Brevet FR2914196A1 — publié le 20081003

-1- La présente invention complète et élargit le domaine d'application du dispositif couvert par les brevets suivants : - Simulateur de plongée sous-marine , n d'enregistrement national 02 16695 et n de publication 2 849 390, par Alain Dinis, - Système multimédia amphibie , n d'enregistrement national 03 15118 et n de publication 2 864 288, par Alain Dinis. Ces brevets concernent un système associant un appareil informatisé submersible de diffusion des multimédia et de simulation de la plongée sous-marine. Ce système diffuse sous l'eau, contenus divers comme par exemple, des contenus audio-visuels, des contenus en images de synthèse 3D, des représentations interactives de sites sous-marins, des jeux vidéo, des méthodes d'éducation et de thérapie aquatique et subaquatique. L'appareil qui se connecte au réseau internet, peut s'utiliser, de préférence, dans les piscines et bassins, dans les fosses de plongée et, en mer, dans les sites de plongée comme borne interactive. Il peut aussi être utilisé hors de l'eau comme borne interactive, assurant la continuité entre l'apprentissage en salle et la pratique de l'immersion en piscine, de la plongée virtuelle et de la plongée réelle en mer. La présente invention concerne un dispositif marin mobile du multimédia. C'est 20 une extension du concept des dispositifs des brevets précédents, aux utilisations avec mobilité, en général en mer, et de préférence, au bord de mer. Le constat sur l'état de l'art des techniques utilisées dans les dispositifs conçus pour la diffusion des multimédia dans l'espace marin, est relativement simple à faire. A 25 part les applications militaires ou les applications pour les plongeurs professionnels, il y a très peu d'exemples d'applications des nouvelles technologies conçues pour les zones du littoral marin. Par contre, il y des nombreux exemples de dispositifs motorisés, tels le scooter de mer, qui permettent aux nageurs et aux plongeurs de se déplacer sur et 30 sous l'eau. Néanmoins, ces dispositifs ne comportent pas des installations informatisées ou capables de diffuser des contenus audiovisuels. Nous n'avons trouvé aucun produit, autre que les téléphones portables, qui permettent aux personnes se trouvant dans l'eau, par exemple au bord de mer, d'avoir accès à l'internet, de visionner des productions multimédia ou de pratiquer des jeux 35 vidéo, tout en se déplaçant sur ou sous l'eau. Les millions de personnes qui fréquentent les régions du littoral, tout particulièrement les touristes des plages, ne sont connectés aux réseaux de l'information et de la communication que par leurs téléphones portables. Quand ils se 40 trouvent dans l'eau, ils sont généralement coupés du monde. En outre, alors qu'ils se baignent, se détendent ou pratiquent les sports aquatiques, que ce soit la natation ou l'apnée, ils n'ont aucun accès aux nouvelles technologies pour s'informer, se distraire, améliorer leurs performances grâce à la pédagogie à distance, ou découvrir les merveilles cachées dans les fonds marins, parfois très proches des lieux où ils se 45 trouvent. Il y a une lacune technologique importante dans le domaine des applications de la réalité virtuelle et de la réalité augmentée, spécialement dédiées à la découverte, par le grand public, des fonds marins. Cette découverte des fonds marins pourrait se faire, -2-naturellement, aux bords de la mer et au long des plages, si l'innovation technologique pouvait permettre la diffusion d'images de ces fonds, aux personnes se trouvant dans l'eau. On pourrait ainsi sensibiliser des millions de personnes qui actuellement ne connaissent de la mer que sa surface, aux défis auxquels l'humanité doit faire face, dans l'urgence : -pollution des océans, disparition de la faune et de flore sous-marines, désertification des fonds et changements climatiques qui affectent d'abord ces environnements fragiles. On pourrait, en connectant les touristes des plages, mieux gérer leurs activités pour rendre ce tourisme plus soutenable et plus diversifié. La présente invention comble cette lacune en associant la réception et la diffusion d'images, avec la mobilité dans l'espace marin. Le dispositif conçu par les inventeurs a pour objet de rendre les nouvelles technologies ù l'audiovisuel, imagerie de synthèse, réalité virtuelle, réalité augmentée, jeux vidéo, simulations multi - sensorielles, positionnement par GPS et l'internet par WiFi ù accessibles à toutes les personnes se trouvant dans l'eau, de préférence au bord de mer. Ce dispositif cible par exemple le grand public, pendant les activités courantes dans l'eau de mer. Pour permettre à cette innovation de s'adapter au comportement des usagers, la mobilité du dispositif est essentielle, même si cette mobilité peut être conditionnée par le délai que la diffusion des nouvelles technologies pourrait prendre dans ces régions littorales. Nous nous sommes inspirés des propulseurs sous-marins pour la mobilité du dispositif. Nous décrivons dans la suite le dispositif sujet de la présente demande de brevet. Le dispositif est conçu pour être utilisé de préférence au bord de mer, au long d'un périmètre où les profondeurs d'eau seraient de préférence supérieures à 1,50 mètres et resteraient dans le champ couvert par les systèmes de transmission sans fil, de l'internet à haut débit, dans les zones où cette connexion est disponible. Il s'agit d'une bande du bord de mer qui se situe au-delà de la zone généralernent occupée par les baigneurs. Ce dispositif comporte selon une première caractéristique, une visionneuse submersible qui comprend essentiellement: 1 - une première enceinte étanche dans laquelle sont installés un micro-ordinateur équipé pour l'accès à distance à l'internet haut débit, un moniteur informatique, une installation audio par ostéophonie, et des batteries. Elle est fermée par un hublot qui permet à l'utilisateur de voir le moniteur au fond d'une chambre noire. Pour assurer le contrôle de l'étanchéité de cette enceinte, elle est remplie d'azote à une pression supérieure à la pression hydrostatique extérieure de service, la pression interne étant signalée par un capteur placé dans l'enceinte. Adossé au couvercle de cette enceinte il est prévu un circuit de refroidissement par la circulation de l'eau de mer au long d'un serpentin. 2 ùune seconde enceinte constituée par une cellule étanche qui contient, en particulier, un moteur continu, des batteries et des servomécanismes et une cellule non étanche qui contient un propulseur à hélices, actionné par le dit moteur continu et placé dans une conduite d'aspiration qui s'ouvre sur le front de la visionneuse et qui débouche sur deux conduites de refoulement placées de chaque côté de l'utilisateur. -3- 4 - une âme centrale verticalle, de préférence en acier inoxydable, sur laquelle sont fixées les enceintes précédentes et divers boîtiers contenant, entre autres instruments : un module GPS et un appareil WiFi équipés avec une antenne rétractable, une caméra vidéo orientable et un dévidoir pour le câble d'ancrage. 5 - deux demi coques extérieures qui protègent les dites enceintes intérieures et assurent l'intégrité de l'ensemble et son esthétique. Elles sont conçues pour résister aux impacts courants et ne sont pas étanches. Sur ces demi-coques extérieures sont fixés différents composants, entre les quels signalons deux manettes de commande, des capteurs et des instruments de mesure, une poignée rabattable, une grille pour éviter l'aspiration de détritus flottants et une visière transparente et souple. L'invention ne se limite pas à la variante brièvement décrite ci-dessus. A titre d'exemple. on peut aussi, en vue d'une autre application de l'invention, concevoir que l'arrangement des enceintes est différent de celui décrit. Une application privilégié serait, par exemple, de placer toutes les batteries qui alimentent le module informatique et le module moteur, dans une troisième enceinte étanche qui serait facilement détachée du châssis et remplacée par une autre identique, quand les batteries seraient déchargées. Le dispositif dont le poids est compensé par la poussée hydrostatique des chambres étanches, reste en flottaison au dessus du niveau de l'eau. Sa flottabilité peut être ajustée par lestage. Le dispositif peut être : -soit utilisé sans lestage, en flottaison au niveau de la surface de l'eau;. - soit partiellement lesté, en immersion à quelques 40 cm de cette surface pour l'utilisation avec un tuba, - soit complètement lesté pour utilisation en plongée, avec bouteille, à des faibles profondeurs. Le dispositif, actionné par le propulseur motorisé, permet à l'utilisateur de se déplacer sur ou dans l'eau. Il peut e!n outre se déplacer en palmant. Il peut être fixé au sol par un câble équipé d'une ancre!, le câble pouvant s'allonger ou se raccourcir par l'effet de la force motrice du propulseur, ou de la force de rappel de l'enrouleur. L'enrouleur peut en outre, être actionné par l'utilisateur pour se déplacer ou pour s'opposer à l'action des vagues. A titre d'exemple non limitatif, nous allons décrire dans la suite, le fonctionnement du dispositif. L'utilisateur amène le dispositif à l'endroit du bord de mer où il souhaite l'employer, en le traînant sur des patins fixés à l'âme centrale ou en flottaison. Il peut régler, par lestage, le niveau de flottaison souhaité : au-dessus du niveau de l'eau sans tuba, sous l'eau avec tuba et éventuellement en plongée avec bouteille. Il peut libérer l'ancre pour assurer la fixation au sol ou il peut laisser l'appareil libre et se déplacer avec le propulseur ou en palmant. Il actionne alors les différentes commandes des manettes, commandes comparables à celles de la souris d'un ordinateur courant, pour le connecter à l'internet, au menu des productions audiovisuelles et du jeu vidéo, ainsi que pour opérer la caméra vidéo ou pour se localiser avec le GPS. Le dispositif, sous l'action du propulseur, des vagues e!t du courant se déplace, ces déplacements étant par ailleurs conditionnés par la force de rappel du câble d'ancrage et par l'effort que l'utilisateur génère en palmant. Etant de préférence en constant mouvement, l'activité de l'utilisateur est comparable à la nage avec, en plus, la réception d'images et du son. -4- A tout moment, grâce à l'installation WiFi de l'appareil, il peut se raccorder à l'internet et recevoir des sites associés, des contenus divers. En outre, grâce à son équipement GPS, il peut signaler son positionnement précis à ses contacts. Si l'appareil se trouve sous l'eau, lors de l'utilisation avec un tuba ou avec bouteille, il peut continuer sa liaison avec l'internet ou avec le réseau GPS, par l'antenne fixée à la bouée qui est logée dans le haut de la coque externe et que se libère de l'appareil dès que l'eau la couvre, pour rester en flottaison, toujours raccordée à l'appareil. Outre des productions audiovisuelles sur des sujets marins, des jeux vidéo et des productions en imagerie interactive 3D, il peut pratiquer la réalité augmentée en superposant sur les images réelles captées par la caméra vidéo, les images de synthèse conçues spécialement pour accroître la richesse et variété de ces images réelles. A terme, la technique innovante de la réalité augmentée trouvera dans cette innovation des applications spécifiquement adaptées à cet appareil. L'utilisateur peut aussi simplement se reposer en flottaison sur la surface de l'eau et voir des productions conçues pour la relaxation, la détente ou la thérapie immersive. A la fin d'une séance typique, dont la durée préférée est d'une heure, l'appareil 20 est ramené à terre pour le chargement ou le remplacement des batteries et le chargement d'autres contenus. 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 25 réalisation préférée de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés. Sur ces dessins: Figure 1 donne une perspective du dispositif vu du côté de l'utilisateur. Figure 2 donne une perspective du dispositif vu de l'avant. 30 Figure 3 donne une perspective du dispositif vu du bas. Figure 4 montre une vue en plan du dispositif avec les ailes détachées. Figure 5 présente le dispositif sans le châssis extérieur avec l'âme centrale, les enceintes et boîtiers qui s'y trouvent fixés. Figure 6 est une coupe verticale du dispositif. 35 Figure 7 donne schématiquement une des utilisations préférées du dispositif, utilisé au niveau de la surface de l'eau. Figure 8 montre une autre utilisation préférée du dispositif, avec tuba. Figure 9 donne un schéma du principe de création d'une image en réalité augmentée par le dispositif. 40 Le dispositif selon l'invention,, représenté à la figure 1, montre un châssis extérieur (2) constitué par deux demi-coques qui s'emboîtent sur une âme verticale (4) et qui s'ouvrent autour d'un hublot elliptique (6) équipé d'un verre (8) el: sur lequel vient se fixer une visière de préférence transparente et détachable (10). Sur chaque côté du 45 dit châssis, est fixée une aile (12) qui constitue le support de la conduite de refoulement (14). L'aile est renforcée par un collier (16) au long de la surface de contact avec le châssis, pour permettre sa fixation au châssis. Dans le châssis, au-dessus de chacune des ailes, une réservation (18) est prévue pour loger la manette de commandes (20) comparable à une manette de jeu vidéo. La figure 2 montre le dispositif de face et on y remarque une antenne rétractable (24), fixée sur un boîtier (26), logé dans une réservation du châssis, dit boîtier qui contient des instruments de localisation par le GPS et de connexion sans fil à l'internet, WiFi à haut débit. Sur cette figure on distingue une caméra vidéo orientable (28) logée dans la réservation (30) du châssis. Dans le nez du dispositif, derrière la grille de protection (32), est placée l'hélice (34) d'un propulseur motorisé qui assure la mobilité du dispositif. La figure 3 montre le dispositif vu par le bas et on y note un boîtier (35) avec un dévidoir (36) pour le câble (38). Ce dévidoir permet de stabiliser le dispositif en l'ancrant au sol grâce à une ancre ou à un lest placé au bout du dit câble (38). Le dévidoir est auto enroulable et la force de rappel du câble est réglable. Ceci permet à l'utilisateur de faire varier l'ampleur des mouvements du dispositif sur l'eau ou sous l'eau, en modifiant la longueur libre du câble et en jouant avec la force appliquée par les vagues sur le dispositif. La figure 4 présente le dispositif en plan avec les ailes détachées du châssis (2). L'aile (12) est montrée dans sa forme compacte. La conduite de refoulement (13) et (14) s'adapte, grâce à sa flexibilité aux variations de la géométrie de l'aile. L'aile (15) est déployée. Le détachement facile les ailes du corps du dispositif a été prévu pour permettre, d'une part, le transport aisé du dispositif et, d'autre part, pour permettre d'ajuster les paramètres de flottabilité du dispositif, soit en variant la géométrie de l'aile, soit en intégrant aux ailes, du lest ou des flotteurs. La figure 5 présente le dispositif sans le châssis (2). On y voit l'âme verticale centrale (4), où viennent se fixer : - l'enceinte informatique (40), étanche et composée d'une partie tronconique (40A) où se trouve la chambre noire, et d'un couvercle bombé (40B), où sont logés le moniteur, le micro ordinateur et les autres composants informatiques. - l'enceinte motrice (50), composée d'une partie tronconique (50A) où est logée l'hélice du propulseur protégée par la grille (32) et d'une partie bombée (50B) étanche où se trouve le moteur et les autres composants mécatroniques. - le boîtier (26) avec les instruments de localisation GPS et de connexion sans fil WiFi à l'internet haut débit. - le boîtier (30) avec la caméra vidéo orientable (28). - le boîtier (35) avec le dérouleur du câble d'ancrage (36). On voit aussi dans cette figure, un tube en forme de S qui débouche sur le châssis par les orifices inférieures (62) et supérieures (64). Ce tube alimente un circuit de refroidissement (66), qui est accolé au couvercle (40B) de l'enceinte informatique et qui assure le refroidissement du micro-ordinateur placé à l'intérieur de la dite enceinte. La figure 6 représente la coupe verticale du dispositif et permet de situer les principaux composants des installations informatiques et motrices, logés dans les enceintes présentées dans le figure précédente. On notera que l'enceinte (40) contient le moniteur (42) placé au fond de la chambre noire (43), elle-même fermée par le verre (8). Dans le couvercle de cette enceinte, derrière le moniteur, sont logés le micro-ordinateur (44), les cartes graphiques, l'ostéophone (45) qui diffuse le son, les senseurs et capteurs de mesure et de commande (46) et les batteries (48). Cette chambre se trouve, de préférence, remplie d'azote à une pression supérieure à la pression hydrostatique extérieure. Au cas où, suite à un défaut d'étanchéité de l'enceinte, la pression de l'azote baisserait en dessous du niveau de sécurité, un senseur déclencherait une alarme. On remarquera aussi que l'enceinte motrice (50) est divisée en deux compartiments : - un compartiment (50A) ouvert vers l'extérieur, protégée par la grille (32), où se trouve l'hélice du propulseur (34) et où se trouve l'ouverture (60) des conduites de refoulement , -un compartiment étanche (50B) où se trouvent le moteur (52), les servomécanismes de contrôle (54) et autres composants électriques (56) ainsi que les batteries (58). En outre on voit le détail du boîtier (26) qui contient l'appareil (26A) de localisation par le GPS et l'appareil (26B) de connexion sans fil, à l'internet haut débit WiFi. La figure 7 montre schématiquement l'utilisation du dispositif à surface de l'eau, sans tuba, dans la configuration entièrement mobile. L'utilisatrice tient le dispositif par les manettes (20) et voit le moniteur (42), par le hublot (6) et est protégée par la visière (10). Sur ce moniteur elle peut voir, soit les images captées par la caméra vidéo (28), soit des productions transmises par l'internet à haut débit, captées par l'antenne (24) et via son module sans fil WiFi 26, soit celles enregistrées dans le disque dur du micro-ordinateur (44). L'utilisatrice se déplace sur l'eau grâce à l'action du propulseur (34) actionné par le moteur (52). L'autonomie du système est assurée par des batteries rechargeables (48) et (58) placées respectivement dans l'enceinte informatique et dans l'enceinte motrice. La figure 8 montre schématiquement l'utilisation du dispositif sous l'eau, avec un tuba ou avec des bouteilles de plongée, la mobilité étant conditionnée par le câble (38) d'ancrage et par l'ancrage ou lestage (64). Cette configuration permet à l'utilisateur de se familiariser avec les conditions de la plongée profonde. Dès que le dispositif reste complètement sous l'eau pendant un lapse de temps réglable, le boîtier (26) se détache du châssis et reste en flottaison, mais toujours raccordé au dispositif par un câble souple, de façon à ce que l'antenne (24) puisse continuer à fonctionner, soit pour capter les informations du réseau internet, soit pour donner, par le GPS, la localisation de l'utilisateur. La figure 9 représente trois prises de vues du moniteur (42) qui schématisent le processus spécifique au dispositif pour réaliser des images sous-marines où les images captées en temps réel par la caméra vidéo (28) sont associées aux images de synthèse en 3D interactif, générées par le microordinateur pour créer une réalité augmentée. Dans une forme préférée de réalisation du dispositif, le châssis (2) serait fabriqué en matière plastique en deux parties, gauche et droite, qui viendraient s'emboîter et se fixer sur l'âme centrale. Celle-ci serait réalisée par découpage au laser d'une tôle en acier inoxydable. Les deux éléments étanches (40A) et (40B) de enceinte informatique (40) ainsi que la partie étanche (50E de l'enceinte motrice seront fabriqués de préférence en fibre de verre. Entre les deux parties de l'enceinte, (40A) et (40B), un joint torique compressé par les boulons d'assemblage, assure l'étanchéité de l'enceinte. De même, sous le hublot (6), entre le verre (8) et le collier de l'enceinte (40A) est placé un joint torique qui est comprimé par le serrage de vis spéciales. REVENDICATIONS 1. ù Dispositif marin mobile du multimédia caractérisé en ce qu'il comporte une âme centrale (4) portant au moins une enceinte informatique (40), une enceinte motrice (50) et un châssis (2) où viennent se fixer des ailes (12) et (15) qui portent la conduite de refoulement (14). 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enceinte informatique (40) contient une installation avec au moins un micro ordinateur (44), un moniteur (42) dans une chambre noire (43), des cartes graphiques (46), un émetteur sonore (45), des accessoires électroniques et des batteries (48) qui assurent l'opération et l'autonomie du dit ensemble informatique. 3.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enceinte motrice (50) 15 contient au moins un moteur (52), un propulseur à hélice (34), des servomécanismes (54) et des batteries (58). 4.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enceinte informatique (40) et l'arrière de l'enceinte motrice (50B), sont étanches. 20 5.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il flotte sur l'eau et que sa flottabilité est réglée par ajout de lest ou de flotteurs dans les ailes (12) et (15). 6.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ailes (12) et (15) sont 25 détachables et possèdent une géométrie variable. 7.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le châssis (2) comporte deux réservations (18) chacune équipée d'une manette de commande (20). 30 8. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que sur l'âme centrale (4) sont fixés les boîtiers (26),(30) et (35) qui contiennent des appareils et des instruments assurant la communication, la réception, la mobilité et l'opération du dit dispositif. 9.- Dispositif selon la revendication .2 caractérisé en ce que l'enceinte informatique (40) 35 est, de préférence, pressurisée avec de l'azote, à une pression supérieure à la pression hydrostatique externe. 10.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'enceinte informatique (40) est fermée par un hublot (6) avec une vitre (8) sur lequel vient se fixer une visière (10) 40 amovible. 11.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'enceinte informatique (40) est équipée d'un circuit de refroidissement des composants informatiques par la circulation de l'eau à travers un serpentin (66) adossé à son couvercle (40B), 45 l'aspiration du dit circuit se faisant par les orifices (62) et l'évacuation par les orifices (64). 12.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moteur (52) est connecté et actionne un propulseur à hélice (34) logé dans le nez du dit dispositif et protégé par une grille (32), le dit propulseur refoulant l'eau par les ouvertures (60) vers les conduites de refoulement (14). 13.- Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce sous les canettes (20) sont logés des capteurs (21) qui mesurent l'effort appliqué par l'utilisateur du dispositif sur les dites manettes et qui convertissent le dit effort en distance parcourue équivalente. 14.- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le boîtier (26), contient un appareil (26A) de localisation GPS, connecté au micro-ordinateur (44) et équipé d'une antenne (24). 15 15.- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le boîtier (26), contient un appareil (26B) d'accès à l'internet haut débit et de communication sans fil WiFi, connecté au micro-ordinateur (44) et équipé d'une antenne (24). 16.- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le boîtier (30) contient 20 une caméra vidéo (28) pivotante, connectée au moniteur (42). 17.- Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que dans le boîtier (35) est fixé un dévidoir (36) auto dérouleur à rappel, comportant un câble (38) d'ancrage au sol. 25 18.- Dispositif suivant la revendication 9, caractérisée en ce que l'enceinte informatique (40) comporte un capteur (41) qui mesure la pression intérieure de la dite enceinte et actionne un système d'alarme, si cette pression s'écarte de la pression de sécurité. 30 19.- Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que, aux images réelles (70) captées par la caméra vidéo (28), et visibles sur le moniteur (42), se mixent des images 3D virtuelles (71), reçues par l'installation WiFi (26B) ou enregistrées dans le micro ordinateur (44), pour créer la réalité augmentée (72). 35 40 10 45