Brevet FR2934833A1 — publié le 20100212

Procédé et dispositif pour conditionner l'air d'une cabine d'une installation de transport à câble Domaine technique de l'invention L'invention est relative à un procédé pour conditionner l'air d'une cabine d'une installation de transport à câble. L'invention concerne également un dispositif embarqué de conditionnement 15 de l'air d'une cabine d'une installation de transport à câble, comprenant une unité de climatisation agencée au plafond de la cabine. État de la technique 20 Pour améliorer le confort des passagers embarqués à bord de cabines d'une installation de transport à câble aérien de type télécabine pendant les périodes de fortes chaleurs, il a déjà été imaginé différentes techniques mettant en oeuvre des dispositifs agencés au plafond des cabines pour assurer un refroidissement de l'air à l'intérieur de la cabine. 25 Une première solution est décrite dans le document JP10016768, qui consiste à injecter en station du dioxyde de carbone dans un compartiment de la cabine, pour former de la glace, puis à aménager entre les stations un écoulement d'air en direction de l'intérieur de la cabine au travers de la 30 masse de glace. Une telle solution est complexe et onéreuse à mettre en oeuvre. 10 Une deuxième solution décrite dans le document JP8133069, consiste à agencer le long du câble aérien tracteur-porteur, un deuxième câble fixe sur lequel roule, pendant le déplacement de la cabine, un galet rotatif solidaire de la cabine. Le galet rotatif est monté à rotation libre par rapport à la cabine par l'intermédiaire d'une transmission connectée à un générateur de courant. La puissance électrique générée pendant le déplacement de la cabine est transmise à une unité de climatisation agencée au plafond de la cabine. Une telle solution est, une fois encore, complexe et onéreuse à mettre en oeuvre. i0 Une troisième solution, divulguée dans le document JP07-257363, consiste à former des trains de cabines dont une est affectée au transport de batteries classiques en vue d'alimenter en énergie les autres cabines équipées chacune d'une unité de climatisation. Mais une telle solution a pour 15 inconvénient de soustraire l'ensemble des cabines porteuses des sources d'énergie de la capacité globale de transport de la ligne. D'autre part, la modularité de répartition des cabines le long du câble n'est pas satisfaisante compte tenu de l'obligation de disposition en trains de cabines. 20 Objet de l'invention L'objet de l'invention consiste à proposer un procédé pour conditionner l'air d'une cabine d'une installation de transport à câble qui soit simple, rapide et efficace, tout en assurant une indépendance des cabines entre elles et sans 25 abaisser la capacité de transport de l'installation. Le procédé selon l'invention est remarquable en ce qu'il consiste à : alimenter en énergie électrique, lors du passage dans une station d'embarquement et/ou de débarquement de l'installation, une 30 supercapacité de stockage d'énergie électrique solidaire de la cabine, à partir d'une source d'énergie électrique externe prévue dans ladite station, alimenter en énergie électrique, en dehors de ladite station, une unité de climatisation agencée au plafond de la cabine, à partir de la 5 supercapacité. Une supercapacité présente l'avantage d'avoir une capacité énergétique élevée conjointement à un temps de recharge extrêmement court, par exemple de l'ordre de la seconde. Contrairement à une batterie classique, la 10 supercapacité permet ainsi d'une part d'alimenter l'unité de climatisation en énergie électrique pendant le déplacement de la cabine entre les stations malgré la forte consommation électrique de cette dernière, grâce à sa capacité énergétique élevée, et d'autre part de nécessiter un temps de charge pendant son passage dans la station équipée de la source d'énergie 15 externe qui soit très faible. Plus précisément, et malgré la forte consommation énergétique de l'unité de climatisation entre les stations, le temps de charge de la supercapacité est très inférieur au temps normal de passage de la cabine en station, contrairement au cas d'une batterie classique qui nécessiterait un temps de charge nettement supérieur au 20 temps de passage de la cabine en station. La recharge de la supercapacité en station peut, par exemple, se faire sans nécessiter d'arrêt de la cabine pendant son passage en station, ce qui serait impossible avec une batterie classique. 25 Selon un mode de réalisation préférentiel, le procédé consiste à alimenter en énergie électrique, lors du passage dans ladite station, l'unité de climatisation à partir de la source d'énergie externe. Ce transfert direct d'énergie électrique de la source externe vers l'unité de climatisation au passage en station vient s'ajouter au transfert d'énergie électrique de la supercapacité 30 vers l'unité de climatisation en dehors de la station équipée de la source externe, permettant d'augmenter la quantité totale d'énergie électrique transférable à l'unité de climatisation pendant un aller-retour de la cabine entre les stations. Le dispositif embarqué de conditionnement selon l'invention est, pour sa part, remarquable en ce qu'il comporte : une supercapacité de stockage d'énergie électrique, des moyens pour alimenter la supercapacité en énergie électrique à partir d'une source d'énergie électrique externe lors du passage dans une station d'embarquement et/ou de débarquement de l'installation, ~o des moyens pour alimenter l'unité de climatisation en énergie électrique à partir de la supercapacité en dehors de la station. Description sommaire des dessins 15 D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue de dessus d'une cabine utilisable pour le procédé 20 selon un premier aspect de l'invention, la figure 2 est une vue selon le plan de coupe A-A, de la cabine de la figure 1, la figure 3 est une vue selon le plan de coupe B-B, de la cabine de la figure 1, 25 la figure 4 illustre l'évolution, dans le temps t, de la température 6 à l'intérieur de la cabine et de la consommation électrique instantanée W de l'unité de climatisation, les figures 5 et 6 sont deux modes de fonctionnement d'un exemple de dispositif embarqué de conditionnement selon un deuxième aspect de 30 l'invention, respectivement lorsque la cabine se trouve dans la station équipée de la source d'énergie externe et en dehors de celle-ci. Description d'un mode préférentiel de l'invention Les figures 1 à 3 illustrent une cabine 10 utilisable pour la mise en oeuvre du s procédé de conditionnement selon un premier aspect de l'invention qui sera détaillé plus en détail. La cabine 10 est équipée d'un exemple de dispositif embarqué de conditionnement selon un deuxième aspect de l'invention. La cabine 10 d'une installation de transport à câble se compose 10 classiquement d'une ossature métallique composée de montants cintrés dans une zone intermédiaire. Les montants sont reliés entre eux par des traverses. L'extrémité supérieure de chaque montant est prolongée par une extension se trouvant en saillie par rapport au plan horizontal défini par les traverses supérieures. Les extensions des montants sont reliées à une 15 structure porteuse de la cabine 10 destinée à assurer la connexion au câble de l'installation, de manière que l'ossature métallique soit suspendue à la structure porteuse, constituée par exemple par un palonnier et par une suspente (non représentés). 20 Selon un aspect de l'invention, la cabine 10 porte un dispositif embarqué assurant un conditionnement de l'air à l'intérieur de la cabine 10. Ce dispositif comporte une unité de climatisation 11 agencée au plafond 12 de la cabine 10. À titre d'exemple, l'unité de climatisation 11 est montée solidaire de la structure porteuse, afin d'éviter autant que possible la transmission de 25 vibrations émanant de l'unité de climatisation 11 à l'ossature métallique, conférant un confort amélioré aux passagers transportés à bord de la cabine 10. L'unité de climatisation 11 est destinée à alimenter en air refroidi l'intérieur de la cabine 10. 30 Le dispositif embarqué comporte en outre, solidaire de la cabine 10, une supercapacité 13 de stockage d'énergie électrique. Comme l'illustrent respectivement les figures 2 et 3, la supercapacité 13 peut être disposée dans le plancher 14 de la cabine 10 et/ou sous les sièges 15 de la cabine 10. De manière générale, et conformément aux explications suivantes, le dispositif embarqué de conditionnement de l'air de la cabine 10 comporte également : des moyens pour alimenter la supercapacité 13 en énergie électrique à partir d'une source d'énergie électrique externe (repérée 16 sur la figure 5) lors du passage dans une station d'embarquement et/ou de io débarquement de l'installation, et des moyens pour alimenter l'unité de climatisation 11 en énergie électrique à partir de la supercapacité 13 en dehors de la station. Les figures 5 et 6 illustrent de manière schématique les deux modes de 15 fonctionnement d'un exemple de réalisation des moyens d'alimentation évoqués dans le paragraphe ci-dessus, respectivement lorsque la cabine 10 se trouve dans la station équipée de la source d'énergie externe 16, et en dehors de celle-ci. Sur ces figures, les différents éléments qui structurent le dispositif embarqué sont symbolisés par des rectangles en traits continus. Le 20 dispositif embarqué qui englobe ces éléments est schématisé par un rectangle en traits discontinus. La source d'énergie externe 16 est symbolisée par un rectangle en trait continu disposé à l'extérieur du rectangle en traits discontinus, pour insister sur le fait que la source 16 fait partie intégrante de l'une des stations d'embarquement et/ou de 25 débarquement de l'installation de transport à câble, et n'appartient pas, de ce fait, au dispositif embarqué de conditionnement de l'air de la cabine 10. Les figures 5 et 6 illustrent que la supercapacité 13 et l'unité de climatisation 11 sont connectées à des moyens de commutation 17 connectés à des 30 moyens de captation 18 de l'énergie électrique provenant de la source d'énergie électrique externe 16. Les moyens de commutation sont d'autre part reliés à une unité de gestion 19 commandant sélectivement les moyens de commutation 17 vers deux modes distincts selon que la cabine 10 est en train de traverser la station équipée de la source d'énergie électrique externe 16 ou non. Le passage d'un mode à l'autre des moyens de commutation peut notamment dépendre de la réception de signaux de détection symbolisés par les flèches 20, 21 et traduisant respectivement que la cabine 10 est en train de traverser la station équipée de la source d'énergie électrique externe 16 ou que la cabine 10 est en dehors de cette station. II peut être envisagé que les signaux symbolisés par les flèches 20 et 21 correspondent à la réception d'une information provenant de capteurs détectant le passage des cabines 10 respectivement en entrée et en sortie de la station équipée de la source 16. Les signaux de commande émis par l'unité de gestion 19 et transmis aux moyens de commutation 17 sont représentés symboliquement par la flèche 22. La nature des signaux de commande 22 dépendent notamment de la nature des moyens de commutation 17 et de l'unité de gestion 19. La figure 5 illustre le principe de fonctionnement du dispositif embarqué à bord d'une cabine 10 lorsque celle-ci passe à l'intérieur de la station équipée de la source 16, à un emplacement où les moyens de captation 18 sont en mesure de coopérer avec la source 16 en vue d'assurer un transfert d'énergie électrique de la source 16 vers le dispositif embarqué. Ce fonctionnement correspond à un premier mode que peuvent occuper les moyens de commutation 17. La figure 6 illustre le principe de fonctionnement du dispositif embarqué à bord d'une cabine 10 lorsque celle-ci est en dehors de la station équipée de la source 16, ou bien à l'intérieur de ladite station mais à un emplacement où les moyens de captation 18 ne sont plus en mesure de coopérer avec la source 16. Ce fonctionnement correspond à un deuxième mode que peuvent occuper les moyens de commutation 17. 8 À la réception du signal de détection symbolisé par la flèche 20, ou après une temporisation adaptée en fonction du type d'information que porte le signal de détection, l'unité de gestion 19 émet un signal de commande 22 adapté pour assurer le passage des moyens de commutation 17 vers le premier mode de fonctionnement, correspondant à la figure 5. Ce premier mode est occupé par les moyens de commutation 17 lorsque la cabine 10 passe à l'intérieur de la station équipée de la source 16, à un emplacement où les moyens de captation 18 sont en mesure de coopérer avec la source 16. Le transfert de l'énergie électrique depuis la source externe 16 vers les io moyens de commutation 18 est représenté par la flèche 23. L'énergie électrique reçue par les moyens de captation 18 est ensuite répartie par les moyens de commutation 17, occupant le premier mode, entre la supercapacité 13 et l'unité de climatisation 11. Les sens des flèches rapportées sur les connexions entre les moyens de captation 18, les moyens 15 de commutation 17, la supercapacité 13 et l'unité de climatisation 11 indiquent le sens de transfert de l'énergie électrique entre ces éléments. II ressort donc que dans le premier mode, les moyens de captation 18 occupent un état actif (pendant le passage en station équipée de la source 16) dans lequel ils reçoivent de l'énergie électrique depuis la source externe 20 16, et que la supercapacité 13 est alors alimentée en énergie électrique à partir des moyens de captation 18, recevant une fraction de l'énergie totale reçue par les moyens de captation 18. La fraction restante est transférée directement à l'unité de climatisation 11, assurant une alimentation directe en énergie électrique de l'unité de climatisation 11 par les moyens de captation 25 18, et plus généralement par la source d'énergie électrique externe 16. À la réception du signal de détection symbolisé par la flèche 21, l'unité de gestion 19 émet un signal de commande 22 adapté pour assurer le passage des moyens de commutation 17 vers le deuxième mode de fonctionnement, 30 correspondant à la figure 6. Ce deuxième mode est occupé par les moyens de commutation 17 lorsque la cabine 10 est en dehors de la station équipée 9 de la source 16, ou bien à l'intérieur de ladite station mais à un emplacement où les moyens de captation 18 ne sont plus en mesure de coopérer avec la source 16. Le transfert de l'énergie électrique depuis la source externe 16 vers les moyens de commutation 18 est impossible. Les moyens de captation 18 ne reçoivent plus d'énergie électrique. Les moyens de commutation 17, occupant le deuxième mode, assure une alimentation directe en énergie électrique de l'unité de climatisation 11 par la supercapacité 13. Les sens des flèches rapportées sur les connexions entre les moyens de commutation 17, la supercapacité 13 et l'unité de climatisation 11 indiquent le sens de transfert de l'énergie électrique entre ces éléments. II ressort donc que dans le deuxième mode (occupé par les moyens de commutation 17 au moins en dehors de la station équipée de la source externe 16), les moyens de captation 18 occupent un état passif dans lequel ils ne reçoivent pas d'énergie électrique depuis la source externe 16, et que l'unité de climatisation 11 est alimentée en énergie électrique à partir de la supercapacité 13. Les deux modes de fonctionnement décrits ci-dessus que peuvent occuper sélectivement les moyens de commutation 17 en fonction des signaux de commande 22 émis par l'unité de gestion 19 correspondent aux étapes essentielles du procédé de conditionnement selon un aspect de l'invention : alimenter en énergie électrique, lors du passage dans une station d'embarquement et/ou de débarquement de l'installation, une supercapacité 13 de stockage d'énergie électrique solidaire de la cabine 10, à partir d'une source d'énergie électrique externe 16 prévue dans ladite station, alimenter en énergie électrique, en dehors de ladite station, une unité de climatisation 11 agencée au plafond 12 de la cabine 10, à partir de la supercapacité 13.30 Une solution envisageable consistera à contrôler l'unité de gestion 19 de manière à ce que celle-ci commande les moyens de commutation 17 vers le premier mode au moment où la cabine 10 se déplace le long du rail de transfert à vitesse lente, sur lequel elle chemine après que la pince équipant la suspente de la structure porteuse est débrayée du câble de l'installation de transport. Dans ce qui précède, il est clair que les moyens de captation 18 utilisés dépendront de la nature de la source d'énergie électrique externe 16. À titre d'exemple, les moyens de captation 18 peuvent être constitués par des collecteurs de courant auxquels sont associés des rails conducteurs équipant au moins l'une des station d'embarquement et/ou de débarquement pour constituer la source d'énergie électrique externe 16. II peut également être envisagé que les moyens de captation 18 et la source d'énergie électrique externe 16 coopèrent à distance par induction magnétique. Dans une variante simplifiée dans laquelle le premier mode nécessite l'arrêt de la cabine 10, les moyens de captation 18 sont constitués par un connecteur électrique venant s'enficher automatiquement, au passage dans la station équipée de la source 16, dans un connecteur électrique associé, de forme correspondante, solidaire d'au moins une station pour constituer la source externe 16. Cette dernière solution sera notamment intéressante dans le cas des installations de transport de type va-et-vient. En fonction de la nature électrique des moyens de captation 18, de la supercapacité 13, et de l'unité de climatisation 11, il peut être envisagé d'intercaler entre au moins deux de ces trois éléments, un convertisseur de puissance, par exemple assurant une transformation d'un courant continu en un courant alternatif ou inversement. La figure 4 l'évolution, dans le temps t, de la température 6 à l'intérieur de la cabine 10 et de la consommation électrique instantanée W de l'unité de climatisation 11. La période repérée Ti correspond à la durée durant laquelle les moyens de commutation 17 occupent le premier mode. Au contraire, la période repérée T2 correspond à la durée durant laquelle les moyens de commutation 17 occupent le deuxième mode. Comme expliqué précédemment, l'unité de climatisation 11 est alimentée, pendant la période Ti, directement par la source d'énergie électrique externe 16. La puissance instantanée transmise à l'unité de climatisation 11, et donc la consommation instantanée W de celle-ci, peuvent donc être grandes (par exemple de l'ordre de 1000 watts) sans affecter la recharge de la supercapacité 13 qui est réalisée simultanément. Il convient uniquement de dimensionner la source externe 16 en fonction du niveau de consommation instantanée envisagée. Il sera par exemple envisageable de piloter l'unité de climatisation 11 vers sa consommation instantanée W maximale de manière à provoquer le refroidissement maximal de l'air à l'intérieur de la cabine 10. À titre d'exemple, la température 0 à l'intérieur de la cabine 10 pourra ainsi passer pendant la période Ti d'environ 23°C à environ 16°C. Par contre pendant la période T2, l'unité de climatisation 11 est alimentée en énergie électrique par la supercapacité 13. Pour éviter un déchargement de la supercapacité 13 qui soit trop rapide ou trop important (ce qui impliquerait un temps de recharge en station trop grand, ou une impossibilité d'alimenter l'unité de climatisation 11 pendant toute la durée de la période T2), la puissance instantanée transmise à l'unité de climatisation 11, et donc la consommation instantanée W de celle-ci, doivent être plus faibles que celles de la période Ti (par exemple de l'ordre de 200 watts). L'unité de climatisation 11 a donc pour fonction de retarder autant que possible le réchauffement naturel de l'air à l'intérieur de la cabine 10 jusqu'au niveau de température 0 du début de la période T1, mais n'a pas pour vocation a maintenir un niveau de température 0 constant pendant la période T2. Dans le procédé particulier qui vient d'être décrit, les moyens de commutation 17 assurent une alimentation directe en énergie électrique de l'unité de climatisation 11 au moment où les moyens de captation 18 reçoivent de l'énergie électrique depuis la source externe 16. Cette variante présente l'avantage d'augmenter la quantité totale d'énergie électrique transférable à l'unité de climatisation 11 pendant un aller-retour de la cabine 10 entre les stations. Ceci a pour effet de diminuer la température intérieure moyenne pendant un aller-retour pour un niveau donné de quantité d'énergie électrique de charge et de décharge de la supercapacité 13, ou bien de diminuer le niveau de quantité d'énergie électrique de charge et de décharge de la supercapacité 13 pendant un aller-retour pour une température intérieure moyenne donnée. Il convient toutefois de préciser que dans le premier mode occupé par les moyens de commutation 17 (lorsque la cabine 10 passe à l'intérieur de la station équipée de la source 16, à un emplacement où les moyens de captation 18 sont en mesure de coopérer avec la source 16), il est possible de prévoir que la totalité de l'énergie électrique reçue par les moyens de captation 18 soit transmise à la supercapacité 13 sans prévoir d'alimentation en énergie électrique de l'unité de climatisation 11.20 Revendications1. Procédé pour conditionner l'air d'une cabine (10) d'une installation de 5 transport à câble, caractérisé en ce qu'il consiste à : alimenter en énergie électrique, lors du passage dans une station d'embarquement et/ou de débarquement de l'installation, une supercapacité (13) de stockage d'énergie électrique solidaire de la cabine (10), à partir d'une source d'énergie électrique externe (16) 10 prévue dans ladite station, alimenter en énergie électrique, en dehors de ladite station, une unité de climatisation (11) agencée au plafond (12) de la cabine (10), à partir de la supercapacité (13). 15 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à alimenter en énergie électrique, lors du passage dans ladite station, l'unité de climatisation (11) à partir de la source d'énergie externe (16). 3. Dispositif embarqué de conditionnement de l'air d'une cabine (10) d'une 20 installation de transport à câble, comprenant une unité de climatisation (11) agencée au plafond (12) de la cabine (10), caractérisé en ce qu'il comporte : une supercapacité (13) de stockage d'énergie électrique, des moyens pour alimenter la supercapacité (13) en énergie électrique à partir d'une source d'énergie électrique externe (16) lors du passage 25 dans une station d'embarquement et/ou de débarquement de l'installation, des moyens pour alimenter l'unité de climatisation (11) en énergie électrique à partir de la supercapacité (13) en dehors de la station. 30 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la supercapacité (13) et l'unité de climatisation (11) sont connectées à des 13 14 moyens de commutation (17) connectés à des moyens de captation (18) de l'énergie provenant de la source d'énergie externe (16), lesdits moyens de captation (18) occupant un état actif au passage dans la station. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de commutation (17) sont reliés à une unité de gestion (19) commandant, respectivement dans la station et en dehors de la station, les moyens de commutation (17) soit vers un premier mode dans lequel la supercapacité (13) est alimentée en énergie électrique à partir des moyens de captation (18), soit vers un deuxième mode dans lequel l'unité de climatisation (11) est alimentée en énergie électrique à partir de la supercapacité (13). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que pendant le premier mode, l'unité de climatisation (11) est alimentée en énergie électrique à partir des moyens de captation (18). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que la supercapacité (13) est disposée dans le plancher (14) ou sous les sièges (15) de la cabine (10).20