Brevet FR2925744A1 — publié le 20090626

Toile lumineuse permettant la communication d'informations L'invention concerne une toile lumineuse permettant la communication d'informations. Elle s'applique plus particulièrement aux aérostats (ballons ou dirigeables) et aux objets gonflables munis d'une telle toile, ainsi qu'aux toiles servant d'abri, à des fins de communication dynamique d'informations lumineuses. DESCRIPTION DE L'ART ANTERIEUR Les ballons libres ou captifs ainsi que les dirigeables sont constitués d'une enveloppe qui renferme un gaz plus léger que l'air (hélium ou hydrogène) assurant la portance. Les volumes nécessaires étant très grands, ces engins sont de grande taille et sont très spectaculaires. Ils peuvent s'élever et demeurer en l'air d'une façon statique, avec une grande autonomie. Ils constituent un moyen très avantageux pour permettre la diffusion d'une information avec une grande visibilité. Il est courant d'utiliser ces engins comme moyen de communication, notamment à des fins publicitaires. Plus particulièrement, les ballons captifs à enveloppe sphérique sont particulièrement intéressants pour des raisons liées à la symétrie de révolution : La facilité de pilotage d'une part (il n'est pas besoin d'orienter le ballon face au vent) et la visibilité identique tout azimut. Ces ballons connaissent aujourd'hui un succès important dans des villes comme Paris, Berlin ou Singapour où des ballons sphériques de 22 m de diamètre s'élèvent de 0 à 150 m sol. II s'agit par exemple de ballons type Aero3ONG construit par la société AEROPHILE S.A.. La taille et la hauteur de ces engins sont particulièrement adaptées à la fois au transport de passagers et à la bonne visibilité du ballon, et permettent ainsi une communication efficace. Cette communication est usuellement assurée au moyen d'un décor de l'enveloppe, peint ou imprimé sur l'enveloppe elle-même, ou sur une toile qui est accrochée à l'enveloppe par différents dispositifs (par exemple une bannière). Ces décors de l'enveloppe sont fixes, difficiles et coûteux à changer puisque leur changement nécessite de changer le support (la bannière ou l'enveloppe elle-même). Or les besoins de communication nécessitent de pouvoir changer le décor du ballon. Par ailleurs, le décor du ballon est plus attirant s'il est lumineux et si la communication d'informations peut être présentée de façon dynamique. A cet effet, des applications récentes ont consisté à équiper le ballon de systèmes de projection agencés à l'intérieur de l'enveloppe afin de projeter des images lumineuses sur l'enveloppe. Ces systèmes de projection ne sont visibles que de nuit, et faiblement, ce qui réduit leur efficacité. Le brevet US 7,173,649 présente un ballon dont l'enveloppe est lumineuse aussi bien de jour comme de nuit. Pour cela, l'enveloppe du ballon est recouverte d'un écran lumineux constitué d'une multitude de sources de lumière installées sur presque toute la surface extérieure de l'enveloppe, et permettant une excellente visibilité, même de jour. Ce dispositif présente cependant plusieurs inconvénients. Les sources lumineuses sont exposées aux intempéries et à diverses contraintes mécaniques, notamment en cas de contact avec un élément extérieur, comme par exemple le filet qui recouvre généralement l'enveloppe d'un ballon captif. Elles doivent donc être de taille réduite, avec une résistance mécanique renforcée et une tenue aux intempéries, ce qui rend le système très coûteux et complexe à réaliser. En outre, le câblage électrique doit se faire également en extérieur et doit donc également être protégé des intempéries. Par ailleurs, l'enveloppe du ballon risque d'être endommagée par l'échauffement de la source lumineuse dont le module d'alimentation électrique, susceptible d'atteindre des températures élevées, est nécessairement situé à proximité de l'enveloppe. L'invention propose une toile lumineuse permettant la communication d'informations, qui peut être réalisée selon un procédé de conception simple et permette de remédier aux inconvénients précités tout en garantissant une luminosité suffisante pour une visibilité suffisante le jour. Notamment, l'invention concerne une méthode de confection d'un ballon à enveloppe lumineuse, à forte luminosité, moins complexe que les méthodes de confection des ballons lumineux de l'art antérieur. RESUME DE L'INVENTION Selon un premier aspect, l'invention concerne une toile lumineuse comprenant une toile translucide avec une face externe et une face interne, un dispositif d'éclairage, des moyens d'alimentation et de contrôle du dispositif d'éclairage, le dispositif d'éclairage comprenant un ensemble de sources lumineuses appliquées contre au moins une zone de la surface interne de la toile translucide de telle sorte que le flux lumineux émis par chacune des sources traverse la toile translucide. Selon un second aspect, l'invention concerne un procédé de conception d'un ballon captif lumineux, le ballon captif comprenant une première enveloppe rempli d'un gaz plus léger que l'air et un ballonnet dont l'enveloppe est formée d'une toile lumineuse selon le premier aspect, la méthode comprenant le gonflement quasi-total de la première enveloppe, puis l'installation des sources lumineuses sur au moins une zone de la face interne de l'enveloppe du ballonnet lorsque le ballonnet est encore dégonflé, et le ballon au sol. DESCRIPTION SOMMAIRE DES FIGURES D'autres aspects et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, illustrée par les figures suivantes : Figure 1, le schéma d'un exemple de réalisation d'un ballon captif muni d'une toile lumineuse selon l'invention; Figure 2, un schéma montrant l'implantation des sources lumineuses dans une toile lumineuse selon l'invention, dans un exemple de réalisation; Figure 3, un schéma montrant le détail de réalisation de la toile translucide de la toile lumineuse selon l'invention, dans un exemple de réalisation, Figures 4A à 4D, des schémas montrant des sources lumineuses et leur implantation dans le dispositif d'éclairage de la toile lumineuse, selon un exemple de réalisation. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION La figure 1 montre un exemple de ballon captif équipé d'une toile lumineuse selon l'invention et permettant le transport de passagers. Le ballon comprend une première enveloppe 100 renfermant un gaz plus léger que l'air, par exemple de l'hélium, et un compartiment d'air 300, appelé ballonnet, permettant de pressuriser le ballon. Une membrane 200 permet de séparer le compartiment d'hélium 100 du ballonnet 300. Une nacelle 600 pour le transport de passagers est suspendue à l'enveloppe au moyen d'un filet 400. Le ballon est maintenu captif au moyen d'un câble 710 relié à une installation au sol 700. La structure générale d'un tel ballon est par exemple décrite dans les demandes de brevet français FR 9315709 et FR 9515888 au nom du déposant. Dans cet exemple, le ballonnet comprend une enveloppe formée d'une toile lumineuse selon l'invention, décrite plus en détails au moyen des figures 2 et 3. La toile lumineuse selon l'invention est formée d'une toile translucide 310 (figure 2), présentant une face interne et une face externe, un dispositif d'éclairage, et des moyens d'alimentation et de contrôle du dispositif d'éclairage. Selon l'invention, le dispositif d'éclairage comprend un ensemble de sources lumineuses 500 appliquées contre au moins une zone de la surface interne de la toile translucide de telle sorte que le flux lumineux 610 (figure 3) émis par chacune des sources soit émis en direction de la toile translucide. Sur la figure 3, les sources lumineuses sont représentées avec un module arrière 510 d'alimentation électrique, relié aux moyens d'alimentation et de contrôle par un câblage 550, et un module avant 520 comprenant la face d'émission de la lumière. Selon l'invention, le module avant est plaqué contre la toile translucide afin que le flux lumineux soit émis à travers la toile. Les sources lumineuses 500 et leur câblage 550 sont ainsi maintenus à l'intérieur de l'enveloppe et protégés mécaniquement par l'enveloppe. Ils ne sont pas limités en taille du fait qu'ils ne se trouvent plus à l'extérieur de l'enveloppe. Le module arrière est facilement accessible pour le câblage et les températures potentiellement élevées du module arrière d'alimentation électrique ne risquent pas d'endommager la toile. Le procédé décrit nécessite l'emploi d'une toile translucide, c'est-à-dire laissant passer la lumière. Avantageusement, la toile utilisée est une toile enduite, constituée d'une trame textile 312 recouverte d'une couche intérieure 311 et d'une couche extérieure 313. Ces couches ont pour but d'assurer l'étanchéité au gaz et à l'eau de la toile. Ils présentent également des propriétés mécaniques permettant l'assemblage de la toile et protègent des rayonnements Ultra Violets. Ces couches sont souvent formées de films appliqués sur la trame textile. La trame textile est par exemple en polyester, ou polyamide, et les films en polyuréthane. L'utilisation de films transparents en polyuréthane permet de réaliser des toiles translucides qui laissent passer une grande partie de la lumière visible, tout en arrêtant les Ultra Violets. Avantageusement, des additifs sont ajoutés dans les couches intérieure et/ou extérieure qui permettent de modifier les propriétés des films ainsi formés vis-à-vis de la lumière incidente. Ces additifs sont par exemple des particules diffusantes qui renforcent les propriétés de diffusion de la toile translucide. L'efficacité de l'invention peut se trouver démultipliée par l'emploi de films ainsi adaptés qui laissent passer la partie visible du spectre, et permettent de diffuser une partie de la lumière qui traverse la toile. Il est alors possible d'utiliser des sources lumineuses ponctuelles ou quasi ponctuelles très simples, par exemple des diodes électroluminescentes, et d'utiliser la toile de l'enveloppe pour diffuser chaque point de lumière vers l'extérieur selon des propriétés de diffusion adaptées à la largeur souhaité de l'angle de diffusion du faisceau 600 (figure 3) après traversée de la toile translucide. L'utilisation des propriétés diffusantes permet notamment de s'affranchir de composants optiques supplémentaires de type lentilles ou déflecteurs, nécessaires lorsque les sources extérieures sont arrangées à l'extérieur de l'enveloppe. Dans l'exemple de la figure 1, les sources lumineuses sont appliquées contre la face interne de l'enveloppe du ballonnet. Le ballonnet est habituellement situé dans la partie basse de l'enveloppe, ce qui le rend plus accessible. On peut notamment y accéder alors que le ballon est en partie gonflé d'hélium et que la partie basse repose sur le sol. Par ailleurs, le ballonnet est rempli d'air, respirable, et non pas d'hélium ou d'hydrogène, irrespirable. Ainsi, le changement d'une source lumineuse dans ce compartiment est plus facile. Avantageusement, la conception du ballon muni de la toile lumineuse selon l'invention se fera selon les étapes suivantes : l'enveloppe principale est d'abord gonflée avec le gaz plus léger que l'air, par exemple l'hélium, selon les méthodes connues de l'état de l'art. A la fin du gonflement, la partie basse du ballon est encore au sol, le ballonnet n'est pas rempli d'air et il est accessible pour y installer les sources lumineuses et le câblage. Une fois les sources installées, on termine le gonflement du ballon et le ballonnet se trouve rempli d'air. En fonctionnement, si des sources lumineuses doivent être changées, il suffit de descendre le ballon au sol, de l'écraser contre le sol suffisamment pour que l'air s'échappe du ballonnet, rendant l'accès possible aux sources endommagées. L'avantage de positionner les sources lumineuses dans le ballonnet est notamment que ces sources étant rigides ou semi-rigides, on ne risque pas d'endommager l'enveloppe, qui est flexible et relativement fragile, lorsque celle-ci est pliée ou dépliée pour procéder à son gonflement. Dans le cas où les sources lumineuses sont appliquées contre la toile dont est formée l'enveloppe du ballonnet, on pourra aussi prévoir un dispositif d'éclairage dans l'enveloppe principale, par exemple au moyen d'un éclairage central à l'intérieur de l'enveloppe. Que ce soit l'enveloppe du compartiment d'hélium ou l'enveloppe du ballonnet, ces enveloppes sont généralement constituées de fuseaux assemblés. Il peut être alors avantageux de positionner les sources lumineuses aux jonctions de fuseaux. En effet, ces jonctions sont souvent plus résistantes que la toile elle-même. Bien que l'invention soit décrite pour un ballon captif, elle s'applique tout aussi bien aux dirigeables et autres aérostats. Les dirigeables sont également généralement pourvus d'un ou plusieurs ballonnets et les sources lumineuses pourront avantageusement être installées à l'intérieur du ou des ballonnets. Cependant, cette disposition n'est pas indispensable. Notamment, des techniques de gonflement à l'air, puis à l'hélium sont parfois employées pour accéder à l'intérieur de l'enveloppe du dirigeable pour y installer des éléments de suspension ou de rigidification de l'enveloppe ; il sera donc également possible d'y accéder pour l'installation des sources lumineuses. L'invention s'applique également aux objets gonflables à l'air, aux abris en toile type bulle gonflable ou aux chapiteaux. Dans ces derniers cas, l'accès est beaucoup plus facile et les sources lumineuses peuvent être aisément disposées sur toutes les parties de la surface interne de la toile. Les sources lumineuses peuvent être constituées de lampes traditionnelles ou plus avantageusement de diodes électroluminescentes (LED) individuelles. Par exemple, les LED sont montées sur des éléments précâblés accueillant un grand nombre de sources, de façon à faciliter la mise en place et constituer un réseau qui peut être traité séparément. La déposante a montré qu'une luminosité suffisante en plein jour pouvait être obtenue en appliquant contre la face interne de la toile de l'enveloppe des LED de type PAR 36 PCB de la société ACCLAIMLIGHTING. Selon un premier exemple, les LED sont agencées sous formes d'éléments lumineux, chaque élément lumineux étant constitué d'un ensemble de LED. Par exemple, environ 60 LED d'environ 0,1 Watt chacune sont disposées sur un disque d'environ 11,5 cm de diamètre La déposante a montré qu'avec par exemple 19 LED rouges, 21 LED bleues et 21 LED vertes, toutes les couleurs utiles peuvent être obtenues par mélange RVB. Un autre exemple de luminosité visible de jour a été réalisé au moyen de LED de 5 Watts montées sur un rail aluminium. Dans cet exemple, chaque LED est muni d'une lentille permettant de focaliser la lumière dans la direction intéressante, c'est-à-dire vers la toile. Dans les 2 exemples précédemment décrits, la toile est avantageusement une toile enduite composée d'une trame textile en polyamide de poids surfacique 55g/m2, d'une couche intérieure réalisée par 3 films laminés en Butyle caoutchouc, et d'une couche extérieure réalisée par 3 films de CSP caoutchouc. Les films de caoutchouc intérieurs et extérieurs sont parfaitement transparents. Seule la trame textile empêche une partie de la lumière de traverser la toile. L'ensemble de la toile pèse environ 220 g/m2. Selon l'invention, les éléments lumineux sont par exemple allumés ou éteints séparément et changent de couleur, par exemple suivant le fonctionnement Rouge Vert Bleu (RVG) très courant pour les LED. L'intensité et/ou la longueur d'onde d'émission sont contrôlées par les moyens d'alimentation et de contrôle. De façon à attirer l'attention et à réduire la consommation électrique, les sources lumineuses sont avantageusement allumées tour à tour, de façon à faire clignoter l'ensemble ou constituer un mouvement, par exemple un mouvement de rotation sur toute la périphérie du ballon. Les sources lumineuses sont réparties de façon plus ou moins dense sur la face interne de la toile translucide, de façon à occuper une surface de taille, de luminosité et de définition adaptées à l'application recherchée. Dans une version �dense �, l'invention permet de constituer l'équivalent d'un écran type LCD avec des caractéristiques de luminosité similaires. Dans une version moins dense, des zones plus importantes de la face interne de l'enveloppe sont équipées de sources lumineuses afin de couvrir une partie qui rend compte de la forme sphérique du ballon. Suivant la densité des éléments lumineux et l'effet souhaité de définition, il est intéressant de situer les éléments lumineux à une certaine distance de l'enveloppe. Lorsque la distance entre les éléments lumineux et l'enveloppe est faible, chaque point lumineux reste visible à l'extérieur de l'enveloppe. En revanche, lorsque la distance entre l'élément lumineux et la toile est plus grande, l'intensité de la lumière traversant l'enveloppe est plus diffuse. Dans l'exemple décrit précédemment avec des éléments lumineux formés d'environ 60 sources de type LED de 0,1 Watt réparties sur un disque d'environ 11,5 cm de diamètre il est apparu que pour une distance faible ù inférieure à 5 cm ù chaque diode reste visible et il est possible de distinguer des points de couleurs différentes ; en revanche pour une distance plus grande, d'environ 10 cm, les faisceaux lumineux émis par chaque LED se mélangent et la toile émet, à l'extérieur, une lumière de couleur unie, résultant du mélange des couleurs des différentes diodes, sur une surface plus grande ù de l'ordre de 200 mm de diamètre ù et plus homogène. Une distance d'environ 10 cm est donc particulièrement adaptée dans le cas où l'on souhaite simplement donner à l'enveloppe une couleur globale. L'invention permet ainsi de porter à la connaissance du public des messages par lettres défilantes, ou des messages simplifiés par code de couleur. Le ballon peut notamment servir pour indiquer des niveaux d'alerte ou de vigilance. Ces niveaux d'alerte peuvent être très simples, par exemple selon trois couleurs : Vert, Orange et Rouge. Ce code couleur présente l'avantage d'être universellement reconnu et peut être réalisé aux moyens de diodes mono couleur vertes et rouges uniquement, le Orange étant obtenu par mélange Rouge + Vert (2/3 de Rouge et 1/3 de Vert). Le nombre de diodes mono couleur nécessaire peut donc être réduit d'un tiers. Les figures 4A à 4D illustrent, selon différentes vues, un exemple d'implantation des sources lumineuses sur la toile. Cet exemple est particulièrement bien adapté au cas où l'effet recherché est d'indiquer de façon dynamique une couleur sur la toile, en particulier dans le cas d'un ballon captif. Selon cet exemple, chaque élément lumineux comprend un support en mousse 530 sur lequel sont collés des LED 520. Par exemple les LED sont disposées selon une ou plusieurs lignes, précâblées et reliées aux moyens de contrôle et d'alimentation par le câble 550. Ce support en mousse peut avoir une forme parallélépipédique, ressemblant à une boîte de profondeur par exemple d'environ 10 cm, de largeur d'environ 30 cm et de hauteur d'environ 60 cm. L'intérieur de cette boîte peut être tapissée d'une feuille en aluminium 540 qui offre l'avantage de réfléchir la lumière émise par les LED et renforce ainsi l'intensité de la lumière dans la direction intéressante, c'est-à-dire vers l'enveloppe. La boîte en mousse offre l'avantage de constituer un élément non blessant pour l'enveloppe, et néanmoins suffisamment rigide pour tenir les LED éloignés de la toile à la distance souhaitée. Il peut être préfabriqué avec des LED et son câblage, de façon à faciliter les opérations d'installation à l'intérieur du ballon. La boîte en mousse peut, par exemple, être simplement glissée à l'intérieur d'une poche en toile 330 confectionnée sur la face interne de la toile 310 formant l'enveloppe du ballonnet, par exemple avec la même toile et le même procédé d'assemblage que l'enveloppe elle-même et fermée au moyen d'une fermeture 331 de type velcro. Le niveau d'alerte peut être plus élaboré avec l'utilisation d'un plus grand nombre de couleurs, ou par vitesse de clignotement de l'ensemble ou d'une partie des LED. Les couleurs sont facilement obtenues par mélange Rouge û Vert û Bleu. Le nombre de couleurs est adapté à l'application. Par exemple, il peut être choisi égal à 5 pour correspondre aux 5 couleurs retenues actuellement au niveau européen pour indiquer le niveau de pollution dans les grandes agglomérations conformément à l'indice CITEAIR. Ces niveaux d'alerte peuvent s'appliquer à la pollution, aux conditions atmosphériques et météorologiques, aux conditions de circulation automobile, aux conditions de navigation, toute autre condition intéressant le grand public en général. Selon une variante, la toile lumineuse selon l'invention est associée à un capteur, et les informations issues du capteur sont transmises aux moyens de contrôle et d'alimentation du dispositif d'éclairage de la toile lumineuse, de telle sorte à produire la communication des informations issues du capteur en temps réel. Par exemple, le capteur est un capteur de mesure de la qualité de l'air, un capteur de conditions météorologiques, un capteur de conditions de circulation routière, etc. Il est à noter que l'invention peut équiper des ballons ou dirigeables, libres ou captifs, mais peut également être utilisée sur des gonflables à l'air et même des toiles tendues d'une façon générale, notamment celles qui servent à constituer des abris destinés à accueillir du public pour des manifestations festives, culturelles, sportives ou à toute autre destination. REVENDICATIONS 1. Toile lumineuse comprenant une toile translucide (310) avec une face externe et une face interne, un dispositif d'éclairage, des moyens d'alimentation et de contrôle du dispositif d'éclairage, caractérisée en ce que le dispositif d'éclairage comprend un ensemble de sources lumineuses (500) appliquées contre au moins une zone de la surface interne de la toile translucide de telle sorte que le flux lumineux émis par chacune des sources traverse la toile translucide. 2. Toile lumineuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la toile translucide est formée d'une trame textile (312) enduite sur ses faces interne et externe respectivement d'un film intérieur (311) et d'un film extérieur (313). 3. Toile lumineuse selon la revendication 2, caractérisée en ce que la trame textile est en polyester ou polyamide. 4. Toile lumineuse selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que les films intérieur et extérieur sont en polyuréthane. 5. Toile lumineuse selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que les films intérieur et extérieur présentent des propriétés diffusantes de la lumière. 6. Toile lumineuse selon la revendication 5, caractérisée en ce que les films intérieur et extérieur sont en polyuréthane dans lequel sont mélangées des particules diffusantes. 7. Toile lumineuse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les sources lumineuses sont des diodes électroluminescentes comprenant une face d'émission (520) et un support (510), la face d'émission étant appliquée contre la face interne de la toile translucide. 8. Toile lumineuse selon l'une des revendications 6 à 7, caractérisée en ce que les diodes électroluminescentes sont montées sur des éléments précâblés pouvant supporter un nombre donné de diodes. 9. Toile lumineuse selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits éléments lumineux comprennent des structures en mousse (530) dans lesquelles sont agencées les diodes électroluminescentes, lesdits éléments étant glissés dans des poches en toile (330) confectionnées sur la face interne de la toile. 10. Toile lumineuse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les sources lumineuses présentent une émission modulable en intensité et/ou en longueur d'onde, ladite émission étant contrôlée par les moyens d'alimentation et de contrôle pour la communication dynamique d'informations. 11. Aérostat comprenant au moins une enveloppe pouvant renfermer de l'air ou un gaz plus léger que l'air, ladite enveloppe étant formée de la toile lumineuse selon l'une des revendications précédentes, les sources lumineuses étant appliquées contre la face interne de l'enveloppe. 12. Aérostat selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'enveloppe formée de la toile lumineuse étant composée de fuseaux joints les uns avec les autres, les sources lumineuses sont appliquées aux jonctions desdits fuseaux. 13. Ballon captif selon l'une des revendications 11 ou 12 pour le transport de passagers, comprenant une première enveloppe (100) renfermant un gaz plus léger que l'air et un ballonnet (300) avec une enveloppe renfermant de l'air, au moins l'une desdites enveloppes étant formées de ladite toile lumineuse, les sources lumineuses étant appliquées contre la face interne de l'enveloppe. 14. Ballon captif selon a revendication 13, caractérisé en ce que seule l'enveloppe du ballonnet est formée de ladite toile lumineuse. 15. Ballon captif selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif d'éclairage modulable agencé à l'intérieur de ladite première enveloppe. 16. Toile tendue servant d'abri formée d'une toile lumineuse selon l'une des revendications 1 à 10, les sources lumineuses étant appliquées contre la face abritée de la toile tendue. 17. Procédé de fabrication d'un ballon captif selon la revendication 13, comprenant le gonflement quasi-total de la première enveloppe, puis l'installation des sources lumineuses sur au moins une zone de la face interne de l'enveloppe du ballonnet lorsque le ballonnet est encore dégonflé, et le ballon au sol.