Brevet FR3052438A1 — publié le 20171215

ENGIN VOLANT La présente invention concerne les engins volants qui trouvent une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, dans l'inspection des ouvrages en milieu confiné comme les réseaux souterrains d'eau ou d'assainissement, les tunnels, les galeries, les enceintes de stockage, etc. Il est déjà connu des engins volants pour inspecter des ouvrages d'art, par exemple ceux qui sont décrits et illustrés dans les FR2807603 et 10 FR2849981. Cependant, ce type d'engin, plus souvent connu sous le terme de drone ou analogue, est difficilement utilisable pour, par exemple, inspecter des ouvrages en milieu confiné comme les réseaux souterrains d'eau ou d'assainissement, les tunnels, les galeries, les enceintes de stockage, etc., 15 car il doit être toujours, malgré la possibilité de le télécommander de façon programmable, sous la surveillance visuelle de son utilisateur. En outre, il est nécessaire qu'il puisse se déplacer en ayant autour de lui, par rapport aux parois du milieu confiné, un espace de sécurité en cas de déplacements non contrôlés, par exemple dus à des courants d'air ou analogues. 20 Aussi, la présente invention a-t-elle pour but de réaliser un engin volant qui permet d'obvier en grande partie aux inconvénients des engins volants connus et d'utiliser ce type d'engin volant pour inspecter des ouvrages d'art en milieu confiné comme ceux cités ci-dessus. Plus précisément, la présente invention a pour objet un engin 25 caractérisé par le fait qu'il comporte au moins: - un support, - des moyens de propulsion, - des moyens pour lier les moyens de propulsion au dit support de façon qu'ils soient aptes exercer une force de propulsion en au moins un 30 premier point du dit support, - au moins deux enceintes gonflables à volume variable, et - des moyens pour relier chaque enceinte au dit support respectivement en un deuxième point et un troisième point du dit support, 3052438 2 ces dits deuxième et troisième points étant situés sur une droite passant sensiblement par ledit premier point de façon que ce dit premier point soit situé entre ces deuxième et troisième points. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens pour lier les 5 moyens de propulsion au support sont agencés pour que la force de propulsion ait au moins une composante faisant" un angle nul avec la direction définie par la droite passant par les deuxième et troisième points. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif, mais nullement limitatif, dans lesquels : La figure 1 est un schéma de principe d'un mode de réalisation de l'engin volant selon l'invention, Les figures 2 et 3 représentent deux modes de réalisation industrielle de l'engin volant selon l'invention en accord avec la figure 1 en situation d'inspection, à titre par exemple, d'une galerie, la figure 2 représentant un premier mode de réalisation de l'engin volant dans une galerie représentée en coupe transversale, la figure 3 représentant un second mode de réalisation de l'engin volant dans une galerie représentée en coupe longitudinale. Il est tout d'abord précisé que : - sur les figures, les mêmes références désignent les mêmes éléments, quelle que soit la figure sur laquelle elles apparaissent et quelle que soit la forme de représentation de ces éléments ; de même, si des éléments nè sont pas spécifiquement référencés sur l'une des figures, leurs références peuvent être aisément retrouvées en se reportant à une autre figure, - les figures représentent deux modes de réalisation de l'objet selon l'invention, mais il peut exister d'autres modes de réalisation qui répondent à la définition de cette invention, - lorsque, selon la définition de l'invention, l'objet de l'invention comporte "au moins un" élément ayant une fonction donnée, le mode de réalisation décrit peut comporter plusieurs de ces éléments. Réciproquement, si le mode de réalisation de l'objet selon l'invention tel 3052438 3 qu'illustré comporte plusieurs éléments de fonction identique et si, dans la description, il n'est pas spécifié que l'objet selon cette invention doit obligatoirement comporter un nombre particulier de ces éléments, l'objet de l'invention pourra être défini comme comportant "au moins un" de ces 5 éléments. - lorsque dans la présente description, une expression définit à elle seule, sans mention particulière spécifique la concernant, un ensemble de caractéristiques structurelles, ces caractéristiques peuvent être prises, pour la définition de l'objet de la protection demandée, quand cela est 10 techniquement possible, soit séparément, soit en combinaison totale et/ou partielle. - dans la présente description, si l'adverbe "sensiblement" est associé à un qualificatif d'un moyen donné, ce qualificatif doit être compris au sens strict ou approché. 15 La présente invention est relative à un engin volant qui comporte, en référence aux trois figures annexées et notamment à la figure schématique 1, au moins un support 1, des moyens de propulsion 2, des moyens pour lier les moyens de propulsion 2 au support 1 de façon que ces derniers soient aptes exercer une force de propulsion 8 en au moins un premier point 3 du 20 support 1. L'engin comporte en outre, selon les deux modes de réalisation figures 2 et 3, deux enceintes gonflables 4, 5 à volume variable et des moyens pour relier chaque enceinte au support. 1, respectivement en un deuxième point 6 et un troisième point 7 de ce support, ces deuxième et 25 troisième points 6, 7 étant situés sur une droite 9 passant sensiblement par le premier point 3 de façon que ce premier point soit situé entre ces deuxième et troisième points. En outre, selon une autre caractéristique de l'invention dont les avantages seront explicités ci-après, les moyens pour lier les moyens de 30 propulsion au support 1 sont agencés pour que la force de propulsion 8 ait au moins une composante faisant avantageusement un angle nul avec la direction définie par la droite 9 passant par les deuxième et troisième points 6, 7, et même de préférence soit colinéaire à cette droite 9. 3052438 4 Selon une réalisation très préférentielle, plus particulièrement pour les applications évoquées ci-avant, les enceintes 4, 5 sont des ballons gonflables à paroi souple et très avantageusement en outre aptes à être gonflés avec un gaz plus léger que l'air, optionnellement de l'hélium pour 5 avoir une compensation en flottabilité de l'engin dans l'air. L'engin volant comporte, comme mentionné-ci-dessus, des moyens de propulsion 2. Comme illustré sur les deux figures 2 et 3, ces moyens de propulsion sont avantageusement du type multi-rotor, c'est-à-dire comportant plusieurs voilures tournantes ou analogues à la manière de 10 celles couramment utilisées sur des engins tels que les drones ou analogues, qui permettent de suspendre l'engin en l'air et de le faire avancer dans toutes les directions de l'espace. De façon préférentielle, ces moyens de propulsion 2 sont télécommandables ou automatisés par exemple sans fil par ondes 15 hertziennes, ondes lumineuses, ou analogues. Comme mentionné ci-avant dans le préambule de la présente description, ce type d'engin volant selon l'invention est plus particulièrement prévu pour l'inspection d'ouvrages en milieu confiné comme les réseaux souterrains d'eau ou d'assainissement, les tunnels, les galeries, les 20 enceintes de stockage ou analogues. Dans ce but, il est prévu que l'engin comporte en outre des moyens d'acquisition de données 20 relatives à l'état de ces ouvrages. Ces moyens de d'acquisition de données 20 comportent avantageusement une nacelle' 21 stabilisée de façon gyroscopique et, en 25 association avec cette nacelle, au moins l'un des appareils suivants : un appareil de prise de vues 22, une caméra, un appareil d'éclairage, un appareil de télémétrie, un appareil enregistreur, un appareil d'analyse de la composition de l'air, un appareil de prélèvements, un appareil d'inspection. De façon très préférentielle, pour que l'engin selon l'invention puisse 30 être utilisé en toute sécurité dans les applications définies ci-avant, selon le second mode de réalisation illustré sur la figure 3, les ballons 4, 5 sont réalisés de façon que la section transversale de leur forme gonflée, définie dans un plan sensiblement perpendiculaire à la droite 9 passant par les 3052438 deuxième et troisième point 6, 7, ait un encombrement hors tout supérieur à l'encombrement maximum de l'ensemble comprenant le support 1 et les moyens de propulsion 2, de façon que la surface cylindrique Es qui enveloppe cet ensemble soit entièrement contenue dans la surface 5 cylindrique Eb qui enveloppe les deux ballons 4, 5 gonflés. Si l'engin comporte en outre les moyens d'acquisition de données 20, les ballons 4, 5 sont réalisés de façon que la section transversale de leur forme gonflée, définie dans un plan sensiblement perpendiculaire à la droite 9 passant par les deuxième et troisième points, ait un encombrement hors 10 tout supérieur à l'encombrement maximum de l'ensemble comprenant le support 1, les moyens de propulsion et les moyens d'acquisition de données 20, comme illustré sur la figure 3. Ce second mode de réalisation décrit ci-dessus est particulièrement avantageux car, lorsque cet engin volant est utilisé pour inspecter par 15 exemple une galerie Ga sur une grande longueur et que, pour une raison quelconque, il est dévié de sa trajectoire programmée suivant la flèche Fl le long par exemple de l'axe de la galerie Ga, figure 3, et qu'il vient accidentellement buter contre la paroi de la galerie, l'ensemble comprenant le support 1, les moyens de propulsion 2, et les moyens d'acquisition de 20 données 20 quand ils sont présents, est parfaitement protégé par les deux ballons gonflés 4, 5 qui ont à la fois une fonction de parechocs et d'amortisseurs, tout en favorisant le maintien en l'air du support et des éléments qui lui sont attachés (quand par exemple ces ballons sont gonflés à l'hélium). 25 Il est décrit ci-dessus un engin volant selon l'invention comportant deux enceintes 4, 5, comme des ballons. Cependant, il est précisé que l'engin peut comporter plus de deux enceintes. A titre d'exemple non limitatif, cet engin peut comporter trois enceintes situées respectivement aux sommets d'un triangle isocèle dont la 30 droite 9 est la médiatrice passant par le sommet des deux côtés égaux, une enceinte étant située sur cette droite 9 et les deux autres étant alors situées de façon sensiblement symétrique par rapport à cette droite 9, les fonctions de ces trois enceintes se combinant pour donner strictément le même 3052438 résultat que celui donné par les deux enceintes situées sur la droite 9 comme décrit ci-avant. L'engin selon l'invention présente, en plus des avantages cités ci-avant, celui d'avoir une autonomie de vol très importante car il consomme 5 peu d'énergie pour alimenter ses moyens de propulsion 2. Avec un tel engin, il est donc possible de réaliser une inspection d'ouvrages d'art sur une très grande distance, par exemple d'une galerie Ga, éventuellement par double pilotage manuel aux deux extrémités de la galerie et/ou par pilotage automatique en milieu de galerie De plus, sa structure lui permet d'être 10 récupéré relativement facilement en fin de son utilisation. REVENDICATIONS1. Engin volant, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins: - un support (1), - des moyens de propulsion (2), - des moyens pour lier les moyens de propulsion (2) au dit support (1) de façon qu'ils soient aptes exercer une force de propulsion (8) en au moins un premier point (3) du dit support (1), 10 - au moins deux enceintes gonflables (4, 5) à volume variable, et - des moyens pour relier chaque enceinte au dit support respectivement en un deuxième point (6) et un troisième point (7) du dit support (1), ces dits deuxième et troisième points (6, 7) étant situés sur une droite (9) passant sensiblement par ledit premier point (3) de façon que ce 15 dit premier point soit situé entre ces deuxième et troisième points. 2. Engin volant selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens pour lier les moyens de propulsion au dit support (1) sont agencés pour que ladite force de propulsion (8) ait au moins une composante faisant un angle nul avec la direction définie par la droite (9) 20 passant par lesdits deuxième et troisième points. 3. Engin volant selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que lesdites enceintes (4, 5) sont des ballons gonflables à paroi souple. 4. Engin volant selon la revendication 3, caractérisé par le fait que 25 lesdits ballons sont aptes à être gonflés avec un gaz plus léger que l'air optionnellement de l'hélium. 5. Engin volant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdits moyens de propulsion (2) sont multi-rotor. 6. Engin volant selon l'une des revendications précédentes, 30 caractérisé par le fait que les moyens de propulsion (2) sont télécommandables ou automatisés 3052438 8 7. Engin volant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre des moyens d'acquisition de données (20). 8. Engin volant selon la revendication 7, caractérisé par le fait que 5 lesdits moyens d'acquisition de données (20) comportent au moins une nacelle (21) stabilisée de façon gyroscopique. 9. Engin volant selon la revendication 8, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'acquisition de données (20) comportent en outre au moins l'un des éléments suivants monté en association avec ladite nacelle (21) : 10 appareil de prise de vue (22), caméra, appareil d'éclairage, appareil de télémétrie, appareil enregistreur, appareil d'analyse de la composition de l'air, appareil de prélèvements, appareil d'inspection. 10. Engin volant selon l'une des revendications précédentes quand elle dépend de la revendication 3, caractérisé par le fait que les 15 ballons (4, 5) sont réalisés de façon que la section transversale de leur forme gonflée, définie dans un plan sensiblement perpendiculaire à la droite (9) passant par lesdits deuxième et troisième points, ait un encombrement hors tout, supérieur à l'encombrement maximum de l'ensemble comprenant ledit support (1) et lesdits moyens de propulsion (2). 20 11. Engin volant selon l'une des revendications précédentes quand elle dépend des revendications 3 et 7, caractérisé par le fait que les ballons (4, 5) sont réalisés de façon que la section transversale de leur forme gonflée, définie dans un plan sensiblement perpendiculaire à la droite (9) passant par les deuxième et troisième points, ait un encombrement hors 25 tout supérieur à l'encombrement maximum de l'ensemble comprenant ledit support (1), lesdits moyens de propulsion et lesdits moyens d'acquisition de données (20).