Brevet FR2924519A1 — publié le 20090605

Dispositif d'observation d'un environnement terrestre et/ou céleste. La présente invention concerne un dispositif d'observation d'un environnement terrestre et/ou céleste, et plus particulièrement d'observation du ciel, accessible au grand public, 5 en particulier au public non initié. L'astronomie est la science de l'observation des astres à partir de laquelle peut être établi l'origine, l'évolution, les propriétés physiques et chimiques des astres et la mécanique céleste. Elle est l'une des rares sciences où les amateurs peuvent encore 10 jouer un rôle actif. Elle est en effet pratiquée à titre de loisirs auprès d'un large public d'astronomes amateurs. Les recherches astronomiques contemporaines ont dévoilé un univers extrêmement riche siège d'une vitalité insoupçonnée et considérable qu'un large public devrait 15 essayer de découvrir. Depuis quelques années, la curiosité du public pour les sciences en général, et l'astronomie en particulier, ne cesse de croître. L'engouement que connaissent les �Nuits des Etoiles � chaque année et le succès des observations publiques, ont fait 20 apparaître un véritable besoin. Il s'est encore confirmé en 1999, lors de l'éclipse de soleil et en 2004, lors de l'observation du passage de Vénus devant le Soleil. Cet engouement pour l'astronomie confirme la nécessité d'animation à destination du grand public, et pas seulement des enfants ou des scolaires en général. 25 L'observation du ciel peut se faire à l'aide d'une lunette optique qui a pour but d'augmenter la taille apparente des objets observés ainsi que leur luminosité. Les instruments d'observation astronomique sont généralement constitués de deux systèmes optiques complémentaires : l'objectif et l'oculaire. Le télescope est parfois appelé � réflecteur � car la surface principale collectrice de lumière est un miroir. L'objectif 30 d'un télescope est un miroir primaire, à la différence des glaces utilisées dans la vie courante, la face réfléchissante est située en avant, de sorte que la lumière ne traverse pas le verre qui sert uniquement de support à une pellicule d'aluminium de quelques micromètres. La lumière étant simplement réfléchie, contrairement à ce qui se passe 15 dans une lunette astronomique, l'achromatisme des télescopes est totale. La lumière est ensuite focalisée en un point appelé foyer-image. Le faisceau convergent peut être renvoyé vers un oculaire à l'aide d'un miroir secondaire. Ce petit miroir provoque inévitablement une obstruction, c'est à dire une perte de luminosité, mais elle est généralement faible. Toutefois, l'étude du ciel et des astres à l'aide de tels instruments reste malgré tout d'un abord limité puisqu'elle nécessite la possession d'un matériel d'observation qui est toujours relativement coûteux et ne permet pas toujours une approche facile pour des non initiés. En effet, il n'est pas aisé de mettre à disposition du grand public, des télescopes d'observation lui permettant d'accéder à la découverte du ciel. Par ailleurs, il est préférable qu'un intervenant initié soit présent pour indiquer aux personnes novices le nom des différents astres et constellations observés. En outre, l'observation du ciel reste limitée également du fait d'un inconvénient majeur lié à la luminosité générée par les villes même en pleine nuit, ce qui engendre un pollution lumineuse défavorable à une bonne observation du ciel. 20 Il est également possible d'observer le ciel dans un observatoire astronomique qui est un lieu doté d'instruments scientifiques destinés à l'observation. Ils sont souvent situés en altitude, loin des sources de pollution lumineuse et chimique pour bénéficier d'une meilleure transparence de l'atmosphère. La turbulence du ciel est également un critère important et concernant les instruments observant en infrarouge proche ou en ondes 25 millimétriques ou submillimétriques ; la quantité d'eau est un élément clef. Par conséquent, de tels lieux sont peu fréquentés par le grand public. Dans les planétariums qui sont une salle de spectacle de type � cinéma �, généralement hémisphérique et pourvue d'un dôme de quelques mètres de diamètre, on peut assister à 30 un spectacle représentant un thème directement lié à l'astronomie, grâce à un appareil de projection, le � planétaire �, conçu pour représenter la voûte étoilée, les constellations, le mouvement des planètes dans le ciel... Numérisés, les planétaires de la nouvelle génération permettent de se déplacer dans un volume d'univers correspondant au positionnement des étoiles. Cela permet de changer de perspective, de passer d'un repère géocentrique (comme chaque fois qu'une personne lève les yeux vers les étoiles) à un repère extérieur (en regardant la Terre de loin). Les nouvelles techniques permettent une meilleure immersion et l'intégration de spectacles ayant un lien avec l'astronomie. Toutefois, ce genre de lieux reste peu fréquenté. En effet, il existe une quinzaine de planétariums dont le dôme a un diamètre supérieur à 10 mètres, et une dizaine entre 6 et 10 mètres. Parmi leurs visiteurs, ils accueillent principalement des groupes scolaires. De ce fait, l'abord de l'astronomie reste donc limité. C'est donc l'un des buts de la présente invention que de rendre accessible l'observation du ciel au plus grand nombre. Aussi, la présente invention a pour objet principal de proposer un dispositif d'observation du ciel et des astres qui est d'un accès facile, préférentiellement interactif et dont le but principal est d'initier le grand public à l'astronomie. Ainsi, l'objectif de ce dispositif est de permettre une vulgarisation de l'astronomie, pour la rendre accessible au plus grand nombre et apporter dans ce domaine des connaissances à un public qui ne ferait pas spontanément la démarche de les acquérir. L'un des buts est également de placer le public dans un rapport expérimental avec le ciel, le public pouvant ainsi expérimenter, regarder, chercher et trouver et n'étant plus simplement à l'écoute d'un parole savante. A cet effet, la présente invention concerne un dispositif d'observation d'un environnement terrestre et/ou céleste, caractérisé en ce que ledit dispositif comporte au moins un écran d'affichage et des moyens de traitement propres à afficher une image, laquelle est une représentation en temps réel de l'environnement terrestre et/ou céleste au sein duquel est implanté le dispositif Ainsi de manière avantageuse, lorsque l'utilisateur fait face à l'écran d'affichage du dispositif selon l'invention, ledit écran affiche une représentation de l'environnement terrestre et/ou céleste tel que l'utilisateur peut le voir réellement, devant et/ou au-dessus de lui. En effet, cet environnement terrestre peut être un paysage terrestre tel que le paysage urbain au sein duquel est implanté le dispositif, comportant à la fois des éléments terrestres et des éléments du ciel, alors que l'environnement céleste peut être constitué uniquement d'une partie de la voûte céleste, par exemple celle visible au site d'implantation du dispositif. Ainsi, de manière très avantageuse, le dispositif selon l'invention peut permettre, en mode d'utilisation nocturne une observation des étoiles même si le ciel est peu dégagé ou même lorsque la luminosité est trop forte comme c'est souvent le cas en milieu urbain. Un tel dispositif est notamment implantable en milieu urbain, rendant ainsi accessible l'observation de la voûte céleste par tous et dans toutes les conditions et même à tout instant. Cette représentation de l'environnement en temps réel au sein duquel est implanté le dispositif permet donc une visualisation en temps réel de la voûte céleste permettant ainsi de suivre sur un même dispositif, l'évolution de la position des astres au cours du temps, par exemple. Les images concernant la voûte céleste sont issues d'images résultant d'une modélisation complète de la voûte céleste, cette modélisation résultant d'images et de calculs. Cette modélisation prend en compte la position des astres en fonction des paramètres de temps soit en fonction d'une actualisation selon un temps de référence soit d'une réinitialisation suivant le délai d'un référentiel de temps. On a donc ainsi une représentation fidèle de la voûte céleste à tout moment de l'année. De plus, en mode d'utilisation diurne, le dispositif d'observation selon l'invention permet une visualisation informatique et interactive des éléments de l'environnement 25 dudit dispositif, à l'instar des tables d'orientation. Les images concernant l'environnement terrestre sont de préférence issues d'images résultant d'une reconstruction en 3D à partir de photos de l'environnement autour du dispositif. On peut aussi construire un panorama à 360° à partir de photos. De plus, de manière avantageuse, il est également possible d'afficher en même temps que cette représentation, au moins une information relative à un élément contenu dans ladite image, c'est-à-dire un élément de l'environnement représenté. Ainsi de manière 30 avantageuse, ledit dispositif comporte en outre des moyens de traitement propres à permettre l'affichage d'informations associées à des éléments contenus dans l'image affichée. De préférence, le dispositif comporte en outre des moyens de commande de l'affichage desdites informations associées, les moyens de commande étant déclenchés par l'utilisateur. On peut également prévoir que les moyens de traitement permettant d'afficher l'image sont appropriés pour extraire les informations associées à ladite image et les afficher de manière simultanée, sans intervention volontaire de l'utilisateur. En variante, lesdites informations peuvent être communiquées de manière sonore en plus ou à la place de leur affichage sur l'écran du dispositif. On peut également envisager de les communiquer sous forme imprimée. Ainsi, un dispositif selon l'invention permet de visualiser sur un écran l'environnement du dispositif, qui peut être une partie du ciel, et de permettre à l'utilisateur de visualiser également des informations relatives aux éléments contenus dans ledit environnement telles que le nom d'étoiles, d'astres, de constellations, leur taille, la distance les séparant de la terre, leur histoire, la mythologie qui les entoure, etc...Le dispositif selon l'invention permet donc même à des novices en astronomie de repérer les étoiles, les constellations, les astres, et ce de manière interactive et éducative. Le dispositif selon l'invention constitue donc un dispositif d'orientation cosmique permettant de repérer les astres visibles dans le ciel au-dessus du dispositif et de les identifier. Selon une forme de réalisation particulièrement préférée de l'invention, le dispositif se présente sous la forme d'une borne constituée d'une partie socle et d'une partie colonne, ladite partie colonne étant montée entraînable en rotation par rapport au socle et le dispositif étant agencé pour permettre l'affichage d'une image représentant de manière identique l'environnement au sein duquel est implantée ladite borne et de manière plus précise l'environnement selon un certain axe de vue de l'utilisateur se tenant face à l'écran d'affichage. Ainsi, si un utilisateur entraîne en rotation la partie colonne par rapport au socle, l'image affichée est également � entraînée en rotation � pour afficher une image de l'environnement selon cette rotation. Ainsi, le dispositif selon l'invention comporte en outre des moyens de navigation propres à permettre l'affichage d'une représentation ou � image mobile � correspondant à un déplacement du dispositif dans son environnement. A cet effet, les moyens de navigation comportent notamment des moyens de mesure de la position azimutale. De cette manière, les moyens de navigation permettent l'affichage de l'image correspondant à une orientation particulière pour l'afficher sur l'écran du dispositif et permettre ensuite l'affiche de l'image �mobile �. De manière avantageuse, le dispositif comporte en outre des moyens qui, pour une position azimutale donnée, permettent un déplacement de l'image en hauteur zénithale 10 (ou altitude). Ainsi de manière avantageuse, lorsqu'on se place devant l'écran du dispositif selon l'invention, si on regarde le paysage et notamment le ciel selon cette orientation du dispositif, on peut voir afficher sur l'écran une image du ciel correspondant à cette orientation du dispositif et donc une image fidèle du ciel à tout instant. Si on modifie 15 l'orientation du dispositif, à l'aide des moyens d'entraînement en rotation du dispositif sur son socle, l'image affichée sur l'écran est modifiée en correspondance de la nouvelle orientation. Ainsi, ce dispositif selon l'invention permet de visualiser la quasi totalité du ciel, sur un 20 déplacement de 360° par exemple et permet en outre de repérer les astres, les constellations, les étoiles... De plus, le dispositif selon l'invention comporte en outre des moyens de traitement permettant au sein d'une image d'agrandir une zone de ladite image. Il est ainsi possible 25 de zoomer sur un astre et d'obtenir des informations fonctionnelles sur celui-ci comme son nom, sa nature, sa distance, son histoire, et la mythologie qui l'entoure...Le dispositif offre ainsi une sensation de liberté de mouvement à l'utilisateur. Par ailleurs, le dispositif comporte en outre des moyens de traitement agencés pour 30 extraire une image d'un élément particulier du paysage à la demande de l'utilisateur. De manière avantageuse, la colonne du dispositif est constituée d'une coque résistante au vandalisme et aux intempéries, l'écran étant protégé par une vitre blindée. Cette coque renferme donc un ordinateur embarqué, lesdits moyens de traitement et de navigation étant mis en oeuvre par logiciel. De préférence, le dispositif selon l'invention comporte en outre des moyens de commande permettant de naviguer au sein du dispositif et de ses fonctionnalités, accessibles à l'utilisateur tels qu'une boule de pointage, au moins un bouton de sélection et similaires. Ainsi, le dispositif selon l'invention offre un déplacement rotatif de l'image affichée en fonction du mouvement rotatif du dispositif. Comme on a pu déjà le mentionner, l'utilisation nocturne se double de la possibilité 15 d'un usage diurne. Le logiciel embarqué permet le passage d'un mode à l'autre. On peut notamment prévoir pour l'utilisation diurne, un logiciel de traitement et de zoom spécifique ainsi que des moyens anti-soleil pour permettre un affichage satisfaisant à l'écran. 20 On décrira maintenant l'invention plus en détail en référence au dessin dans lequel la figure 1 représente une vue en perspective avant d'un dispositif selon l'invention et la figure 2 une vue en perspective avant d'un socle du dispositif de la figure 1. Comme on peut le voir à la figure 1, le dispositif selon l'invention se présente sous 25 forme d'une borne de consultation 1 comportant une partie fixe ou socle 2 de section circulaire et une partie mobile ou colonne 3 de section circulaire, entraînable en rotation par rapport au socle 2. Le socle 2 comporte en outre un marche-pied 2a sous forme d'un anneau entourant le socle 2, permettant notamment l'accès aux enfants et éventuellement réglable en hauteur le long du socle 2. 30 La colonne 3 est constituée d'une coque résistante au vandalisme et aux intempéries et présentant un écran d'affichage 4 protégé par une vitre blindée et pourvu d'un rétroéclairage. 10 Cette coque renferme en outre un ordinateur embarqué utilisable pour mettre en oeuvre un logiciel grâce auquel des images en mémoire de l'environnement dudit dispositif peuvent être affichées. En fonction du lieu et des souhaits de l'utilisateur, la borne peut être connectée à un serveur Internet permettant entre autre de télécharger des images que l'on souhaite afficher. Au moment de l'implantation de la borne, les coordonnées géographiques du lieu d'implantation sont saisies au niveau de l'ordinateur ou bien encore reconnues de manière automatique par des moyens de localisation géographique, de sorte que les images affichées, notamment de la voûte céleste, correspondent ainsi à la localisation géographique réelle de l'implantation du dispositif et donc de 1' observation. La colonne 3 présente en outre un pupitre 5 sur lequel sont ménagés des moyens de commande dudit dispositif d'observation. Ces moyens de commande sont ici constitués d'une boule de pointage 6 et des boutons de sélection 7. De préférence, sur le dispositif représenté à la figure 1, on prévoit en outre une barre de manipulation 9 permettant d'entraîner en rotation la colonne 2 sur le socle 1. Cette barre de manipulation peut comporter un bouton de freinage 9a commandant des moyens de freinage permettant de ralentir l'entraînement en rotation. De manière à éviter un entraînement en rotation de la partie mobile au-delà de 360°, on prévoit sur le socle 2 des moyens d'arrêt tels qu'une butée 10 limitant la rotation de la partie mobile. Le dispositif selon l'invention comporte donc des moyens de traitement propres à afficher une image qui représente en temps réel l'environnement au sein duquel est implanté le dispositif. Ainsi, le dispositif comporte des images concernant la voûte céleste qui sont issues d'images résultant d'une modélisation complète de la voûte céleste et des images concernant l'environnement terrestre qui sont de préférence issues d'images résultant d'une reconstruction en 3D à partir de photos de l'environnement autour du dispositif 20 En mode diurne, des images et des informations concernant certaines portions du paysage (tels que des monuments, églises, curiosités géographiques et paysagères, etc) peuvent être affichées. Ces informations concernant le site et l'environnement seront au préalable mémorisées au niveau de l'ordinateur embarqué et/ou accessibles via Internet. De plus, il est également possible d'afficher en même temps que cette représentation de l'environnement, une information relative à un élément contenu dans ladite image, c'est-à-dire un élément de l'environnement représenté, le dispositif comportant des moyens de traitement propres à permettre l'affichage d'informations associées audit élément contenu dans l'image affichée. Ces informations mémorisées au niveau de l'ordinateur embarqué peuvent être affichées de manière simultanée à l'image mais on peut également prévoir que le dispositif comporte des moyens de commande de l'affichage desdites informations associées, tels que la boule de pointage 6, les boutons de sélections 7. Les informations peuvent alors être communiquées également de manière sonore à l'aide d'un haut-parleur 8 prévu sur le dispositif. Le dispositif peut en outre comporter des moyens d'impression permettant à l'utilisateur du dispositif d'imprimer l'image de l'environnement affiché, de manière horodatée, les informations et autres. On prévoit également sur le dispositif des moyens de mesure de la position azimutale. De cette manière, des moyens de navigation permettent l'affichage de l'image correspondant à une orientation particulière pour l'afficher sur l'écran du dispositif. De manière avantageuse, le dispositif comporte en outre des moyens qui, pour une 25 position azimutale donnée, permettent un déplacement de l'image en hauteur zénithale (ou altitude). Ainsi de manière avantageuse, lorsqu'on se place devant l'écran du dispositif selon l'invention, si on regarde le paysage et notamment le ciel selon cette orientation du dispositif, on peut voir afficher sur l'écran une image du ciel correspondant à la fois à 30 la localisation du dispositif, à cette orientation du dispositif et au temps réel (date, heure), c'est-à-dire une image fidèle du ciel à tout instant. Si on modifie l'orientation du io dispositif, à l'aide des moyens d'entraînement en rotation du dispositif sur son socle, l'image affichée sur l'écran est modifiée en correspondance de la nouvelle orientation à l'aide des moyens de navigation. L'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit ci-dessus mais englobe toutes les variantes définies dans les revendications. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'observation (1) d'un environnement terrestre et/ou céleste, caractérisé en ce que ledit dispositif (1) comporte au moins un écran d'affichage (4) et des moyens de traitement propres à afficher une image sur ledit écran (4), laquelle image est une représentation en temps réel de l'environnement terrestre et/ou céleste au sein duquel est implanté le dispositif. 2. Dispositif (1) selon la revendication 1, 10 caractérisé en ce que les images concernant la voûte céleste sont issues d'images résultant d'une modélisation complète de la voûte céleste. 3. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les images concernant l'environnement terrestre sont de préférence 15 issues d'images résultant d'une reconstruction en 3D à partir de photos de l'environnement autour du dispositif. 4. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit dispositif comporte en outre des moyens de traitement 20 propres à permettre l'affichage sur l'écran (4) d'informations associées à des éléments contenus dans l'image affichée. 5. Dispositif (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de commande de l'affichage 25 desdites informations associées, les moyens de commande étant déclenchables par l'utilisateur. 6. Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'il comporte un haut-parleur permettant de communiquer de manière 30 sonore en plus ou à la place de leur affichage sur l'écran du dispositif, les informations associées à des éléments de l'image affichée. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, 11caractérisé en ce en ce qu'il comporte en outre des moyens de navigation propres à permettre l'affichage d'une image �mobile� correspondant à un déplacement du dispositif dans son environnement. 8. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de mesure de la position azimutale, permettant l'affichage de l'image correspondant à une orientation particulière du dispositif (1) pour l'afficher sur l'écran (4). 9. Dispositif (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens qui, pour une position azimutale donnée, permettent un déplacement de l'image en hauteur zénithale (ou altitude). 10. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 9, 15 caractérisé en ce qu'il comporte un ordinateur embarqué, lesdits moyens de traitement et de navigation étant mis en oeuvre par logiciel. 11. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il se présente sous la forme d'une borne constituée d'une partie 20 socle (2) et d'une partie colonne (3), ladite partie colonne (3) étant montée entraînable en rotation par rapport au socle (1) et le dispositif étant agencé pour permettre l'affichage d'une image représentant de manière identique l'environnement au sein duquel est implantée ladite borne et de manière plus précise l'environnement selon un certain axe de vue de l'utilisateur se tenant face à l'écran d'affichage (4) ménagé dans la 25 colonne (3). 12. Dispositif (1) selon la revendication 11, caractérisé en ce que la colonne (3) est constituée d'une coque résistante au vandalisme et aux intempéries, l'écran (4) étant protégé par une vitre blindée. 13. Dispositif (1) selon l'une des revendications 11 et 12, caractérisé en ce que la colonne comporte en outre ménagée sous l'écran (4), un pupitre pourvu de moyens de commande permettant de naviguer au sein du dispositif et de ses 30fonctionnalités, accessibles à l'utilisateur tels qu'une boule de pointage, au moins un bouton de sélection et similaires.