. Le problème posé par le demandeur a été d'examiner les possibilités d'utilisation de structures gonflables dans une application tout à fait nouvelle, à savoir pour les cascades de véhicules, et notamment de véhicules automobiles. On rappelle préalablement que dans ce type de cascades, les véhicules automobiles sont lancés à une vitesse élevée à partir du sol, se déplacent le long d'une rampe de lancement inclinée vers le haut, pour permettre ensuite après dépassement de la rampe un survol d'obstacles constitués par exemple par d'autres véhicules, et pour atterrir ensuite au sol afin d'effectuer le freinage nécessaire. Les forces en présence sont donc très particulières lors du contact du véhicule au sol. L'utilisation des structures gonflables connues n'est pas applicable car non satisfaisante, et on constate une détérioration quasiment immédiate de la structure. Or, il y a lieu de considérer que les cascades de véhicules automobiles sont nombreuses dans le cadre de manifestations de ce type qui amènent un public important et avide de sensations. En d'autres termes, cela signifie que la structure gonflable doit être réalisée sans qu'il y ait de risques de détérioration immédiate et rapide lors d'un premier impact de véhicule, ceci afin de permettre une répétition de plusieurs cascades. On doit tenir compte également des contraintes résultant de la force de lancée du véhicule de par la vitesse atteinte de ce dernier, ce qui entraîne une action sur la structure gonflable en elle-même. On doit également tenir compte du fait que la voiture doit sortir de la structure gonflable à une vitesse préétablie, et ce, sans qu'elle reste empactée dans la structure. Face à ces problèmes posés et à l'objectif de concevoir une structure gonflable apte à permettre une multitude de cascades successives de véhicules automobiles, dans le cadre d'un spectacle, le demandeur a conçu et imaginé une structure qui réponde d'une manière satisfaisante, en toute fiabilité et sécurité, et autorisant la réception de véhicules automobiles en situation de cascades, puis leur évacuation. Un autre problème posé par l'application précitée réside dans les risques d'échauffement de la structure gonflable lors de l'impact et contact avec le véhicule d'une part, puis lors de l'évacuation du véhicule de par sa vitesse et le contact avec le sol. Le demandeur a donc imaginé une structure gonflable répondant également à cette contrainte en évitant tout risque d'échauffement inapproprié lors de l'impact et de l'évacuation du véhicule. Un autre but recherché selon l'invention était la conception d'une structure gonflable aisément transportable et aisément montable pour permettre une multitude de cascades, et ce, afin de répondre aux attentes du public. Un autre but recherché selon l'invention était que le véhicule devait ressortir intact après chaque cascade, et que les contraintes devaient être strictement limitées en égard du pilote. Un autre but était que l'amortissement de l'impact soit efficace et doux. Ces buts et d'autres encore ressortiront bien de la suite de la description. Selon une première caractéristique de l'invention, la structure gonflable du type comprenant un matelas gonflable et des évents pour autoriser l'évacuation des surpressions, est remarquable en ce que ladite structure comprend un matelas central entouré d'un boudin périphérique, et en ce qu'une toile tendue formant zone d'usure et d'impact assure le recouvrement du matelas et partiellement du boudin périphérique, et en ce que ledit matelas central est réalisé sous la forme d'une pluralité de caissons disposés dans le sens transversal par rapport à l'axe longitudinal de la structure, ces caissons étant en communication par des ouvertures avec le boudin périphérique, et en ce que les caissons sont agencés pour être déformés vers l'avant, dans le sens de déplacement d'un véhicule en cascade, et en ce que le boudin périphérique comprend des évents et une gaine d'alimentation associée à une soufflerie, et en ce que la structure gonflable est applicable pour autoriser des cascades de véhicules du type automobiles. Selon une autre caractéristique, la structure gonflable est disposée en appui sur une structure d'accueil, ladite structure d'accueil comprenant une forme en boudin avec une première zone réceptrice de la structure gonflable, et une seconde zone de glisse, et en ce que ladite structure d'accueil est agencée avec des canaux perforés constituant des rampes d'arrosage et de lubrification. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront bien de la suite de la description. Pour fixer l'objet de l'invention illustré d'une manière non limitative aux figures des dessins où : - La figure 1 est une vue extérieure en perspective d'une structure gonflable selon l'invention, dans sa réalisation finale. - La figure 2 est une vue extérieure en perspective de la structure gonflable avant assemblage. - La figure 3 est une vue en perspective de l'ensemble du matelas central- boudin périphérique. - La figure 4 est une vue en perspective de la structure gonflable avec illustration en traits fins des différents éléments intermédiaires formant raidisseurs et permettant la déformation de la structure lors d'un impact. - La figure 5 est une vue extraite de la figure 4 dans laquelle sont représentés les différents éléments formant raidisseurs. - La figure 6 est une vue de profil à partir du grand côté de la structure gonflable selon la figure 1. - La figure 7 est une vue en coupe selon la figure 6, montrant les ouvertures du passage d'air du matelas vers le boudin périphérique. - La figure 8 est une vue du côté arrière de la structure. - La figure 9 est une vue avant selon la figure 1 de la structure. - La figure 10 est une vue en coupe transversale selon la ligne B. B de la figure 7. - La figure 11 est une vue en coupe selon la ligne C. C de la figure 1. - La figure 12 est une vue à caractère schématique de la structure gonflable en vue longitudinale. - La figure 13 est une vue en perspective avant montage illustrant la liaison entre la toile et la partie matelas-boudin de la structure gonflable. - La figure 14 est une vue schématique illustrant la structure gonflable avant impact au niveau de la zone de la toile. - La figure 15 est une vue schématique selon la figure 14 après impact. - La figure 16 est une vue illustrant un élément formant raidisseur. - La figure 17 est une vue d'un équipement complémentaire récepteur de la structure gonflable et permettant son glissement lors de l'impact du véhicule automobile sur la structure. - Les figures 18,19, 20,21 sont des vues illustrant le fonctionnement de la structure gonflable lors de la cascade. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative illustrée aux figures des dessins. La structure gonflable selon l'invention est référencée dans son ensemble par (S). Cette structure comprend un matelas central (1) qui est entouré d'un boudin périphérique (2) dont le diamètre peut être par exemple de l'ordre de 1 mètre à 1, 50 mètre. Les dimensions du matelas sont telles qu'elles permettent la réception, le centrage et l'avancement du véhicule par rapport au matelas. A titre indicatif, le matelas peut présenter des dimensions de l'ordre de 8 mètres x 2,5 mètres x 1,20 mètres. Une toile d'usure tendue (3) recouvre le matelas et partiellement le boudin périphérique, et vient s'ajuster et se fixer sur ledit boudin périphérique selon une liaison démontable pour permettre son interchangeabilité. Cette toile définie ainsi par rapport à la partie supérieure (1.1) du matelas un volume (VI) d'air. Ce volume est défini à une première pression (PI). La liaison entre la toile tendue (3) et la partie supérieure du boudin est assurée par des moyens d'accrochage temporaires ou permanents. Ce peut être des moyens auto- agrippant par exemple. De petits évents (4) sont disposés à partir de la toile précitée pour permettre un réglage de la pression existante dans le volume (VI). Ainsi qu'il apparaît à la figure 13, le mode de liaison de la toile avec la partie boudin en recouvrement total du matelas est établi pour répondre aux contraintes de réception du véhicule lors de l'impact et éviter un effet de rebondissement. A cet effet, ladite toile est solidarisée au boudin périphérique par des moyens d'accrochage par exemple auto-agrippant (5. 1)- (5. 2), mais avec une force de liaison différenciée définissant deux zones (Zl) et (Z2). La première zone (Zl) de fixation est définie à partie de l'arrière de la structure gonflable et sur une longueur majoritaire en étant établie pour être forte et non détachable lors de l'impact du véhicule. La seconde zone (Z2) située au delà jusqu'à l'avant de la structure gonflable est établie pour être faible et donc détachable sous l'effet de l'impact du véhicule et sous l'effet des sur- i ise en oeuvre de pressions apparaissant dans le volume (VI). Ainsi, dans la mise en oeuvre de cette disposition, les moyens d'accrochage auto-agrippant (5. 1)- (5. 2), par exemple fixés à la fois sur le pourtour périphérique du boudin et de la face intérieure de la toile, dans un assemblage mâle-femelle, ont des caractéristiques de liaison différenciées selon les zones (Zl) et (Z2) précitées. Cette caractéristique peut être établie de différentes manières. Ce peut être par exemple par une contexture différenciée entre les zones précitées. Ce peut être aussi par des zones d'assemblage mâle-femelle renforcées en zone (Zl) par rapport à la zone (Z2). Des renforts supplémentaires (5. 3) sont disposés entre les zones (Zl) et (Z2) pour constituer des parties d'arrêt et de limitation de soulèvement de la toile lors de l'impact. L'intérêt de cette liaison spécifique et le reste de la structure gonflable apparaîtra lors de la description de la cascade. Cette toile tendue est renforcée dans le sens de sa longueur par trois sangles (3.1) soudées à l'intérieur, sans couture apparente. Cette toile constitue ainsi dans la structure gonflable une pièce d'usure réceptrice de l'impact du véhicule. Cette pièce d'usure peut donc être changée en cas de détérioration excessive. Elle assure une autre fonction qui est de protéger le matelas en assurant une première fonction de coussin d'air pour l'absorption des forces d'impact. A titre complémentaire, des sangles de sécurité complémentaires (17) sont fixées à la partie arrière transversale de la structure sur la partie boudin correspondante et viennent se fixer sur des parties complémentaires (18) sous forme de crochets ou autres solidarisés. de la toile. Celle-ci est donc également retenue par l'arrière de manière fixe mais démontable. Le matelas central (1) définit la partie active de la structure gonflable. Il est réalisé sous forme d'une pluralité de caissons (6) qui sont disposés dans le sens transversal par rapport à l'axe longitudinal de la structure gonflable. Le matelas est constitué d'une face supérieure (1.1) et d'une face inférieure (1.2) horizontales reliées par des entretoises (6.1) verticales réalisées par exemple en un matériau du type bâche. Ces entretoises verticales définissent ainsi une série de caissons successifs et indépendants, disposés transversalement au sens du défilement du véhicule. D'une manière optimisée, chaque caisson (6) est triangulé par l'adjonction de parois raidisseurs (6.2), également en un matériau du type bâche, et monté en diagonal entre la partie supérieure (6.3) horizontale d'une entretoise verticale et la partie inférieure (6.4) horizontale de l'entretoise adjacente, de sorte que l'orientation en oblique des parois raidisseurs soit dans le sens de déplacement du véhicule. Ces parois raidisseurs ont pour fonction de transmettre la force motrice dans le cadre d'une cascade lors de l'impact du véhicule et ainsi de diminuer les contraintes d'assemblage des caissons. La largeur (11) des parois raidisseurs obliques est inférieure à la largeur (12) des entretoises verticales, afin de permettre une circulation d'air de la partie haute vers la partie basse de chaque caisson. Le matelas est entouré d'une bande entretoise (7) périphérique en une ou plusieurs parties (7.1, 7.2, 7.3, 7.4), fermant l'espace défini entre lesdites faces supérieure et inférieure. Cette bande entretoise (7) est solidarisée au boudin périphérique par tous moyens appropriés, et elle. présente des ouvertures (7.5) calibrées en regard de chaque extrémité latérale de chaque caisson. Ces ouvertures e'n nombre déterminé permettent de réguler la quantité et la vitesse d'évacuation d'air de chaque caisson vers le boudin périphérique. Le boudin périphérique (3) assure la fonction de collecteur lors de l'évacuation de l'air, et est équipé de plusieurs évents d'évacuation (8) de section calibrée et à ouverture automatique, et d'une gaine d'alimentation (9) permettant le gonflage de la structure, en étant associés à une soufflerie (10). Cette gaine (9) peut assurer également une fonction d'évent après son désaccouplement de la soufflerie, ainsi qu'il sera vu ultérieurement. Ces évents (8) sont disposés directement sur le pourtour du boudin périphérique. Ils ont une section calibrée pour équilibrer l'évacuation d'air. La force de fermeture desdits évents permet d'ajuster la pression en attente dans le matelas. Selon une autre disposition, le boudin peut présenter sur tout ou partie de sa longueur des zones à fixation (10) temporaire du type fermeture à glissière et qui permettent l'accès à l'intérieur de la structure gonflable pour sa maintenance. Ainsi selon l'invention, la structure gonflable est constituée de trois zones de pressions différentes (PI, P2, P3) avec chacune une fonction précise. La zone (PI) est définie entre la partie supérieure du matelas et la toile tendue définissant un volume (VI). Elle est alimentée par les fuites calibrées créées en partie supérieure du boudin périphérique. Son rôle est d'assurer un préamortissement lors de l'impact, et une répartition des pressions sur la surface du matelas. La zone (P2) de pression est définie par le matelas central et le boudin périphérique en définissant un volume (V2). Elle est alimentée par la soufflerie en relation avec l'un des évents préétablis et notamment la gaine d'alimentation. Cette zone (P2) reçoit les pressions les plus fortes et les plus fortes contraintes. Une zone (P3) est définie entre le sol et le fond du matelas central avec un volume (V3). La pression est établie grâce à une système qui sera défini dans le descriptif de la structure d'accueil de la structure gonflable. Son rôle est d'assurer une fonction coussin d'air, en diminuant le frottement de la structure gonflable sur la structure d'accueil et en créant un effet aéroglisseur. Cette disposition est importante puisque le véhicule, lors de l'impact avec la structure gonflable, est susceptible d'entraîner cette dernière en déplacement, de par la force de lancement du véhicule. Le nombre et la taille des caissons (6) dépendent des caractéristiques spécifiques de la cascade (poids du véhicule, vitesse du véhicule, longueur de saut, hauteur de saut). Il convient dès lors d'exposer le fonctionnement et les conditions d'utilisation de la structure gonflable en se référant aux figures 18 à 21. En situation initiale, figure 18, la structure gonflable est en attente. Toutes les zones de la structure sont à leur pression nominale. La soufflerie fonctionne et est raccordée à la gaine d'alimentation. Tous les évents sont fermés. En situation d'impact du véhicule sur la structure représentée figure 19, le contact préalable a lieu sur la toile tendue, le véhicule se situant sensiblement dans le sens de la trajectoire. La pression (PI) dans la zone comprise entre la toile et le matelas augmente brutalement et permet une répartition des efforts de pression sur l'ensemble de la surface du matelas. Immédiatement après, les zones faibles de la liaison toile-boudin périphérique s'ouvrent, permettant l'évacuation rapide de l'air contenu dans le volume (VI), ce qui permet d'éviter une accumulation d'air en partie susceptible de faire re-décoller de véhicule en fin de saut. La toile est entraînée vers l'avant et commence à se tendre en transmettant les efforts à l'arrière de la structure. La pression (P3) dans la zone (3) définie entre le matelas et le sol augmente en favorisant un effet aéroglisseur. La structure n'a pratiquement pas bougé. Dans cette situation, les caissons du matelas ne sont pas encore déformés. En se référant à la figure 20, la voiture s'enfonce dans la partie active du matelas. La pression (P2) monte rapidement dans les caissons écrasés qui s'abaissent obliquement dans le sens d'avancement du véhicule. Dans cette situation, la pression dans les caissons et dans le boudin périphérique déclenche l'ouverture des évents, ainsi que le déboîtement de la gaine d'alimentation, évitant l'éclatement du matelas et le rebond du véhicule. La soufflerie se déboîte de la gaine d'alimentation (9) qui joue alors une fonction nouvelle d'évent. L'évacuation de l'air du matelas vers le boudin périphérique s'effectue par les trous formés sur la bande entretoise périphérique entourant les caissons. Grâce aux éléments raidisseurs montés en diagonal, les caissons ne sont pas simplement écrasés de haut en bas, mais ils sont déformés vers l'avant par pivotement. Les efforts sont ainsi transmis par les raidisseurs dans la partie basse du matelas avec une composante horizontale, ce qui accélère le déplacement de la structure gonflable. En se référant à la figure 20, le véhicule est complètement enfoncé dans le matelas, la tension des raidisseurs est au maximum et la structure gonflable prend de la vitesse de par la force d'entraînement générée par le véhicule. Selon l'invention, le pivotement des caissons assure un effet démultiplicateur sur la mise en mouvement de la structure gonflable. Le véhicule avance de l'ordre de 1,40 mètre sur le matelas pour un déplacement de la structure gonflable d'environ 1 mètre. Selon une autre disposition de l'invention et pour éviter tout échauffement de la structure gonflable, celle-ci peut être disposée sur une structure d'accueil (12) telle que représentée figure 17 et agencée avec des moyens de pulvérisation d'eau de refroidissement et de projection d'air. Cette structure d'accueil comprend une forme en boudin avec une première zone (12.1) réceptrice de la structure gonflable et une seconde zone (12.2) dite de glisse. La première zone est de dimensions correspondants à la structure gonflable. Des boudins (13) sont formés dans un plan transversal avec un léger retour (13.1) sur les côtés longitudinaux en constituant une zone de butée et de centrage de la structure gonflable. Lesdits boudins sont. prolongés directement ou de manière indépendante par d'autres boudins (14) de diamètre inférieur pouvant s'opposer au vent et au soulèvement de la structure gonflable. La seconde zone de glisse correspond sensiblement et au delà à la distance de déplacement de la structure gonflable lors de l'impact dans les conditions évoquées précédemment. Cette structure d'accueil est agencée avec des canaux (15) longitudinaux disposés le long de celle-ci. Ces canaux sont perforés en constituant ainsi des rampes d'arrosage (15.1). Ils peuvent déboucher en extrémité de la zone de glisse dans des canaux (16) de dimensions supérieures permettant un remplissage d'eau pour constituer un lest. Le déclenchement de la distribution d'eau peut être commandé de toute manière appropriée, et notamment par un opérateur au moins où la cascade a lieu. Une partie de l'air contenue dans les boudins (13) de la structure d'accueil est injectée, via des tubulures (19) sous la structure gonflable afin de la soulever. et permettre l'effet aéroglisseur tel qu'évoqué lors de la cascade, en constituant ainsi le volume (V3). Lors de la cascade, il est envisageable également que la toile tendue supérieure soit arrosée par un opérateur pour éviter un effet d'abrasion. Les avantages ressortent bien de l'invention et on souligne la conception nouvelle et originale de la structure dans l'application précitée. REVENDICATIONS - 1-Structure gonflable du type comprenant un matelas gonflable et des évents pour autoriser l'évacuation des surpressions, caractérisée en ce que ladite structure comprend un matelas central (1) entouré d'un boudin périphérique (2), une toile tendue formant zone d'usure et d'impact assurant le recouvrement du matelas et partiellement du boudin périphérique. et en ce que ledit matelas central est réalisé sous la forme d'une pluralité de caissons (6) disposé dans le sens transversal par rapport à l'axe longitudinal de la structure, ces caissons étant en communication par des ouvertures avec le boudin périphérique, et en ce que les caissons sont agencés pour être déformés vers l'avant, dans le sens de déplacement d'un véhicule en cascade, et en ce que le boudin périphérique comprend des évents (8) et une gaine d'alimentation (9) associée à une soufflerie, et en ce que la structure gonflable est applicable pour autoriser la cascade de véhicules du type automobiles. - 2-Structure gonflable selon la revendication 1, caractérisée en ce que la liaison entre la toile tendue (3) et la partie supérieure du boudin est assurée par des moyens d'accrochage temporaires ou permanents (5), et en ce que des évents (4) sont disposés à partir de la toile pour permettre un réglage de la pression existante dans le volume concerné. - 3-Structure gonflable selon la revendication 2, caractérisée en ce que la toile est solidarisée au boudin périphérique par des moyens (5.1, 5.2) présentant une force de liaison différenciée en définissant des zones (Zl) et (Z2), la première zone (Zl) définie à partir de l'arrière de la structure gonflable et sur une longueur majoritaire étant forte et non détachable lors de l'impact du véhicule, le seconde zone (Z2) située au delà jusqu'à l'avant de la structure étant faible et détachable sous l'effet de l'impact du véhicule. - 4-Structure gonflable selon la revendication 3, caractérisée en ce que des renforts supplémentaires (5.3) sont disposés entre les zones (Zl) et (Z2) pour constituer des parties d'arrêt et de limitation de soulèvement de la toile lors de l'impact. - 5-Structure gonflable selon la revendication 1, caractérisée en ce que le matelas est constitué d'une face supérieure (1.1) et d'une face inférieure (1.2) horizontales reliées par des entretoises verticales (6.1), ces entretoises verticales définissant une série de caissons successifs et indépendants, disposés transversalement au sens du défilement du véhicule, et en ce que chaque caisson est triangulé par l'adjonction de parois raidisseurs (6.2), et monté en diagonal entre la partie supérieure horizontale d'une entretoise verticale et la partie inférieure horizontale de l'entretoise adjacente, de sorte que l'orientation en oblique des parois raidisseurs soit dans le sens de déplacement du véhicule. - 6-Structure gonflable selon la revendication 5, caractérisée en ce que la largeur des parois raidisseurs obliques est inférieure à la largeur des entretoises verticales, afin de permettre une circulation d'air de la partie haute vers la partie basse de chaque caisson. - 7-Structure gonflable selon la revendication 5, caractérisée en ce que le matelas est entouré d'une bande entretoise périphérique (7) en une ou plusieurs parties, fermant l'espace défini entre lesdites faces supérieures et inférieures, et en ce que cette bande entretoise est solidarisée au boudin périphérique par tous moyens appropriés, et elle présente des ouvertures calibrées en regard de chaque extrémité latérale de chaque caisson, et en ce que ces ouvertures en nombre déterminé permettent de réguler la quantité et la vitesse d'évacuation d'air de chaque caisson vers le boudin périphérique. - 8-Structure gonflable selon la revendication 1, caractérisée en ce que le boudin périphérique (3) assure la fonction de collecteur lors de l'évacuation de l'air, et est équipé de plusieurs évents (7), d'une gaine d'alimentation (8), ladite gaine étant associée à une soufflerie, et en ce que les évents sont à fermeture automatique. - 9-Structure gonflable selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'après séparation de la gaine d'alimentation (8) et de la soufflerie (9), ladite gaine joue une fonction d'évent. - 10-Structure gonflable selon la revendication 2, caractérisée en ce que des sangles de sécurité sont fixées à la partie arrière de la structure de la partie boudin et coopèrent avec des parties complémentaires (18) sous forme de crochets établis sur la toile pour assurer sa retenue. - 11-Structure gonflable selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est disposée en appui sur une structure d'accueil (15), ladite structure d'accueil comprenant une forme en boudin avec une première zone (15.1) réceptrice de la structure gonflable, et une seconde zone (15.2) de glisse, et en ce que ladite structure d'accueil est agencée avec des canaux (15) perforés constituant des rampes d'arrosage et de lubrification et des conduits (19) de distribution d'air, ladite première zone étant entourée par des boudins (13) de calage et de centrage de la structure gonflable.