Brevet FR2877076A1 — publié le 20060428

DISPOSITIF DE PRODUCTION DE NEIGE ARTIFICIELLE La présente invention se rapporte à un dispositif de production de neige artificielle, appelé également canon à neige, et plus particulièrement à un dispositif de production de neige artificielle comprenant des moyens de réglage du débit. Pour la production de neige artificielle, on sait qu'il est important d'ajuster le débit D du dispositif en fonction de la température atmosphérique T pour produire une quantité Q de neige, comme représenté sur la figure 1. En matière de canon à neige à débit variable, il existe principalement deux familles. Les canons à neige de la première famille comprennent au moins un gicleur à débit variable. Pour obtenir la variation de débit, le gicleur comprend un siège de forme conique avec une soupape susceptible de se translater selon l'axe de la surface conique du siège de manière à faire varier le débit. Un tel dispositif est décrit dans la demande de brevet EP-1.386. 668. Même si ce dispositif permet de régler en théorie le débit d'une manière continue, la translation de la soupape n'assure pas un réglage précis du débit si bien qu'il est nécessaire de prévoir un débitmètre afin de contrôler cette translation. Les canons à neige de la seconde famille comprennent plusieurs gicleurs à débit fixe, le débit du canon étant ajusté en fonction du nombre de gicleurs à l'état 20 passant. Selon un premier mode de réalisation, illustré par la figure 2A, le canon à neige comprend une tête 10 sur laquelle sont rapportés plusieurs gicleurs 12, trois sur la figure. Ce canon à neige comprend également des clapets 14, un pour chaque 2877076 2 gicleur, autorisant ou non le passage de l'eau en direction du gicleur correspondant. Les clapets étant disposés à l'extérieur de la tête, des conduits 16, chacun dédié à un gicleur, sont prévus au niveau de la tête. Aussi, pour des raisons d'encombrement et pour obtenir un produit industrialisable, ce canon ne peut comprendre qu'un nombre limité de gicleurs, au plus trois, si bien que le réglage du débit ne peut se faire que par un nombre limité de paliers, égal au nombre de gicleurs. Selon un second mode de réalisation, illustré par la figure 2B, le canon comprend une tête 20 comprenant une pluralité de modules 22 superposables comportant chacun au moins un gicleur à débit fixe 24. Chaque module comprend un conduit assurant la continuité fluidique du module du dessous vers le module du dessus et un clapet 26 autorisant ou non le passage du fluide vers le module du dessus, à l'exception du module supérieur. Ainsi, en commandant les différents clapets, on peut ajuster le débit du module. Même si ce type de canon simplifie la fabrication grâce à la présence de modules identiques empilables, il ne donne pas pleinement satisfaction car il n'offre qu'un nombre limité de réglages du débit ou un nombre réduit de paliers en raison de l'ordre imposé du changement d'état des clapets. Dans les deux cas, en raison du nombre réduit de paliers, comme illustré sur la figure 1, la quantité de neige produite peut ne pas être optimale à une température donnée. En effet, si la température atmosphérique est Tl, la quantité produite est Q1 en utilisant le palier de réglage P1 alors que théoriquement il serait possible de produire une quantité de neige Qt supérieure, pour la même durée. Par ailleurs, selon une autre problématique des dispositifs de l'art antérieur, il est nécessaire de prévoir des moyens pour dégeler les gicleurs, les clapets et les canalisations ou de prévoir des moyens pour purger l'ensemble. En effet, les canons à neige sont soumis à des contraintes climatiques extrêmes si bien que 2877076 3 lorsque les gicleurs sont à l'état fermé, le fluide immobile dans les canalisations tend à geler et à obstruer lesdites canalisations. Aussi, la présente invention vise à pallier les inconvénients de l'art antérieur en proposant un dispositif de production de neige artificielle permettant 5 d'optimiser la quantité de neige produite. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de production de neige artificielle comprenant une tête sur laquelle sont rapportées une pluralité de sorties de fluide, caractérisé en ce que la tête comprend un conduit principal d'alimentation, susceptible de s'étendre sur la hauteur de la tête, avec en partie inférieure des moyens de connexion à au moins une alimentation en fluide, ainsi que des conduits secondaires reliant chaque sortie au conduit principal d'alimentation, un clapet autorisant ou non le passage du fluide étant interposé entre chaque sortie et le conduit principal d'alimentation. Selon l'invention, il est possible d'obtenir à partir de sorties à débit fixe une variation du débit quasi continue, ce qui permet d'optimiser la quantité de neige produite en ajustant au mieux le débit du dispositif à la température atmosphérique. Selon un autre objectif, le dispositif de la présente invention vise à limiter les risques de gel. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est un diagramme illustrant la quantité de neige produite en fonction du débit en fluide et de la température ambiante, - la figure 2A est une représentation schématique illustrant un premier mode de réalisation d'un canon à neige selon l'art antérieur, - la figure 2B est une représentation schématique illustrant un autre mode de réalisation d'un canon à neige selon l'art antérieur, 2877076 4 - la figure 3 est une vue en élévation de face du dispositif selon l'invention, - la figure 4 est une coupe longitudinale du dispositif de l'invention selon la ligne IV-IV de la figure 3, - la figure 5 est une coupe transversale du dispositif de l'invention selon la ligne V-V de la figure 4, illustrant un module avec des gicleurs à l'état fermé, - la figure 6 est une coupe transversale du dispositif de l'invention selon la ligne VI-VI de la figure 4, illustrant un module équipé de moyens de nucléation, - la figure 7 est une coupe transversale du dispositif de l'invention selon la ligne VII-VII de la figure 4, illustrant un module avec des gicleurs à l'état passant, et - la figure 8 est une coupe transversale du dispositif de l'invention selon la ligne VIII-VIII de la figure 4, illustrant la base du dispositif. Sur les figures 3 à 8, on a représenté en 10 un dispositif pour la production de neige artificielle. Ce dispositif comprend une tête 12 sur laquelle sont rapportées une pluralité de sorties de fluide 14 de préférence à débit fixe, disposées à différents niveaux. La tête 12 permet de propulser, via les sorties 14, au moins un fluide à base d'eau ou d'un mélange d'eau et d'air qui se transforme en neige par nucléation. La tête 12 est rapportée par l'intermédiaire d'une embase 16 sur un support (non représenté) qui peut ou non intégrer une perche. La tête 12 est connectée à une alimentation en fluide, notamment à une alimentation en eau, éventuellement à une alimentation en air. Le réseau fluidique n'est pas représenté car il est connu en soi par l'homme de l'art. Selon l'invention, la tête 12 comprend un conduit principal d'alimentation 18, susceptible de s'étendre sur la hauteur de la tête 12, avec en partie inférieure des moyens de connexion à au moins une alimentation en fluide, ainsi que des conduits secondaires 20 reliant chaque sortie 14 au conduit principal d'alimentation 18, un clapet 22 autorisant ou non le passage du fluide étant interposé entre chaque sortie 14 et le conduit principal d'alimentation 18. 2877076 5 Par sortie de fluide 14, on entend pour la suite de la demande un gicleur ou un ensemble de gicleurs dont l'état passant ou fermé ne peut être commandé qu'en même temps. Le débit de la sortie de fluide correspond au débit du gicleur ou à la somme des débits de l'ensemble des gicleurs. Les gicleurs ne sont pas plus détaillés car ils sont connus de l'homme de l'art. A titre d'exemple, selon les figures 3 et 4, chaque sortie comprend deux gicleurs, les conduits secondaires se scindant en un nombre adéquat de branches en fonction du nombre de gicleurs, deux à l'occurrence, le clapet 22 étant interposé entre le conduit principal d'alimentation 18 et la ou les bifurcations. Selon l'invention, la tête permet, à partir d'un seul conduit principal d'alimentation s'étendant sur la hauteur de la tête et d'un nombre restreint de clapets ou de sorties, d'obtenir un grand nombre de combinaisons susceptibles de constituer chacune un palier. Compte tenu du nombre important de paliers, il est possible d'obtenir à partir de sorties à débit fixe une variation du débit quasi continue, ce qui permet d'optimiser la quantité de neige produite en ajustant au mieux le débit du dispositif à la température atmosphérique. Par ailleurs, le fait de prévoir deux gicleurs pour un seul clapet permet de réduire le nombre de pièces en mouvement ce qui se traduit par un dispositif moins coûteux et plus fiable. Selon un mode de réalisation préféré et illustré par les figures 3 et 4, la tête comprend une pluralité de modules référencés de bas en haut 24.1, 24.2, 24.3, 24.4, superposés les uns sur les autres, tous obtenus à partir d'une même ébauche contribuant ainsi à réduire les coûts de réalisation. Chaque module comprend deux surfaces sensiblement plates et parallèles, une surface inférieure 26 et une surface supérieure 28, permettant de superposer les modules les uns sur les autres, et une paroi périphérique comprenant une surface avant 30 sensiblement cylindrique, au niveau de laquelle sont rapportés 2877076 6 les gicleurs, prolongée vers l'arrière par une portion sensiblement parallélépipédique 32, comme illustré sur les figures 5 à 7. Pour l'acheminement des fluides, chaque module comprend un conduit 34 traversant, débouchant au niveau des surfaces supérieure 26 et inférieure 28, sensiblement perpendiculaire auxdites surfaces 26, 28, disposé à proximité de la surface avant 30, sensiblement parallèle à ladite surface avant 30. Ainsi, lorsque les modules sont empilés les uns sur les autres, les conduits 34 de chaque module sont disposés les uns à la suite des autres de manière à former le conduit principal d'alimentation 18. Cet agencement qui prévoit un conduit d'alimentation en fluide à proximité de la surface extérieure au niveau de laquelle sont rapportés les gicleurs permet de limiter les risques de gel. En complément, chaque module comprend un alésage 36 débouchant à l'intérieur du conduit 34, s'étendant vers l'arrière (en direction opposée à la surface avant 30) formant une partie du conduit secondaire 20. Chaque module comprend également d'une part une sortie de fluide 14 comprenant au moins un gicleur, dans le cas présent deux gicleurs 38 rapportés sur la surface avant, de préférence chacun à une extrémité de ladite surface 30, et d'autre part, au moins un conduit 40 reliant chaque gicleur 38 à l'alésage 36, formant l'autre partie du conduit secondaire 20. Chaque conduit 40 est de préférence rectiligne et débouche d'une part dans l'alésage 36 et d'autre part à l'extérieur du module au niveau de la surface avant 30 de la tête. L'extrémité 42 du conduit 40 débouchant vers l'extérieur comprend des moyens de fixation d'un gicleur 38. Ces moyens de fixation ainsi que les moyens d'étanchéité entre le module et le gicleur ne sont pas plus détaillés car ils sont à la portée de l'homme de l'art. En complément, chaque module comprend avantageusement au moins un conduit 44, de préférence deux, débouchant au niveau des surfaces supérieure 26 et inférieure 28, s'étendant parallèlement au conduit 34, de manière à former 2877076 7 lorsque les modules sont empilés les uns sur les autres un conduit d'alimentation en air s'étendant sur la hauteur de la tête 12. Selon une autre caractéristique de l'invention, certains modules peuvent comprendre des moyens de nucléation 46 intégrés avantageusement dans le conduit 40 qui a un diamètre supérieur dans ce cas, comme illustré sur la figure 6. De préférence, les conduits 40 et 44 sont disposés de telle manière que lorsque le conduit 40 a un faible diamètre et ne contient pas de moyens de nucléation 46, les conduits 40 et 44 ne communiquent pas, comme illustré sur les figures 5 et 7, alors que lorsque le conduit 40 a un diamètre supérieur et contient des moyens de nucléation 46, les conduits 40 et 44 communiquent. Cet agencement permet d'optimiser la production car les modules sont tous obtenus à partir de la même ébauche seul le diamètre du conduit 40 étant modifié pour intégrer les moyens de nucléation. Selon un mode de réalisation préféré, les moyens de nucléation 46 se présentent sous la forme d'un cylindre 48 ayant un diamètre ajusté à celui du conduit 40 dans lequel il est susceptible d'être placé, avec d'une part en périphérie une gorge 50 susceptible de communiquer avec le conduit 44 d'arrivée de l'air, et d'autre part à l'intérieur, un conduit 52 débouchant à une seule extrémité orientée vers un gicleur afin d'alimenter en air ledit gicleur, au moins un orifice 54 permettant de faire communiquer la gorge 50 et le conduit 52. Des moyens d'étanchéité 56 sont prévus entre le diamètre extérieur du cylindre 48 et le conduit 40 afin que ledit cylindre 48 forme un obturateur et interdise l'écoulement de l'eau en direction du gicleur. Chaque module comprend également un clapet 22 susceptible d'occuper deux états, un premier état dit passant, illustré par la figure 5, dans lequel il autorise l'écoulement d'un fluide entre le conduit principal d'alimentation 18 et une sortie de fluide 14, et un second état dit fermé, illustré par la figure 7, dans lequel il 2877076 8 interdit l'écoulement d'un fluide ente le conduit principal d'alimentation 18 et une sortie de fluide 14. Selon un mode de réalisation, le clapet 22 comprend d'une part une surface formant siège 58 prévue au niveau de l'intersection entre les conduits 34 et 40 et d'autre part un boisseau 60 dont une partie de la surface extérieure est susceptible de coopérer avec le siège, ledit boisseau mobile en translation étant susceptible d'occuper deux positions, une première position correspondant à l'état passant, dans laquelle le boisseau 60 est écarté du siège 58 et permet l'écoulement du fluide, et une seconde position correspondant à l'état fermé, dans laquelle le boisseau 60 est plaqué contre le siège 58 et s'oppose à l'écoulement du fluide. Afin de commander le mouvement de translation alternatif du boisseau 60, ce dernier comprend une tige 62 qui s'étend à l'intérieur du conduit 40 de manière sensiblement coaxiale. L'extrémité libre de la tige 62 comprend un plongeur 64 intégré dans des moyens 66 électromagnétiques assurant le mouvement de translation alternatif dudit plongeur. Ces moyens 66 électromagnétiques sont disposés à l'arrière de la tête et sont protégés par un élément de protection 68. Cet agencement permet de faciliter l'accès auxdits moyens électromagnétiques et de disposer le conduit principal d'alimentation 18 au plus près de la surface avant 30 et des gicleurs. Selon un mode de réalisation, les moyens 66 électromagnétiques tendent à maintenir le boisseau 60 plaquer contre le siège 58 lorsqu'ils sont alimentés en courant électrique, des moyens 69 de rappel sous forme d'un ressort tendant à écarter le boisseau 60 du siège 58 lorsque les moyens 66 électromagnétiques ne sont pas alimentés en courant électrique. Les moyens électromagnétiques ne sont pas plus détaillés car ils sont connus de l'homme de l'art. Par ailleurs, d'autres solutions techniques de type hydraulique 2877076 9 pneumatique ou mécanique pourraient être envisagées pour assurer le mouvement alternatif du boisseau 60. Selon une autre caractéristique de l'invention, le boisseau 60 a une forme sensiblement cylindrique et s'étend de manière à se loger dans un alésage 70 disposé à l'opposée du conduit 40, ledit alésage formant une portée assurant un meilleur guidage en translation du boisseau 60. Pour améliorer l'écoulement du fluide à l'intérieur du conduit principal 18, le boisseau 60 comprend un conduit traversant 72. Comme illustré sur la figure 2, la tête 12 comprend une pluralité de modules ayant une sortie fluidique avec un débit fixe, lesdits modules étant empilés les uns sur les autres. Des moyens d'étanchéité peuvent être prévus entre les modules pour limiter les fuites de fluide au niveau du conduit principal d'alimentation 18 et du ou des conduits 44 d'alimentation en air. En partie supérieure de la tête, un obturateur 74 est rapporté sur la surface 15 supérieure du module supérieur afin d'obturer le conduit principal d'alimentation 18 et le ou les conduits 44 d'alimentation en air. Les modules comprenant des moyens de nucléation sont disposés entre certains modules non équipés de moyens de nucléation. Leurs nombre et dispositions sont déterminés par l'homme de l'art afin d'obtenir une nucléation optimale. En partie inférieure, la tête 12 comprend une embase 16 sur laquelle sont rapportés les modules, ladite embase comprenant des moyens de raccordement aux différents fluides, notamment des moyens 76 de raccordement à l'eau et des moyens 78 de raccordement à l'air. Cette embase comprend également des conduit(s) et/ou logement(s) 80 pour le passage de fil ou câble pour l'alimentation électrique des moyens permettant de contrôler le mouvement alternatif du boisseau. Le principe de fonctionnement du dispositif de production de neige artificielle de l'invention est maintenant décrit au regard des différentes figures. 2877076 10 En fonctionnement, la tête 12 est alimentée en eau via le conduit principal d'alimentation 18. Pour limiter le gel de la tête, le clapet du module supérieur est toujours mis à l'état passant en premier. L'eau qui circule sur toute la hauteur de la tête limite le risque de gel des conduits et gicleurs des modules inférieurs. Si aucun des moyens électromagnétiques n'est alimenté en courant électrique, pour chaque module, les moyens 69 de rappel tendent à maintenir écarté le boisseau 60 du siège 58, les modules sont alors à l'état passant et les gicleurs des modules propulsent de l'eau et/ou de l'air. Pour commander la fermeture des gicleurs d'un module, il convient alors d'alimenter en courant électrique les moyens électromagnétiques dudit module afin de commuter le clapet à l'état fermé. Selon une autre caractéristique de l'invention, pour obtenir un grand nombre de paliers et de la sorte une variation quasi continue du débit, la tête comprend au moins quatre modules ou sorties, une sortie avec un débit de 1.X, deux sorties avec un débit chacune de 2.X et une dernière sortie de 5.X pour obtenir une variation de débit de l'ordre de 0 à 10.X avec dix paliers d'une unité, X étant un réel. Selon l'art antérieur, le dispositif de la figure 2B n'autorise que quatre paliers avec quatre modules. Ainsi, avec une tête comprenant un premier module A avec un débit de 1.X, deux modules B et C avec un débit chacun de 2.X et un dernier module D avec un débit de 5.X, on obtient les combinaisons suivantes: 1.X 2.X 3.X 4.X 5.X 6.X 7.X 8.X 9.X 10.X A 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 B 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 C 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 D 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 Avec 1 correspondant à l'état passant du module et 0 à l'état fermé. Selon l'invention, pour un débit susceptible de varier sur une plage allant de l'ordre de 0 à 100.X, il est possible grâce au dispositif de l'invention d'avoir vingt paliers de cinq unités avec seulement cinq modules, un premier module A avec un débit de 5.X, un deuxième module B avec un débit de 10.X, deux modules C et D avec un débit chacun de 20.X et un dernier module E avec un débit de 50.X. Bien entendu, l'invention n'est évidemment pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit ci-dessus, mais en couvre au contraire toutes les variantes, notamment en ce qui concerne le nombre de gicleurs par module, le nombre de modules, les formes et dimensions des modules ainsi que la nature du fluide propulsé. REVENDICATIONS 1. Dispositif de production de neige artificielle comprenant une tête (12) sur laquelle sont rapportées une pluralité de sorties de fluide (14), caractérisé en ce que la tête comprend un conduit principal d'alimentation (18), susceptible de s'étendre sur la hauteur de la tête (12), avec en partie inférieure des moyens de connexion à au moins une alimentation en fluide, ainsi que des conduits secondaires (20) reliant chaque sortie (14) au conduit principal d'alimentation (18), un clapet (22) autorisant ou non le passage du fluide étant interposé entre chaque sortie (14) et le conduit principal d'alimentation (18). 2. Dispositif de production de neige artificielle selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit principal d'alimentation est disposé à proximité de la surface (30) sur laquelle sont rapportées les sorties de fluide (14). 3. Dispositif de production de neige artificielle selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la tête comprend une pluralité de modules (24.1, 24.2, 24.3, 24.4) superposés les uns sur les autres, tous obtenus à partir d'une même ébauche. 4. Dispositif de production de neige artificielle selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque module comprend un conduit (34) traversant, débouchant au niveau des surfaces supérieure et inférieure du module, disposé à proximité de la surface sur laquelle sont prévues les sorties de fluide (14), les conduits (34) de chaque module étant disposés les uns à la suite des autres de manière à former le conduit principal d'alimentation (18) lorsque les modules sont empilés les uns sur les autres. 5. Dispositif de production de neige artificielle selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque module comprend d'une part un alésage (36) 25 débouchant à l'intérieur du conduit (34), s'étendant vers l'arrière et d'autre part, 2877076 13 au moins un conduit (40) reliant chaque gicleur (38) de la sortie de fluide (14) à l'alésage (36). 6. Dispositif de production de neige artificielle selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque module comprend avantageusement au moins un conduit (44), de préférence deux, débouchant au niveau des surfaces supérieure et inférieure du module de manière à former lorsque les modules sont empilés les uns sur les autres un conduit d'alimentation en air s'étendant sur la hauteur de la tête (12). 7. Dispositif de production de neige artificielle selon la revendication 6, caractérisé en ce que le conduit (40) de sortie du fluide et le conduit (44) d'alimentation en air sont disposés de telle manière que lorsque le conduit (40) a un faible diamètre, lesdits conduits (40, 44) ne communiquent pas alors que lorsque le conduit (40) a un diamètre supérieur, lesdits conduits (40, 44) communiquent. 8. Dispositif de production de neige artificielle selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que chaque module comprend un clapet (22) susceptible d'occuper deux états, un premier état dit passant dans lequel il autorise l'écoulement d'un fluide entre le conduit principal d'alimentation (18) et une sortie de fluide (14), et un second état dit fermé dans lequel il interdit l'écoulement d'un fluide ente le conduit principal d'alimentation (18) et une sortie de fluide (14), ledit clapet (22) comportant d'une part une surface formant siège (58) et d'autre part un boisseau (60) mobile en translation dont une partie de la surface extérieure est susceptible de coopérer avec le siège. 9. Dispositif de production de neige artificielle selon la revendication 8, 25 caractérisé en ce que chaque module comprend des moyens (66) assurant le mouvement de translation alternatif du boisseau (60). 10. Dispositif de production de neige artificielle selon la revendication 8 et 9, caractérisé en ce que le boisseau (60) a une forme sensiblement cylindrique et s'étend de manière à se loger dans un alésage (70) disposé à l'opposée du conduit (40). 11. Dispositif de production de neige artificielle selon l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 10, caractérisé en ce que la tête (12) comprend au moins quatre sorties, une sortie avec un débit de 1.X, deux sorties avec un débit chacune de 2.X et une dernière sortie de 5.X pour obtenir une variation de débit de l'ordre de 0 à 10.X avec dix paliers d'une unité, X étant un réel. 12. Dispositif de production de neige artificielle selon la revendication 11, caractérisé en ce que la tête (12) comprend cinq sorties, un premier module A avec un débit de 5.X, un deuxième module B avec un débit de 10.X, deux modules C et D avec un débit chacun de 20.X et un dernier module E avec un débit de 50.X pour obtenir une variation de débit de l'ordre de 0 à 100.X avec 20 paliers de cinq unités, X étant un réel.