Brevet FR2835504A1 — publié le 20030808

DIRIGEABLE AUTONOME DE PETITES DIMENSIONS EMBARQUANT UN MATÉRIEL DE PRISE DE VUE (S) DOMAINE D'APPLICATION DE L'INVENTION La présente invention a trait au domaine des dirigeables de petites dimensions susceptibles d'embarquer du matériel vidéo et/ou photographique à des fins de prise de vue (s) aérienne. DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR Si les dirigeables de petites dimensions aux environs et au-dessous de quatre mètres soixante existent, ils ne peuvent à ce jour être utilisés pour embarquer du matériel vidéo tels des caméras ou des appareils photos. En effet, à partir de l'instant où une charge est adjointe au dirigeable ce dernier doit pouvoir proposer une portance susceptible de soulever ladite charge ce qui oblige à changer de volume et de dimensions. De plus bien qu'appelés dirigeables, les aérostats de petites dimensions sont pour la plupart captifs notamment parce qu'ils ne présentent pas suffisamment d'inertie pour supporter les paramètres liés à un environnement extérieur. Une autre raison pour laquelle les dirigeables de petites dimensions ne peuvent pas être autonomes, réside dans le fait que la motorisation qui peut leur être associée ainsi que l'infrastructure nécessaire à sa mise en oeuvre, représentent un poids conséquent qui ne pouvait jusqu'à aujourd'hui être compensé que par une augmentation de la portance par augmentation du volume de gaz transporté. Aussi bien qu'une application dans un volume fermé tel un déplacement dans un hall d'exposition, soit susceptible de supprimer les risques dues aux conditions atmosphériques extérieures, la maniabilité d'un tel aérostat peut se révéler être particulièrement hasardeuse. Dans le domaine des prises de vues aériennes, les avions, hélicoptères ou autres engins motorisés assurent à quelques exceptions prés la plus grande partie du travail en extérieur. Plus rares, les aérostats tels les montgolfières peuvent servir à transporter un photographe et/ou du matériel photographique ou d'enregistrement vidéo. Ainsi, la prise vues aérienne dans un volume fermé est quasiment impossible sans fixation du matériel d'une manière ou d'une autre. En effet, en plus des difficultés dues au poids et à la maniabilité d'un dirigeable autonome de petites dimensions dans un volume fermé s'ajoute avec l'intégration d'un module vidéo, le poids et le volume de l'infrastructure nécessaire à sa mise ne oeuvre. Étant donnée le peu de portance que propose un dirigeable de très petites dimensions, ce dernier ne sert aujourd'hui que de simple support publicitaire grâce à son enveloppe et n'est jamais autonome. DESCRIPTION DE L'INVENTION Partant de cet état de fait, la demanderesse a mené des recherches visant à obvier aux inconvénients décrits ci-dessus afin d'obtenir un dirigeable non captif de quelque manière que ce soit, de très petites dimensions pour se mouvoir à l'intérieur d'un volume fermé réduit et capable d'embarquer un module vidéo ou photographique susceptible d'offrir des prises de vue (s) inédites aujourd'hui en dehors de la réalité virtuelle. Ces recherches ont abouti à la conception d'un dirigeable autonome et pilotable équipé d'une enveloppe de petites dimensions embarquant un matériel vidéo ou photographique réunissant des fonctionnalités particulièrement nouvelles et inventives ouvrant un nouveau champ de possibilités dans le domaine des prises de vues aériennes que ce soit intérieures ou extérieures. Selon l'invention, le dirigeable de l'invention est remarquable en ce qu'il est constitué des sous-ensembles suivants : - un sous-ensemble de propulsion constitué d'une nacelle comportant les éléments nécessaires à la mise en mouvement de deux hélices, - un sous-ensemble de direction constitué de dérives et d'une hélice d'axe de rotation perpendiculaire à l'axe longitudinal du dirigeable, - un sous-ensemble de prise de vue (s) constitué d'un moyen de mise en mouvement et de protection d'un matériel de prise de vue (s), et un sous ensemble de pilotage constitué d'un moyen embarqué de réception d'ondes de commande à des fins de contrôle des différents sous-ensembles et d'un moyen d'émission d'ondes de commande contrôlé par l'utilisateur au sol. L'association de ces différentes caractéristiques est particulièrement avantageuse en ce quelle permet de répondre aux critères du cahier des charges que s'était fixé la demanderesse. Ainsi, le pilotage à distance par ondes des différents sous ensembles participe grandement à l'autonomie du dirigeable qui pourra donc être contrôlé à distance. De même, les petites dimensions de ce dirigeable lui permettront d'évoluer dans des volumes réduits jusqu'ici inaccessibles. Bien entendu, cette association matérialise le franchissement de plusieurs obstacles techniques qui seront décrits plus en détails ci-après. Ainsi, un des obstacles techniques résolus par le dirigeable de l'invention réside dans la portance proposée par l'enveloppe de petites dimensions. Cette importance s'est accrue grâce aux recherches menées par la demanderesse sur les matériaux. En effet, selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, l'enveloppe du dirigeable est réalisée en polyuréthane. Les avantages d'un tel choix de matériau sont nombreux parmi ceux-ci : - le polyuréthane conserve mieux la température que le PVC classiquement utilisé et rend ainsi plus maniable le dirigeable l'hélium étant assujetti à la température, - le polyuréthane se déforme s'il est soumis à une contrainte mais ne se déchire pas contrairement au PVC, - l'enveloppe de polyuréthane est plus étanche que ne l'est celle en PVC, - le polyuréthane est moins lourd que le PVC, - l'obligation de décompression est moins grande pour une enveloppe en polyuréthane que pour du PVC. Toutes ces caractéristiques font que la portance et la maniabilité d'un dirigeable constitué d'une enveloppe en polyuréthane sont optimisées ouvrant un large champ de possibilités dans la charge qu'il peut transporter et dans ses applications envisageables. Les concepts fondamentaux de l'invention venant d'être exposés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d'autres détails et caractéristiques ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit et en regard des dessins annexés, donnant à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'un dirigeable conforme à l'invention. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 est une vue schématique de côté d'un mode de réalisation d'un dirigeable conforme à l'invention, La figure 2 est une vue schématique de face du mode de réalisation illustré en figure 1, La figure 3 est une vue schématique de dessous de détail du sous-ensemble de propulsion, La figure 4 est une vue schématique de face de détail du sous-ensemble de prise de vue (s), La figure 5 est une vue schématique de côté d'un autre mode de réalisation d'un dirigeable conforme à l'invention. DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS Tel qu'illustré sur le dessin des figures 1 et 2, un dirigeable référencé D dans son ensemble équipé d'une enveloppe 100 de petite dimensions est constitué des sous- ensembles suivants : un sous-ensemble de propulsion 200 constitué d'une nacelle 210 comportant les éléments nécessaires à la mise en mouvement de deux hélices 220a et 220b, un sous-ensemble de stabilisation et de direction constitué de quatre dérives 110,120, 130,140 et d'une hélice 131 d'axe de rotation perpendiculaire à l'axe longitudinal du dirigeable D, - un sous-ensemble de prise de vue (s) 300 constitué d'un moyen de mise en mouvement et de protection d'un matériel de prise de vue (s) 310. Comme illustré en figure 3 et selon un mode de réalisation préféré mais non limitatif, la nacelle 210 comprend une plate-forme en carbone comportant des points de fixations 211,212, 213 et 214 par des tiges filetées, à l'enveloppe 100. Le choix du carbone est un résultat de l'étude de matériau réalisé par la demanderesse et participe donc au gain de portance en offrant un matériau léger et solide pour la plate-forme 210 qui assure le support de nombreux éléments. Comme illustrée, cette nacelle 210 est le support du sous-ensemble de propulsion 200 ainsi que d'une partie du sous-ensemble de commande. Ainsi, par exemple la plate-forme 210 comprend des éléments de guidage et de mise en mouvement d'une tige transversale 220 aux extrémités de laquelle se trouvent entraînées en rotation les hélices 220a et 220b. Selon le mode de réalisation préféré illustré, les moyens de guidage sont constitués par des paliers 221a et 221b fixés à ladite plate-forme 210. Ces paliers guident le mouvement de rotation de la tige 220 porte-hélices, mouvement qui leur permette de passer par exemple, de la position illustrée en figure 1 et 2 à la positon illustrée en figure 3. Ce mouvement de rotation permet d'utiliser les hélices comme moyens de propulsion dans n'importe quelle position angulaire pour assurer les mouvements de marche avant arrière descente et montée du dirigeable D. La mise en mouvement est elle assurée par un moteur 230 lié à un pignon 231 s'engrenant avec un pignon 232 solidaire de ladite tige transversale 220. Un autre élément dont la plate-forme 210 est le support est constitué par les poids 240 qui ont pour fonction de lester et d'équilibrer le dirigeable D. En effet, en fonction de la température et de l'altitude à laquelle le dirigeable sera soumis les paramètres d'équilibre et de lest sont susceptibles de changer aussi, la nacelle 200 est équipée de poids 240 susceptible de répondre au critère de lest. L'équilibre vient lui par une mise en position et une fixation adéquate de la nacelle 200 à l'enveloppe en jouant sur les tiges filetées citées ci-dessus. On comprend que les opérations de vissage et dévissage pour atteindre l'équilibre parfait du dirigeable D sont particulièrement longues et pénibles. Aussi, la demanderesse a également mené des recherches sur l'équilibre des dirigeables de petites dimensions et a avantageusement imaginé le mode de réalisation illustré en figure 5. Dans ce mode de réalisation particulièrement avantageux illustré par le dessin de la figure 5, ladite nacelle 210 est liée à l'enveloppe 100 du dirigeable D au moyen de tissu auto agrippant 150. Il n'est donc plus nécessaire de visser et dévisser les quatre points de fixations de la plate-forme le tissu auto-agrippant permet une fixation et un détachement sur la totalité des deux ensembles que constituent la nacelle 200 et l'enveloppe 100. Un autre avantage à l'utilisation du tissu autoagrippant réside dans le fait qu'il n'est plus nécessaire de prévoir l'installation de tiges ou d'inserts filetés dans l'enveloppe ce qui constituent des moyens de fixation difficiles à mettre en oeuvre et particulièrement onéreux en comparaison du tissu auto-agrippant. Comme illustrées sur le dessin de la figure 3, les hélices de propulsion 220a et 220b sont mises en mouvement chacune par un moteur électrique 222a et 222b associé à des réducteurs. L'utilisation de cette association est particulièrement avantageuse en ce qu'elle permet de stopper quasi instantanément la rotation des hélices lorsque l'alimentation électrique est coupée ce qui constitue un progrès dans le sécurité de tels moyens de propulsion. La gestion de l'alimentation et la synchronisation des deux moteurs 222a et 222b est avantageusement assurée par un variateur 250 porté par ladite plate-forme 210. Cette dernière supporte également un deuxième variateur 260 pour la gestion de l'alimentation du moteur directionnel arrière, intégré dans la dérive 130. L'alimentation est avantageusement assurée par une batterie électrique symbolisée sous la référence 270 et également portée par la plate-forme 210. La présence des variateurs 250 et 260 permet également de gérer la puissance à fournir aux moteurs et optimiser ainsi l'autonomie de la batterie 270. La mise en activité et l'orientation des différents moteurs sont selon l'invention, commandées par un sous ensemble de pilotage constitué d'un moyen embarqué de réception d'ondes de commande à des fins de contrôle des différents sous-ensembles symbolisé par la référence 280 qui coopère avec un moyen d'émission d'ondes contrôlé par l'utilisateur au sol. Ainsi, grâce par exemple à une télécommande non illustrée, l'utilisateur contrôle la mise en mouvement du dirigeable. Associé à ces commandes de mise en mouvement du dirigeable D d'autres commandes sur la télécommande assurent le contrôle de la prise de vues. En effet, également lié à la nacelle 200, le sousensemble vidéo 300 est constitué d'un matériel vidéo 310 et de moyens permettant de le mettre en mouvement. Ce matériel vidéo étant placé en partie basse du dirigeable D et constituant la partie la plus fragile de l'ensemble du dispositif, la demanderesse a avantageusement imaginé un moyen de protection de ce sousensemble vidéo 300. Ainsi, selon un mode de réalisation préféré mais non limitatif de l'invention illustré par le dessin de la figure 4, le sous-ensemble vidéo 300 est lié à la nacelle 200 au moyen d'une tige rigide 320 comportant une zone fragilisée afin de servir de moyen de protection au matériel de prise de vue (s). Cette tige 320 est, selon un mode de réalisation préféré, en aluminium. Cette zone fragilisée sert de fusible mécanique qui cassera avant que le matériel vidéo 310 ne s'endommage en cas de choc. Ce fusible mécanique 330 est constitué par un joint de type cardan dont chaque extrémité est liée à une partie de la tige verticale 320, la partie articulée étant recouverte d'une gaine en plastique thermo-rétractable 331. Une partie du joint cardan est avantageusement collée à la tige pour constituer ladite zone fragilisée et former le fusible mécanique. De plus, la présence d'une articulation de type cardan rigidifiée par la gaine plastique 331 a pour avantage de rattraper ou de réduire les vibrations imprimées à l'ensemble ainsi que les changements d'angle de part l'inertie de la masse formée par le matériel vidéo 310. Selon le mode de réalisation illustré, le moyen de mise en mouvement du matériel vidéo 310 est constitué d'une platine mobile 340 en rotation selon un axe horizontal perpendiculaire à l'axe longitudinal du dirigeable D par rapport à un étrier 350 lui même mobile selon un axe vertical perpendiculaire à l'axe longitudinal du dirigeable D. La mise en mouvement du sous-ensemble vidéo a fait l'objet de la part de la demanderesse d'une étude spéciale afin de donner un maximum de possibilités pour les prises de vues. Ainsi par exemple, la mise en mouvement du sousensemble vidéo 300 selon l'axe vertical est réalisé au moyen d'un servomoteur axial qui permet de gérer l'angle, la vitesse et la course en rotation pour la prise de vues. Il en est de même pour les moyens de mise en mouvement axiaux horizontaux transversaux contrôlant la rotation de la platine 340 par rapport à l'étrier 350. Selon le mode de réalisation préféré illustré, ledit matériel de prise de vue (s) est constitué par une caméra vidéo numérique 310 équipée d'un moyen de transmission de l'image enregistrée. Ce moyen de transmission de l'image coopère avantageusement avec au moins un moyen de réception constitué par un moyen d'affichage tel un écran à cristaux liquides qui peut être avantageusement associé à la télécommande. Ainsi, dans l'application imaginée par la demanderesse, le moyen d'émission d'ondes de commande non illustré constitué par la télécommande utilisée par le pilote du dirigeable D comporte les organes de commande des différents sous-ensembles de mise en mouvement et est associé à un moyen d'affichage affichant les données enregistrées instantanément par le matériel vidéo. Ce mode d'utilisation associé aux différentes possibilités de mise en mouvement du dirigeable D font que les prises de vues obtenues sont complètement inédites notamment à partir d'un volume clos. Le dirigeable de l'invention rend donc envisageable de réaliser des reportages numériques aériens. On comprend que le dirigeable, qui vient d'être cidessus décrit et représenté, l'a été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés à l'exemple ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention tel que définie dans les revendications. Bien évidemment la forme du dirigeable présentée en exemple dans les dessins ne doit en aucun cas être considérée comme limitative. De même, bien que le dirigeable de l'invention ait été créé sur la base d'un cahier des charges lié à la prise de vues aériennes par caméra dans un volume clos la prise de vue par appareil photographique à l'air libre peut très bien être envisagée. REVENDICATIONS 1. Dirigeable (D) équipé d'une enveloppe (100) de petite dimension, CARACTÉRISÉ EN CE QU'il est constitué des sous-ensembles suivants : - un sous-ensemble de propulsion constitué d'une nacelle (200) comportant les éléments nécessaires à la mise en mouvement de deux hélices (220a et 220b), - un sous-ensemble de direction constitué de dérives (110, 120,130 et 140) et d'une hélice (131) d'axe de rotation perpendiculaire à l'axe longitudinal du dirigeable (D), - un sous-ensemble de prise de vue (s) (300) constitué d'un moyen de mise en mouvement et de protection d'un matériel de prise de vue (s) (310), et un sous-ensemble de pilotage constitué d'un moyen embarqué de réception d'ondes (280) de commande à des fins de contrôle des différents sous-ensembles et d'un moyen d'émission d'ondes de commande contrôlé par l'utilisateur au sol. 2. Dirigeable (D) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE ladite enveloppe (100) est réalisée dans un matériau de type polyuréthane. 3. Dirigeable selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE le sous-ensemble de prise de vue (s) (300) est lié à la nacelle (200) au moyen d'une tige rigide (320) comportant une zone fragilisée afin de servir de moyen de protection au moyen de prise de vue (s) (310). 4. Dirigeable selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE la nacelle (200) comprend une plate-forme (210) en carbone. 5. Dirigeable selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE le moyen de mise en mouvement du matériel de prise de vue (s) (310) est constitué d'une platine mobile (340) en rotation selon un axe horizontal perpendiculaire à l'axe longitudinal du dirigeable (D) par rapport à un étrier (350) lui même mobile selon un axe vertical perpendiculaire à l'axe longitudinal du dirigeable (D). 6. Dirigeable (D) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE ladite nacelle (200) est liée à l'enveloppe (100) du dirigeable (D) au moyen de tissu auto-agrippant (150). 7. Dirigeable (D) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE le matériel de prise de vue (s) (310) est constitué par une caméra vidéo numérique équipée d'un moyen de transmission de l'image enregistrée. 8. Dirigeable (D) selon les revendications 1 et 7, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE le moyen d'émission d'ondes de commande comporte des organes de commande des différents sous-ensembles et est associé à un moyen d'affichage affichant les données reçues de la caméra vidéo (310). 9. Dirigeable (D) selon la revendication 1, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE les hélices de propulsion (220a et 220b) sont mises en mouvement chacune par un moteur électrique (222a et 222b) associé à un réducteur. 10. Dirigeable (D) selon la revendication 3, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE ledit moyen de protection (330) est constitué par un joint de type cardan dont chaque extrémité est liée à une partie de la tige verticale (320), la partie articulée étant recouverte d'une gaine en plastique thermo-rétractable (331). 11. Dirigeable (D) selon la revendication 5, CARACTÉRISÉ PAR LE FAIT QUE la mise en mouvement du sousensemble de prise de vue (s) (300) selon l'axe vertical est réalisé au moyen d'un servomoteur axial (360). MEDIACAUSSE PAR PROCURATION Cabinet DELHAYE