Brevet FR2864288A1 — publié le 20050624

La présente invention élargit et complète l'invention du Simulateur de plongée sous-marine que nous avons déposé le 26 décembre 2002, à l'Institut National de la Propriété Industrielle de Paris, avec la référence 02 16695. Elle concerne, à présent, un système de diffusion des multimédia, utilisant un appareil informatisé raccordé à l'internet, qui peut être opéré sous l'eau ou hors de l'eau, dont la fonction, en général, est la diffusion en milieu subaquatique de contenus audiovisuels divers permettant aux utilisateurs d'associer les activités en immersion avec la réception de programmes d'éducation, ludiques, de divertissement et de fiction et, en particulier, de simuler la plongée sous-marine. L'invention intéresse multiples utilisateurs dans différents sites, généralement en communication, en temps réel sur le réseau internet. Nous rappelons dans la suite les caractéristiques principales de l'invention antérieure. La configuration de base du simulateur de plongée de cette invention est constitué essentiellement par trois modules: - un appareil placé dans l'eau composé par une visionneuse et par une structure de support. Sous l'eau il donne aux utilisateurs les sensations physiques et visuelles de la 20 plongée sous-marine réelle. - une méthode informatisée d'apprentissage de la plongée comprenant un terminal informatique opérée par un instructeur - un système informatisé d'information accessible par l'internet et disposant d'une base de données sur les sites de plongée. L'invention antérieure concerne principalement la simulation de la plongée sous-marine et ses applications sont toutes subaquatiques. Elle présente quelques problèmes d'utilisation et a des limitations techniques que nous allons décrire ci-dessous. 1- L'appareil n'est prévu que pour être utilisé dans l'eau. Les applications hors de l'eau n'ont pas été envisagées. II serait pratique de pouvoir élargir le domaine d'utilisation du système, hors de l'eau et dans les espaces proches, pour permettre la préparation ou la révision de la séance sous l'eau. 2- La visionneuse n'étant pas équipée d'un micro ordinateur joue le rôle d'un moniteur d'ordinateur et, pour pouvoir fonctionner, doit être raccordée à l'ordinateur de l'instructeur, placé hors de l'eau. II serait souhaitable de pouvoir utiliser le système avec plus d'autonomie et sans nécessité de passer toujours par un instructeur. 3- La visionneuse glisse verticalement sur la colonne, de haut vers le bas et vice-versa. Les mouvements verticaux de la visionneuse entraînent le plongeur qui s'y tient. C'est le seul degré de liberté dont il dispose dans l'eau. II serait souhaitable d'élargir la gamme de mouvements de l'utilisateur en immersion. 4- La visionneuse est équipée d'un guidon où sont logés les manettes et les boutons de commande. Ce guidon est encombrant et fragile et l'opération des commandes peut paraître compliquée sous l'eau. Il semble préférable d'équiper la visionneuse de deux manettes de commande, comparables aux manettes des consoles de jeux électroniques. 5- Le plongeur doit s'équiper comme pour la plongée réelle et porter les bouteilles d'air pendant la séance d'entraînement, même en piscine. Ceci constitue une gêne pour les enfants et pour les débutants qui feraient des séances de courte durée sous l'eau et pour tous ceux qui souhaitent simplement rester en immersion, mais n'ont pas l'intention d'apprendre les techniques de la plongée. 6- Le masque et le tuba sont des accessoires personnalisés de la plongée et ces accessoires devraient être amenés et portés par chacun des utilisateurs. Cette 15 condition restreint l'utilisation du système. 7- Les piscines ont en général des profondeurs d'eau réduites et la simulation de la plongée pourrait être difficile à réaliser dans ces conditions. Il serait nécessaire de prévoir des adaptations dans les piscines existantes pour permettre la création de espaces spécifiques pour la pratique de l'immersion. 8- Le système n'a pas des provisions spéciales pour être utilisé par des personnes handicapées ou âgées. Il serait recommandable de permettre à ces personnes l'utilisation de l'appareil, aisément et sans risques. 9- Les contenus qui pourraient être diffusés par le système concernent spécifiquement des images et des informations sur la plongée et sur les sites de plongée. Ceci est trop restrictif et il serait nécessaire d'inclure dans les contenus des productions ludiques, éducatives et de fiction, traitant des sujets de l'univers subaquatique. La présente invention résout ces difficultés et élargit le domaine d'application de l'invention antérieure. Nous allons décrire les caractéristiques techniques propres à cette invention qui viennent modifier et compléter quelques unes des dispositions de l'invention antérieure. La présente invention est un système de diffusion amphibie composé : d'un appareil qui peut être opéré dans l'eau ou hors de l'eau, - d'un terminal informatique placé hors de l'eau, qui généralement est utilisé par un surveillant ou un instructeur, et qui est raccordé à l'internet et - d'un site sur l'internet disposant d'une base de données et d'une méthode informatisée de gestion de différents terminaux du système, mis en réseau. L'appareil comprend une visionneuse, la structure de support de cette visionneuse, qui varie en fonction des lieux d'utilisation, et d'un boîtier avec des mécanismes. La visionneuse comporte un micro ordinateur, un moniteur plat, au moins une caméra vidéo, des manettes de commande, deux haut-parleurs, divers instruments de mesure et boutons de contrôle ou de commande. Par ailleurs, la visionneuse a deux emplacements cylindriques réservés pour loger de chaque côté une mini bouteille d'air comprimé. Ceux deux bouteilles sont raccordées entre elles et à un détendeur par une conduite fixe en forme de lyre. Cette lyre est connectée par une conduite flexible à un masque de plongée spécial qui couvre le visage de l'utilisateur et lui permet de respirer sous l'eau. Le masque peut être remplacé suivant le besoin de l'utilisateur. L'utilisateur du système n'a besoin d'amener, ou de porter sur lui, aucun équipement ou appareillage pour plonger. Tous les accessoires dont il a besoin pour 15 son immersion, sont intégrés à l'appareil et sont immédiatement disponibles. Le micro ordinateur, le moniteur, les manettes et les haut-parleurs permettent à l'utilisateur d'opérer la visionneuse comme un ordinateur ou comme une console de jeux électroniques. Les manettes sont dotées de boutons de commande qui, en outre, peuvent actionner des mécanismes logés dans la structure de support. Le moniteur plat anti-réflectif, si nécessaire équipé d'une visière, permet à l'utilisateur de voir des films et des vidéos les plus diverses et des images crées par ordinateur en 3D interactif. Les haut-parleurs permettent à l'utilisateur d'écouter les sons de ces productions. La caméra vidéo installée en haut de la visionneuse, permet à un surveillant placé hors de l'eau, de suivre par le terminal extérieur, les mouvements de l'utilisateur dans l'eau. L'utilisateur sous l'eau reçoit des programmes audiovisuels et des informations de trois sources différentes: - soit il s'agit de productions de courte durée et des informations concernant sa séance en immersion et dans ce cas la source est le micro ordinateur de la visionneuse, - soit il s'agit des programmes en temps réel ou des informations disponibles dans la base de données du site web et dans ce cas c'est par la connexion internet du terminal de surveillance, auquel il est raccordé, qu'elles lui arrivent, - soit il s'agit de productions de longue durée ou des informations de manuels pédagogiques, tel celui des techniques de plongée ou des publications périodiques sur les sites touristiques et de plongée et dans ce cas la source est la collection de CD-rom et DVD disponibles pour l'ordinateur de surveillance de l'établissement où il se trouve. La visionneuse glisse verticalement sur la colonne, de haut vers le bas et vice- versa, actionnée par un mécanisme placé dans la colonne et commandé par l'utilisateur. Elle entraîne dans ces mouvements l'utilisateur qui se tient aux manettes et reste en flottaison sous l'eau. La visionneuse peut aussi se détacher de la colonne, sous l'action d'une autre commande de l'utilisateur et flotter librement dans l'eau entraînant avec elle l'utilisateur. La visionneuse reste néanmoins connectée à la colonne par une gaine flexible qui se déroule ou s'enroule sur un dévidoir logé dans la colonne de support. L'utilisateur a ainsi la possibilité de se déplacer en apesanteur sous l'eau dans les trois directions. Pour accomplir cette activité il peut avoir besoin de porter une ceinture lestée. II est possible aussi de lever la visionneuse jusqu'en haut de la colonne, hors de l'eau, et de la dégager entièrement de la colonne. Ainsi détachée, libérée des bouteilles et du masque, la visionneuse peut être installée sur un pied hors de l'eau, raccordée directement à l'internet et devenir une console de jeux ou une borne interactive. Dans ces conditions on assure la continuité d'utilisation du même appareil lors de la préparation et avant l'immersion, pendant l'immersion proprement dite et pour l'analyse des informations recueillies, après la séance. Comme l'espace d'utilisation préférentiel de l'invention est la piscine et comme nombreuses piscines existantes ont une profondeur réduite, il est prévu de réaliser, à l'endroit de la piscine où l'appareil serait installé, une fosse. Cette fosse est formée par une unité préfabriquée, équipée de divers injecteurs d'eau sous pression, qui permettraient de créer différents types de courants dans la fosse. Ces injecteurs sont actionnés par les boutons de commande disponibles sur la visionneuse. Dans sa configuration caractéristique, le système est conçu pour être opéré par des utilisateurs multiples mis en réseau et situés dans différents sites, sous l'eau ou hors de l'eau. Ainsi, par exemple, les utilisateurs dans différentes piscines d'une chaîne hôtelière international peuvent accompagner en temps réel un plongeur évoluant en Australie dans les fonds sous-marins d'un site de plongée déterminé, alors que, ailleurs, un scientifique assure les commentaires de l'expédition. Les caractéristiques et les avantages de cette invention vont apparaître plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit, d'au moins une des formes de réalisation préférée de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins en annexe. Sur ces dessins: la Fig. 1 est une représentation générale schématique de la présente l'invention, 40 la Fig. 2 est une vue perspective de l'appareil dans la version pour piscines, la Fig. 3 est une vue perspective de la visionneuse, la Fig. 4 est une représentation d'un utilisateur en activité sous l'eau, recevant des images dans le moniteur de la visionneuse, la Fig. 5 est une élévation montrant la configuration de l'appareil avec de la visionneuse détachée de son support et opérée par l'utilisateur qui flotte librement dans l'eau, la Fig. 6 est une vue perspective de la visionneuse, hors de l'eau, installée comme console de jeux ou borne interactive, la Fig.7 est une vue perspective de la fosse permettant d'accroître la profondeur d'eau disponible dans une piscine courante et la Fig.8 est une vue perspective montrant la configuration de l'appareil pour être utilisé 15 par des personnes âgées ou handicapées Les modes particuliers de réalisation des composants de l'invention, ainsi que leur agencement et leur fonctionnement, sont décrits dans la suite. Le principales différences entre la présente invention et l'antérieure sont: - le système est conçu pour des utilisateurs multiples, mis en réseau en temps réel, dans différents sites, sous l'eau ou hors de l'eau, - l'utilisateur n'a pas besoin de s'équiper pour l'immersion puisque l'équipement 25 nécessaire à sa respiration sous l'eau, est intégré à l'appareil, - la visionneuse se détache de son support pour permettre à l'utilisateur dans l'eau, des mouvements dans les trois directions et elle peut aussi être installée hors de l'eau, pour devenir une borne interactive ou une console de jeux. - les informations et programmes multimédia diffusés par l'appareil peuvent provenir 30 soit du micro ordinateur de la visionneuse, soit de l'ordinateur de surveillance, soit des sites internet. La figure 1 est une vue générale schématique des configurations typiques du 35 système et de son opération.Trois configurations préférées d'utilisation du système multimédia amphibie objet de la présente invention y sont présentées. La première concerne l'utilisation dans un bassin (2) où on voit un utilisateur (4) opérant la visionneuse (6) qui est connectée à la colonne (8) de l'appareil par une gaine (10) où sont logés, entre autres, les câbles de connexion à la terminal informatique (12), disposant d'une collection de CD's-rom ou de DVD's (14) avec des productions multimédia, et elle-même connectée à l'internet, représenté schématiquement par (16). La connexion internet permet d'accéder à un site (18) dédié au système, disposant d'une base de données (20) où sont disponibles des informations et des contenus multimédia et d'une plateforme de rencontres avec des utilisateurs du système mis en réseau. La seconde configuration concerne l'utilisation en mer (24). On y voit une utilisatrice (26) opérant la visionneuse (6) suspendue et connectée, par des câbles (28), à un bateau (30) où on aperçoit un opérateur avec un ordinateur et un téléphone mobile qui permettent à l'utilisatrice (26) de communiquer avec l'opérateur et avec l'internet (16). La troisième configuration concerne l'utilisation hors de l'eau (36). On y voit un utilisateur (38) opérant la visionneuse (6) installée sur un pied (42) et raccordée, directement ou par un terminal, à l'internet (16). La visionneuse (6), qu'elle soit utilisée en bassin, en mer ou hors de l'eau est essentiellement identique, seuls changent les dispositifs d'attache respectivement avec la colonne (8), avec les câbles (28) et avec le pied (42). Les utilisateurs typiques (4), (26) et (38), ainsi comme des centaines d'autres mis en réseau, peuvent se communiquer en temps réel entre eux et avec d'autres sources 20 d'information, dont la base de données du site internet. La figure 2 est un rappel de l'invention antérieure et présente l'appareil, dans sa configuration pour piscines, avec ses composants principaux: - la colonne tubulaire (8), sur laquelle glisse verticalement la visionneuse (6) sous l'action d'un dispositif hydraulique actionnant un mécanisme tel une vis sans fin, logé à l'intérieur de la colonne et attaché à la visionneuse. Celui-ci produit des déplacements verticaux de la visionneuse, entre les niveaux d'immersion minimum et maximum, déterminés par la profondeur du bassin. - le système télescopique (52) fixé en bas de la colonne permettant d'ajuster avec 30 précision la longueur de celle-ci à la profondeur du bassin, - le socle (54) et -le boîtier de raccordement étanche (56) en haut de la colonne, hors de l'eau et fixé au sol où sont logés les moteurs, les commandes de sécurité et les appareils de mesure et d'enregistrement des séances d'utilisation et les diverses connexions. Ces éléments sont fabriqués généralement en métal, de préférence en acier, la colonne pouvant être en acier inoxydable ou en aluminium. Les moteurs et autres mécanismes ainsi que les composants électriques sont placés dans le boîtier étanche. La visionneuse peut être facilement détachée et conservée hors de l'eau après les sessions de pratique subaquatiques. L'installation de ces éléments se fait comme suit: Le boîtier (56) est placé et fixé au sol. La colonne (8) est introduite par le haut dans la réservation circulaire (58) du boîtier. Avant de descendre la colonne dans l'eau, le socle (54) y est attaché. Une fois la colonne descendue et la base posée sur le fond, on glisse la visionneuse (6) par le haut de la colonne et on l'attache à la colonne. La figure 3 donne une vue détaillée et en perspective de la visionneuse (6) telle comme elle est conçue dans la présente invention.. La visionneuse (6) est constituée par une coque en plastique ou en métal de forme hémisphérique. Elle est étanche et résistante aux impacts et comporte: - un système informatique composé par le micro ordinateur (65) qui se trouve à l'intérieur de la visionneuse, le moniteur plat (60), les haut parleurs (62) et les manettes de commande (64), - un système électronique avec la caméra vidéo (66) , les instruments de mesure, de 15 sécurité et d'alarme (68), le panneau de commande d'effets spéciaux (70), tels les mouvements et les contre-courants. - un système assurant l'autonomie respiratoire de l'utilisateur avec deux mini bouteilles (72) d'air comprimé, valves de contrôle (74), conduites (76) et flexibles de connexion (78) et le masque facial de plongée (80) intégrant le régulateur et autres dispositifs de sécurité. Par rapport à l'invention antérieure, il faut noter l'ajout d'un micro ordinateur dans la visionneuse, le remplacement du guidon par les deux manettes, l'ajout des deux haut parleurs et l'intégration du système d'alimentation d'air comprimé dans l'appareil. Le plongeur en opération se tient généralement aux deux manettes. Quand nécessaire pour l'opération, il peut se tenir avec une seule main et utiliser l'autre main pour manier les autres commandes. La figure 4 montre en élévation une des utilisations préférées de l'appareil, en piscine. On y voit un utilisateur (81) sous l'eau dans une piscine (82) observant le moniteur (60), opérant la visionneuse (6) qui est attachée à la colonne (8). L'utilisateur porte le masque facial (80) et une ceinture lestée (84) qui lui permet de rester sous l'eau, en condition d'apesanteur. Dans ces conditions il peut recevoir des informations et des contenus multimédia du micro ordinateur placé dans la visionneuse, de l'ordinateur de surveillance placé hors de l'eau à proximité et de l'internet, au quel le terminal est connecté. La figure 5 montre en élévation l'utilisation de la visionneuse sous l'eau, détachée de la colonne. On y voit un utilisateur (86) sous l'eau dans une piscine (88) observant le moniteur de la visionneuse (6) qui est détachée de la colonne (8) mais néanmoins est connectée à celle-ci par une gaine (10) où sont logés les câbles des connexions informatiques et électroniques. Cette gaine est enroulée dans le dévidoir (90), commandé du panneau de commande de la visionneuse. Un dispositif électromagnétique permet de rappeler la visionneuse vers la colonne ou de la laisser s'éloigner. La figure 6 donne une vue perspective de la visionneuse (6), placée hors de l'eau sur un pied (42) et utilisée comme une borne interactive ou comme une console de jeux, pouvant soit être raccordée directement à l'internet, soit à un terminal informatique groupant d'autres unités. La figure 7 donne une vue en perspective d'une configuration préférentielle de l'espace pour l'opération de l'appareil, dans les piscines courantes. Nombreuses piscines existantes ont une profondeur d'eau limitée, variant de 1,50 à 2 mètres. Pour permettre dans ces piscines une meilleure utilisation du système de la présente invention, on crée au pied de la colonne (8) une fosse de plus grande profondeur, par l'insertion d'une cuvette (94) préfabriquée en fibre de verre ou en béton, dans le radier de la piscine et on y intègre un système d'injecteurs d'eau sous pression (96), réglables, permettant de créer des courants et des tourbillons comparables à ceux expérimentés en plongée profonde. La figure 8 présente un utilisateur (98) sous l'eau opérant l'appareil dans sa configuration pour personnes âgées, handicapées ou pour enfants débutants. Une structure métallique tubulaire réglable ( 100), en longueur et en forme, est fixée à la visionneuse. Elle est recouverte d'une toile ( 102) intégrant des coussins gonflables ( 104) qui épouse la forme du corps de l'utilisateur. Celui-ci est recueilli en flottaison à surface de l'eau et est attaché à la structure par une ceinture de sécurité (106). II peut opérer les manettes où utiliser l'option mains libres, la visionneuse étant alors opérée par un surveillant, hors de l'eau. 35 40 REVENDICATIONS 1 Système multimédia amphibie utilisé de préférence dans un bassin (2) ou en mer (24), mais aussi hors de l'eau (36), caractérisé en ce qu'il comprend un appareil informatisé raccordé à l'internet (16), composé d'une visionneuse (6) et de supports variables avec l'emplacement, appareil qui associe la diffusion d'informations et de programmes multimédia avec, dans l'eau, la génération d'effets sensoriels simulant les conditions physiques de la plongée sous-marine, tout en offrant à ses utilisateurs en immersion du type (4) et (26), l'autonomie respiratoire et la communication permanente, grâce aux connexions (13) à internet ou des téléphones mobiles (34), avec d'autres utilisateurs mis en réseau (22) . 2 Système multimédia amphibie de la revendication 1 caractérisé en ce que l'appareil informatisé comprend une visionneuse étanche (6) où se trouvent un micro-ordinateur (65), un moniteur plat (60), deux manettes (64) et des boutons de commande (70) et qui est opérée sous l'eau comme un ordinateur courant, la dite visionneuse étant connectée à un terminal informatique (12), placé hors de l'eau dans les environs, où vient se brancher la connexion internet (13) et par où sont diffusés le contenu des CD-rom's ou des DVD's (14). 3 Système multimédia amphibie selon la revendication 2, caractérisé en ce que la visionneuse (6) libérée de son support (8), placée hors de l'eau sur un pied (42) est raccordée directement à l'internet et a accès à la même base de données (20) que l'appareil en immersion, devenant ainsi une console de jeux ou une borne interactive, pour permettre, en particulier, l'étude d'informations et de données, avant et après l'immersion, sans solution de continuité. 4 Système multimédia amphibie de la revendication 2 caractérisé en ce que la visionneuse (6) est équipée de deux bouteilles (72) d'air comprimé interconnectées par conduites rigides (76) et raccordées par des flexibles (78) à un masque facial de plongée (80) disposant d'accessoires tels les régulateurs, filtres et autres instruments de sécurité, qui permettent la respiration pendant l'immersion dans des conditions comparables à celles offertes par l'équipement courant de plongée sous- marine. Système multimédia amphibie de la revendication 2, caractérisé en ce que la visionneuse (6) est équipée d'un dispositif visuel et auditif de communication et de sécurité, composé d'une caméra vidéo (66), de deux haut parleurs (62) , d'un instrument de localisation (68), et à l'intérieur, d'équipements d'alarme et de détection d'infiltrations d'eau. 6 Système multimédia amphibie de la revendication 2, caractérisé en ce que la visionneuse (6) est attachée à la colonne ( 8) par un dispositif électromécanique comprenant un dévidoir ( 90) qui, sous la commande de l'opérateur en immersion (86), libère la visionneuse de la colonne et lui permet de réaliser des mouvements sous l'eau (88) dans les trois directions, la dite visionneuse restant de préférence reliée à la colonne par une gaine flexible (10) où sont logés les câbles informatiques et électroniques, gaine qui, en s'enroulant dans le dévidoir (90) fait varier la distance entre la visionneuse et la colonne, jusqu'à rétablir la liaison avec la dite colonne (8). 7 Système multimédia amphibie selon la revendication 2, caractérisé en ce que une fosse spéciale (94) est aménagée sous la colonne (8) dans l'espace des piscines courantes, par l'insertion d'une cuvette (95) au fond de la piscine, où sont installés des injecteurs (96) d'eau sous pression qui génèrent des contre-courants et des tourbillons. 8 Système multimédia amphibie de la revendication 2, caractérisé en ce que des utilisateurs multiples du type (4), (26), (38) , mis en réseau grâce à l'internet, reçoivent dans les moniteurs de leurs visionneuses, des informations et des images, soit directement du micro-ordinateur (65) placé dans les visionneuses, soit du terminal informatique (12) placé dans les environs du lieu d'immersion, soit d'un site internet dédié (18), et communiquent par l'internet, avec d'autres utilisateurs du système (22) , opérant dans d'autres sites, en immersion ou hors de l'eau. 9 Système multimédia amphibie de la revendication 2, caractérisé en ce que la visionneuse (6) est équipée d'une structure ajustable (100) munie de coussins gonflables (104) pour recevoir des personnes handicapées (98), qui restent attachées (106) à la visionneuse et peuvent suivre, les mains libres, les mouvements de la visionneuse dans l'eau. 40