BE1026298B1 - Système de génération d'un vortex de fluide - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un système de génération d'un vortex d'un fluide (3) le long d'un axe (Z) comprenant : une plateforme (4) pour supporter des spectateurs (5) ; une paroi (2) en forme de paraboloïde de révolution ; des moyens d'entraînement pour mettre en rotation la paroi (2) autour de l'axe (Z) ; et une unité hydraulique (10) pour amener du fluide (3) en contact avec la paroi (2).

Description

Système de génération d’un vortex de fluide

Domaine technique

L'invention concerne un système de génération d'un vortex de fluide par exemple dans un contexte artistique, culturel et/ou récréatif.

Art antérieur

De nos jours, le développement de prestations artistiques, culturelles et/ou récréatives donnant lieu à des sensations nouvelles et intenses joue un rôle important afin d'attirer et de renouveler un public assistant et participant à ces prestations. Ce développement soulève la nécessité de faire un compromis entre le rendu désiré d'une prestation et les obstacles techniques à franchir pour fournir des moyens techniques permettant de réaliser cette prestation.

Résumé de l’invention

Un objet de l'invention est de fournir un système apte à générer un vortex de fluide le long d'un axe, d'une hauteur de plusieurs mètres le long de cet axe, pour entourer une pluralité de spectateurs, de façon à induire en eux un sentiment d'émerveillement et/ou d'excitation, tout en garantissant leur sécurité et leur intégrité.

À cet effet, l'invention propose un système de génération d'un vortex d'un fluide le long d'un axe vertical et comprenant :

- une plateforme essentiellement horizontale configurée pour supporter une pluralité de spectateurs ;

- une paroi :

• essentiellement étanche au fluide, • allongée symétriquement le long de l'axe, • surmontant essentiellement la plateforme,

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- des moyens d'entraînement pour mettre en rotation la paroi autour de l'axe, à une vitesse de rotation comprise entre vingt et quatre-vingt tours par minute ;

- une unité hydraulique comprenant au moins une pompe et au moins un injecteur pour amener du fluide en contact avec la paroi, dans un espace intérieur du paraboloïde de révolution ;

de façon à former une lame du fluide d'une épaisseur d'au moins un centimètre recouvrant la paroi.

Le système selon l'invention permet de générer un vortex de fluide de plusieurs mètres de haut le long de l'axe, pour entourer la pluralité de spectateurs, de façon à induire en eux un sentiment d'émerveillement et/ou d'excitation, tout en garantissant leur sécurité et leur intégrité.

En effet, lorsque les moyens d'entraînement sont en action, la paroi est en rotation autour de l'axe. Du fluide au niveau de la face intérieure de la paroi, c'est-à-dire la surface de la paroi bordant l'espace intérieure du paraboloïde de révolution, subit alors une force centrifuge qui est due à cette rotation de la paroi, ce qui engendre un mouvement, préférentiellement au moins partiellement ascensionnel, du fluide le long de la paroi. Ce mouvement est créé exclusivement par la rotation de la paroi. Il n'existe donc pas de mouvement circonférentiel relatif entre une portion de paroi et le fluide. Le mouvement susmentionné constitue donc un mouvement physique à la fois rigide et sans frottement dynamique

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- 3 entre la paroi et le fluide. Le fluide au niveau de la face intérieure de la paroi subit donc lui-même un mouvement, préférentiellement continu, de rotation autour de l'axe, de façon à former un vortex. La vitesse de rotation régule physiquement et naturellement le mouvement du fluide, et en particulier une hauteur maximale du vortex mesurée le long de l'axe. Une régulation appropriée des moyens d'entraînement et de l'unité hydraulique permet donc d'obtenir essentiellement un recouvrement de la paroi au moyen d'une lame du fluide en rotation autour de l'axe. L'unité hydraulique permet avantageusement d'amener du fluide en un ou plusieurs endroit de la paroi et les moyens d'entraînement permettent d'agencer de façon appropriée ce fluide sur la paroi pour former le vortex.

Du point de vue des spectateurs, le vortex prend naissance à leur niveau, ou à leurs pieds, étant donné que la plateforme les supportant est surmontée par la paroi. Grâce au mouvement décrit ci-dessus, la paroi va progressivement se recouvrir d'une lame de fluide en rotation, selon l'axe, préférentiellement du bas vers le haut. Vu que la paroi entoure au moins partiellement chacun des spectateurs, ceux-ci sont progressivement entourés par la lame de fluide en rotation. Un effet de surprise et d'émerveillement est ainsi induit en chaque spectateur par l'apparition du vortex de fluide. En outre, vu que la lame de fluide recouvre l'entièreté de la paroi après un certain temps d'action des moyens d'entraînement et de l'unité hydraulique, le vortex généré atteint nécessairement une hauteur supérieure à quatre mètres au dessus de la plateforme. Les spectateurs sont donc surmontés et entourés par au moins quatre mètres de fluide tourbillonnant, ce qui constitue un évènement impressionnant pour eux.

La génération du vortex de fluide au moyen du système selon l'invention permet de donner un effet vivant au fluide se mouvant sur la paroi. La lame de fluide apparaît de façon à la fois subtile, naturelle et harmonieuse, en accord avec le mouvement de rotation de la paroi. Le système selon l'invention permet en outre d'ériger un vortex de fluide

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- 4 essentiellement selon l'axe, s'évasant potentiellement sur une portion supérieure.

Avantageusement, le système permet de générer le vortex au moyen d'une faible quantité de fluide, préférentiellement, au moyen de la quantité de fluide constituant ladite lame de fluide. En particulier, l'unité hydraulique permet de limiter le fluide nécessaire à la génération du vortex car une partie du fluide est directement amenée sur la paroi.

Le système est simple à construire et à manipuler avec les technologies actuelles. En particulier, l'unité hydraulique est bien connue d'un homme du métier et le au moins un injecteur consiste de façon préférentielle en un dispositif permettant un apport de fluide dans le système, un débit et une vitesse d'injection de ce dispositif pouvant être régulé. Le système selon l'invention permet avantageusement de générer le vortex de fluide durant un temps quelconque, aussi longtemps que les moyens d'entraînement et l'unité hydraulique sont en action. Avantageusement, l'unité hydraulique permet de générer rapidement et efficacement la lame de fluide sur la paroi. En particulier, le vortex est apte à être généré en moins dune minute grâce au système selon l invention. Préférentiellement, le vortex est généré par le système selon l'invention durant au moins vingt minutes.

Avantageusement, la forme de paraboloïde de révolution de la paroi et le choix de la vitesse de rotation permettent de garantir la sécurité et l'intégrité des spectateurs durant le fonctionnement du système selon l'invention. En particulier, le design de la paroi permet de compenser les composantes de la force de pesanteur et de la force centrifuge parallèles à la paroi, de sorte que la lame de fluide reste en contact avec la paroi.

Préférentiellement, le paraboloïde de révolution est obtenu par une révolution d'une parabole d'équation d'une parabole d'équation r² + z₀

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- 5 autour de l'axe avec :

• z une coordonnée le long de l'axe ;

• z₀ une coordonnée fixée le long de l'axe ;

• ω la vitesse de rotation exprimée en radians par seconde ;

• g l'accélération de la pesanteur ;

• r une coordonnée le long d'un autre axe perpendiculaire à l'axe.

En particulier, cette équation décrit une fonction de variable r et d'image z dont le graphe est une parabole dans le plan porté par l'axe et l'autre axe. Une rotation de cette parabole autour de l'axe définit alors un paraboloïde de révolution. Le nombre z₀ est un paramètre fixé qui définit la hauteur minimale d'un point du paraboloïde de révolution le long de l'axe, c'est-à-dire le point extrémal inférieur du paraboloïde de révolution. Le nombre g est bien connu d'un homme du métier. Il prend typiquement la valeur arrondie 9,81 sur Terre lorsqu'il est exprimé en m/s². Le nombre ω est, quant à lui, donné par la vitesse de rotation à atteindre exprimée en radians par seconde. Comme ce nombre, exprimé en tours par minute, compris entre 20 et 80, le coefficient (2^)^_1ω² est compris entre 1/5 et 18/5, préférentiellement entre 1/4 et 7/2. La valeur de ce coefficient du terme en r², et donc l'allure de la parabole définissant le paraboloïde de révolution, dépendent par conséquent préférentiellement complètement de la vitesse de rotation.

La forme de la paroi selon ce mode de réalisation préféré de l'invention est telle que les composantes des forces de gravité et centrifuge parallèles à la paroi sont avantageusement compensées car l'équation du paraboloïde de révolution est définie en fonction de la vitesse de rotation.

Préférentiellement, la paroi consiste essentiellement en une portion d'une paroi plus grande consistant en une portion paraboloïde de révolution autour de l'axe défini par la révolution de la parabole d'équation susmentionnée pour z₀ < z < z₂ avec z₀ - z₂ compris entre 4 et 12 mètres. Dans le cas, la plateforme est située horizontalement à une hauteur z_A fixée

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- 6 le long de l'axe, comprise entre z₀ et z₂, et telle qu'un espace intérieur du paraboloïde compris entre les plans z = z₀ et z = z_A définisse un réservoir de fluide couplé de façon fluidique à l'unité hydraulique. L'unité hydraulique pompe alors du fluide présent dans le réservoir pour l'injecter sur la paroi, préférentiellement à la hauteur z_r. Le nombre z_r - z_Q, exprimé en mètres, est préférentiellement compris entre 1/2 et 5.

Avantageusement, l'unité hydraulique permet de choisir cette hauteur z_} comme étant inférieure à que ce qu'elle serait si le mouvement ascensionnel du fluide le long de la paroi n'était dû qu'au mouvement de rotation de la paroi. En effet, la quantité de fluide à contenir dans le réservoir est moindre dans le cas de la présente invention vu que le fluide est amené directement sur la paroi au moyen de l'unité hydraulique. Celleci est préférentiellement est configurée pour générer des conditions de vitesse et de pression de fluide au niveau de la paroi semblables à celles qui seraient obtenues par les moyens d'entraînement seuls, aptes à mettre en rotation une paroi d'un réservoir de fluide.

Préférentiellement, l'épaisseur de la lame de fluide est au moins localement uniforme, plus préférentiellement, globalement essentiellement uniforme. Préférentiellement, l'épaisseur de la lame de fluide est d'au moins cinq centimètres le long de la paroi et, plus préférentiellement, elle est essentiellement uniforme. La quantité de fluide qui est nécessaire pour obtenir cet effet occupe préférentiellement un volume compris entre cinq et dix mètres cubes.

Avantageusement, l'effet impressionnant du vortex de fluide est alors renforcé chez les spectateurs. Ceux-ci peuvent alors passer leurs mains au sein même du vortex afin de mieux percevoir le mouvement du fluide, et ce en toute sécurité.

Avantageusement, le système selon l'invention permet d'induire un sentiment de puissance de la nature, et plus particulièrement de l'écoulement d'un fluide, au sein des spectateurs. Il permet de créer un

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- 7 sentiment d'excitation et de magie physiquement impressionnant au sein des spectateurs placés au cœur du vortex de fluide.

Le système selon l'invention permet en outre de sensibiliser des humains à la nature et de réaliser à quel point celle-ci peut les dépasser. Ces humains peuvent être compris dans la pluralité de spectateurs ou dans d'autres humains extérieurs au système. Avantageusement, le système selon l'invention peut amener des humains à réduire des négligences environnementales d'origine humaine.

Préférentiellement, le fluide consiste en de l'eau.

Préférentiellement, le système selon l'invention comprend des moyens d'éloignement d'humains dans un voisinage extérieure à la paroi. Avantageusement, il s'ensuit une plus grande sécurité pour un public assistant à la génération d'un vortex de fluide à l'extérieur du système selon l'invention.

Préférentiellement, la paroi est constituée d'un matériau comprenant de l'acier inoxydable, et/ou du composite, et/ou de l'aluminium, et/ou du bois, et/ou du verre, et/ou de fibre de verre. Ce matériau de composition est préférentiellement léger, ce qui permet un transport plus aisé du système selon l'invention.

Préférentiellement, la paroi est continue. Préférentiellement, le système comprend une paroi finale surmontant la paroi. Cette paroi finale n'a pas nécessairement une forme de portion du paraboloïde de révolution de façon à constituer une barrière contre d'éventuel débordement du vortex de fluide au dessus de la paroi. Une meilleure intégrité des spectateurs est ainsi assurée lorsque le système est en action.

Préférentiellement, une portion d'une surface supérieure de la plateforme est une surface plane horizontale. Préférentiellement, le plus grand diamètre de la plateforme est compris entre deux et cinq mètres, plus préférentiellement entre trois et quatre mètres. La distance séparant un point arbitraire de la plateforme et un autre point arbitraire de la paroi est

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- 8 préférentiellement strictement positive. Préférentiellement, la plateforme est disposée au sein de l'espace intérieur du paraboloïde de révolution.

Le système selon la présente invention constitue un système particulier de génération d'un écran fluidique tournant autour de l'axe.

Dans le cadre du présent document, un « vortex de fluide » correspond préférentiellement à un tourbillon creux de ce fluide en écoulement à partir d'une base de fluide. À chaque instant de son existence, le vortex de fluide a préférentiellement une forme allongée essentiellement symétrique le long de l'axe et évasée en une portion extrémale éloignée de la base de fluide. Le vortex est préférentiellement compris dans un volume cylindrique allongé le long de l'axe.

Dans le cadre du présent document, les adjectifs « vertical » et « horizontal » ne sont pas limitatifs d'un choix de direction. Ils désignent préférentiellement respectivement une direction parallèle et une direction perpendiculaire à la pesanteur.

Dans le cadre du présent document, un « axe » définit à la fois une direction et un sens dans un espace. Préférentiellement, l'axe du système selon l'invention est orienté verticalement, du bas vers le haut.

Dans le cadre du présent document, une « longueur d'un objet mesurée le long d'un axe » désigne préférentiellement une longueur d'une projection l'objet sur l'axe, cette longueur étant la mesure de la distance euclidienne usuelle. En d'autres termes, cette longueur fait référence à la dimension de l'objet, par exemple, sa hauteur ou sa largueur, mesurée le long de l'axe.

Dans le cadre du présent document, un paraboloïde de révolution autour d'un axe est la surface obtenue par révolution d'une parabole autour de l'axe. Cette notion est connue d'un homme du métier. Un paraboloïde de révolution constitue un cas particulier de paraboloïde elliptique. Bien que l'invention soit décrite dans le cas où la paroi consiste en une portion d'un paraboloïde de révolution, elle peut être généralisée

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- 9 sans peine au cas où la paroi consiste en une portion d'un paraboloïde elliptique.

Dans le cadre du présent document, « l'espace intérieur » du paraboloïde de révolution est, préférentiellement, un espace inclus au dedans de la surface concave définie par le paraboloïde de révolution. Dans ce cadre, « la face intérieure » de la paroi est un bord de l'espace intérieure.

Dans le cadre du présent document, les « spectateurs » sont préférentiellement des humains ou des animaux.

Préférentiellement, la pluralité de spectateurs comprend au moins six spectateurs, préférentiellement au moins douze. Le système selon l'invention est apte à accueillir cette pluralité de spectateurs en les supportant sur la plateforme.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la longueur est plus grande qu'un double d'une distance séparant deux points antipodaux de la paroi, mesurée le long d'une droite parallèle à un plan tangent à la plateforme.

Avantageusement, l'impression de grandeur du vortex le long de l'axe par rapport aux spectateurs est amplifiée grâce à ce mode de réalisation préféré de l'invention. La taille de la plateforme mesurée le long de cette droite occupe préférentiellement plus de la moitié de la distance, plus préférentiellement, plus des trois quarts de la distance.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, une distance mesurée le long de l'axe, séparant un premier point de la paroi et un deuxième point de la plateforme, est plus petite que trente centimètres.

La distance mesure le long de l'axe est préférentiellement la valeur absolue de la composante selon l'axe du vecteur amenant le premier point sur le deuxième point. Préférentiellement, les spectateurs sont presque complètement entourés par la paroi. Préférentiellement, cette

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- 10 dernière comprend une bordure essentiellement elliptique surmontant et/ou entourant la plateforme sur un rayon de moins de trente centimètres.

Avantageusement, ce mode de réalisation de l'invention permet de générer un vortex de fluide à partir d'une hauteur essentiellement égale à celle à laquelle se trouve la plateforme le long de l'axe. L'apparition du vortex aux pieds même des spectateurs est alors d'autant plus magique et impressionnante.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le système comprend en outre une cuve :

• surmontée par la plateforme, • couplée de façon fluidique à l'unité hydraulique, et • agencée pour contenir une quantité du fluide comprenant le fluide amené par l'unité hydraulique lorsqu'elle est en action.

L'unité hydraulique selon ce mode de réalisation de l'invention pompe ainsi le fluide de la cuve et l'injecte sur la paroi en rotation pour former le vortex.

Préférentiellement, une surface intérieure de la cuve consiste en une portion de paraboloïde elliptique, plus préférentiellement, en une autre portion du paraboloïde de révolution. Une surface intérieure d'une autre forme, par exemple, une forme parallélépipédique, ne se départirait toutefois pas du cadre de l'invention. Préférentiellement, la cuve comprend une ouverture essentiellement recouverte par la plateforme.

Avantageusement, un faible volume intérieur de la cuve est suffisant pour le système. Ce volume intérieur est préférentiellement essentiellement égal au volume occupé par le fluide formant la lame de fluide recouvrant la paroi. Ce volume est préférentiellement compris entre cinq et onze mètres cubes, plus préférentiellement entre sept et neuf mètres cubes.

La cuve est préférentiellement remplie d'une quantité de fluide préalablement à la mise en action de l'unité hydraulique. Le fluide contenu

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- 11 dans la cuve est au repos et ne subit préférentiellement pas de rotation lorsque les moyens d'entraînement sont en action. La paroi et une paroi de la cuve sont préférentiellement disjointes.

L'unité hydraulique est préférentiellement située au niveau de la cuve et/ou surmontée par la plateforme. Avantageusement, les éléments techniques du système permettant la génération du vortex sont ainsi cachés de la vue des spectateurs, rendant l'apparition du vortex plus mystérieuse et impressionnante pour les spectateurs.

Préférentiellement, le système selon l'invention comprend des pales au niveau de la cuve aptes à changer une direction d'une projection de fluide du au moins un injecteur. Selon un mode de réalisation, les pales sont situées sous la plateforme, de façon avantageuse à ne pas être visibles pour un spectateur. Selon un autre mode de réalisation, les pales sont situées à proximité de la paroi. Préférentiellement, les pales consistent en des aubes d'une roue qui entoure une base de la plateforme. Plus préférentiellement, la roue est une roue à augets. Plus préférentiellement, la roue à augets est une roue d'une turbine Pelton.

En d'autres termes, et selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le système comprend en outre une roue mobile autour dudit axe comprenant une pluralité d'augets, chacun du au moins un injecteur étant configuré pour projeter du fluide selon une direction essentiellement horizontale sur au moins un des augets, ce dernier étant agencé pour dévier le fluide projeté dans une direction essentiellement verticale.

La forme des augets est bien connue d'un homme du métier et permet avantageusement de modifier une direction incidente horizontale d'une projection de fluide issue d'un injecteur en une direction de sortie essentiellement verticale et tangente à la paroi, de façon à récupérer une vitesse relative tangentielle le long de la paroi. Ainsi, le fluide injecté est

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- 12 entraîné par la paroi selon un mouvement de rotation et/ou ascendant, de façon à former le vortex de fluide.

Préférentiellement, la roue à augets comprend au moins un galet et/ou au moins un roulement pour la guider dans un mouvement autour de l'axe. Préférentiellement, la roue est couplée mécaniquement à la paroi.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'unité hydraulique comprend une pluralité d'injecteurs essentiellement disposés autour de l'axe, le long d'un anneau surmonté par la plateforme.

Avantageusement, davantage de fluide est ainsi amené en différents points de la paroi. La génération du vortex est alors plus fluide et homogène sur la paroi.

Avantageusement, les injecteurs sont dissimulés de la vue des spectateurs sous la plateforme, de façon à rendre l'apparition du vortex plus mystérieuse et impressionnante. Préférentiellement, les injecteurs sont essentiellement disposés symétriquement le long de l'anneau, ce dernier étant préférentiellement circulaire. Préférentiellement, l'anneau entoure une extrémité inférieure de la plateforme.

Préférentiellement, lorsque le système comprend une roue à augets mobile autour de l'axe tel que décrit ci-dessus dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'anneau et la roue sont concentriques et l'anneau est inscrit dans la roue, de façon à ce que chaque injecteur soit apte à faire face à un auget et/ou à projeter du fluide selon une direction définie par un rayon de la roue sur au moins un des augets.

Selon un mode de réalisation de l'invention, l'unité hydraulique comprend plusieurs injecteurs à des hauteurs différentes le long de l'axe pour amener du fluide en contact avec différentes portions de la paroi.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le système comprend en outre une unité de contrôle de l'unité hydraulique pour effectuer au moins une action parmi :

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- activer et/ou désactiver au moins une composante de l'unité hydraulique ;

- déterminer un débit du au moins un injecteur ;

- déterminer une vitesse d'injection du au moins un injecteur.

Avantageusement, cette unité de contrôle permet d'obtenir un grand nombre de variations possibles de mouvements de la lame de fluide et d'écoulement de fluide sur le long de la paroi. Il est en outre possible de créer des effets techniques de mouvement du fluide sur la paroi de façon à impressionner davantage les spectateurs. Ce résultat peut s'obtenir via l'activation et/ou la désactivation de certains injecteurs et/ou une modification du débit et/ou de la vitesse d'injection de certains autres injecteurs, lorsque le système comprend un anneau d'injecteurs tel que décrit précédemment. Préférentiellement, la au moins une composante est un ou plusieurs injecteurs.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le système comprend en outre un accès entre la plateforme et une zone extérieure au système.

Cet accès permet avantageusement aux spectateurs à la fois d'entrer et de sortir à n'importe quel instant de l'espace intérieur, en toute sécurité. En particulier, il permet une évacuation des spectateurs de la plateforme en cas de défaillance du système ou d'urgence vitale pour les spectateurs.

Selon un mode de réalisation, l'accès comprend un escalier en colimaçon surmonté par la plateforme et un passage sous la paroi. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'accès comprend une passerelle parallèle à la plateforme, à la même hauteur que la plateforme.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens d'entraînement comprennent :

- un moteur apte à fournir une puissance d'au moins 5 kW ;

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- au moins une courroie couplée au moteur pour mettre en rotation la paroi autour de l'axe ;

- au moins un galet et/ou au moins un roulement pour guider un mouvement de la paroi autour de l'axe.

Avantageusement, le moteur est apte à maintenir en rotation la paroi recouverte d'une quantité de fluide d'au moins dix centimètres d'épaisseur, et à permettre un recouvrement de la paroi par la lame de fluide en moins d'une minute, permettant ainsi une génération complète rapide du vortex. Le moteur est préférentiellement disposé de façon adjacente à la paroi.

Le au moins un galet et le au moins un roulement sont préférentiellement aptes à supporter de forte masses, préférentiellement des masses d'au moins cinq tonnes, plus préférentiellement des masses d'au moins dix tonnes. Préférentiellement, les moyens d'entraînement comprennent plusieurs galets et/ou roulements agencés pour garantir une stabilité du système selon l'invention lorsque le moteur est en action. Cette stabilité est particulièrement avantageuse compte tenu des masses de fluide importantes susceptibles d'être en rotation au sein de la cuve, à différents instants d'existence du vortex de fluide.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le système comprend en outre une unité de contrôle des moyens d'entraînement pour déterminer la vitesse de rotation de la paroi autour de l'axe.

Avantageusement, la proportion de la paroi recouverte par la lame de fluide peut ainsi être modifiée, prodiguant au vortex une taille et une épaisseur modulables pour impressionner et émerveiller d'autant plus les spectateurs. Combinée à une unité de contrôle de l'unité hydraulique, cette unité de contrôle des moyens d'entraînement permet de créer de nombreux et variés effets techniques d'écoulement de fluide sur la paroi.

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- 15 Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le système comprend en outre une unité d'éclairage de la paroi agencée pour émettre au moins une lumière d'intensité et de spectre prédéterminés.

Avantageusement, l'unité d'éclairage permet d'éclairer et de texturer le fluide en mouvement de façon à exacerber les sensations des spectateurs. Préférentiellement, l'unité d'éclairage est configurée pour plonger l'espace intérieur dans le noir préalablement à la génération du vortex et pour éclairer progressivement cet espace au fur et à mesure que la lame de fluide recouvre la paroi. Préférentiellement, l'unité d'éclairage est synchronisée avec les moyens d'entraînement. Préférentiellement, le système comprend une unité de détermination de l'intensité et du spectre.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le système comprend au moins une protubérance et/ou au moins une cavité au niveau de la paroi.

Avantageusement, la au moins une protubérance et/ou cavité permet de perturber le mouvement de rotation de la lame de fluide sur la paroi de façon à créer des effets techniques de mouvement du fluide. Préférentiellement, la au moins une protubérance et/ou une cavité surmonte les spectateurs de façon à éviter tout risque de blessure.

Selon un mode de réalisation de l'invention, la au moins une protubérance et/ou une cavité comprend un canal en spiral autour de l'axe le long de la paroi.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le système selon l'invention comprend une structure extérieure boulonnée qui est apte à supporter la plateforme et la paroi lorsqu'elle est recouverte par la lame de fluide. Préférentiellement, la structure extérieure comprend une pluralité de poutres apte à supporter un poids d'au moins dix tonnes et/ou force centrifuge d'au moins cinq mille pascals. Préférentiellement, la structure extérieure comprend un toit. Ce dernier est préférentiellement constitué de toile.

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- 16 Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, la paroi est constituée de plusieurs morceaux fixés ensembles de façon ce qu’elle soit essentiellement étanche au fluide. Ces morceaux sont agencés ensemble de façon à ce que la paroi puisse être aisément et rapidement montée et/ou démontée un grand nombre de fois. Préférentiellement, l’ensemble du système selon l’invention est constitué d’une pluralité d’éléments aptes à être assemblés, de telle façon que le système puisse être aisément et rapidement montée et/ou démontée un grand nombre de fois, en un lieu quelconque. Préférentiellement, le système ainsi démonté est apte à être contenu dans un containeur de dimensions homologuées par l’Organisation Internationale de Normalisation. En outre, l’invention propose également un tel containeur comprenant le système de génération de vortex de fluide. Avantageusement, ce dernier est facilement transportable localement et internationalement.

Le système selon l’invention est particulièrement adapté pour être disposé dans un hall d’entrée d’un bâtiment, une place publique, un lieu culturel et/ou un lieu de détente, tant en intérieur qu’en extérieur. En particulier, l’invention propose également un lieu culturel et/ou de détente comprenant le système de génération de vortex de fluide. Le lieu culturel est préférentiellement un théâtre. Le lieu de détente est préférentiellement un parc d’attraction.

Brève description des figures

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées parmi lesquelles :

- la figure 1 illustre une vue schématique d’un système de génération d’un vortex de fluide selon un mode de réalisation de l’invention ;

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- 17 - la figure 2 illustre une vue schématique d'une coupe d'un système de génération d'un vortex de fluide selon un mode de réalisation de l'invention.

Les dessins des figures ne sont pas à l'échelle. Généralement, des éléments semblables sont dénotés par des références semblables dans les figures. Dans le cadre du présent document, les éléments identiques ou analogues peuvent porter les mêmes références. En outre, la présence de numéros de référence aux dessins ne peut être considérée comme limitative, y compris lorsque ces numéros sont indiqués dans les revendications.

Description détaillée de modes de réalisation particuliers de l’invention

La présente invention est décrite avec des réalisations particulières et des références à des figures mais l'invention n'est pas limitée par celles-ci. Les dessins ou figures décrits ne sont que schématiques et ne sont pas limitants.

La figure 1 illustre une vue schématique d'un système 1 selon un mode de réalisation de l'invention. Une pluralité de spectateurs 5 sont supportés par une plateforme 4 disposée perpendiculairement un axe vertical Z le long duquel le système est apte à générer un vortex d'un fluide 3. L'axe Z est préférentiellement dirigé du bas vers la haut. La surface supérieure de la plateforme 4 est typiquement une surface plane. Le système comprend une paroi 2 étanche au fluide 3 dont la forme consiste essentiellement en un paraboloïde de révolution autour de l'axe Z tronqué à la fois supérieurement et inférieurement selon deux plans perpendiculaires à l'axe Z. La plateforme 4 est agencée dans un espace intérieure du paraboloïde de révolution, de façon à surmonter une cuve 6 dont le bord est disjoint de la paroi 2, de sorte que la cuve 6 et son contenu ne subissent aucun mouvement lorsque le système 1 est en action. Le volume intérieur de la cuve 6 correspond au volume total de fluide 3

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- 18 nécessaire pour créer une lame de fluide d'une épaisseur 31 entre cinq et dix centimètres sur toute la paroi 2, éventuellement augmenté d'un faible volume additionnel. La largueur maximale 22 de la paroi 2 est comprise entre 4 et 8 mètres, la longueur 21 de la paroi 2 mesurée le long de l'axe Z est comprise entre 4 et 8 mètres, la hauteur 23 de la cuve 6 mesurée le long de l'axe Z est typiquement comprise entre 1/2 et 3 mètres. La cuve 6 ne prend avantageusement pas beaucoup de place sous la plateforme 4, ce qui facilite l'installation du système 1. Des moyens d'entrainement sont compris dans le système 1 pour mettre en rotation la paroi 2 autour de l'axe Z. Une unité hydraulique 10 comprenant au moins une pompe et au moins un injecteur est agencée au système 1, préférentiellement au niveau de la cuve 6, pour amener du fluide 3 de la cuve 6 en contact avec la paroi 2, de façon à former une lame du fluide 3 de l'épaisseur 31 recouvrant toute la paroi 2 tel qu'il est expliqué dans le résumé de l'invention.

La figure 2 illustre une autre vue schématique d'une coupe du mode de réalisation illustré en figure 1, la coupe étant réalisée selon un premier plan comprenant l'axe Z, et selon un autre plan perpendiculaire à ce premier plan. La forme de la paroi 2 est purement schématique et ne représente pas clairement la forme en paraboloïde de révolution réelle de la paroi 2. La figure 2 illustre plus précisément les moyens d'entrainement comprenant un moteur 12 et une courroie 13 pour mettre en rotation la paroi 2 autour de l'axe Z, ainsi que des galets et/ou roulements 14 pour guider le mouvement de la paroi autour de l'axe Z. Le système 1 comprend un accès 9 muni d'un escalier en colimaçon entre la plateforme 4 et une zone extérieure au système 1. La cuve 6 comprend est de forme annulaire ayant une paroi 61 qui entoure une base de la plateforme 4 et qui se prolonge parallèlement à la paroi 6, le long d'une enveloppe 7, laissant un espace entre la paroi 6 et l'enveloppe 7 pour au moins un roulement et/ou galet 14, et/ou au moins un écoulement de fluide. Le système 1 comprend une unité hydraulique 10 au niveau de la cuve 6 munie d'au moins une

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- 19 pompe 15 et d'un anneau d'injecteurs 16 agencés pour entourer la base de la plateforme 4, et surmontés au moins partiellement par la plateforme

4. La au moins une pompe 15 pompe du fluide 3 de la cuve 6 jusqu'à un des injecteurs 16 qui projette ce fluide selon une direction horizontale, dans un sens allant de l'axe Z vers la paroi 2, de façon à ce que le fluide projeté heurte un auget 17 d'une roue à augets 11 entourant l'anneau d'injecteurs 16 et guidée par des roulements et/ou galets 14, cette roue et cet anneau étant disposés préférentiellement dans un même plan horizontal. Le fluide projeté horizontalement est ainsi dévié par l'auget 17 essentiellement verticalement et/ou tangentiellement à la paroi 2, et ensuite entrainé alors par la paroi 2 lorsque les moyens d'entraînement sont en action, et ce de façon à générer le vortex de fluide tel qu'il est exposé dans le résumé de l'invention. Du fluide 3 dévié verticalement et/ou tangentiellement par l'auget est susceptible de dépasser une bordure supérieure de la paroi 2 et de tomber dans l'espace entre la paroi 6 et l'enveloppe 7, pour être recueilli dans la cuve 6 agencée à cet effet. Le système 1 comprend également une unité d'éclairage 8 de la cuve fixée préférentiellement à une structure extérieure comprenant des poutres soutenant et structurant le système. L'unité d'éclairage 8 est agencée pour éclairer l'espace intérieur du paraboloïde et/ou la paroi 2 ainsi que pour texturer le mouvement du fluide 3 sur la paroi 2.

En résumé, l'invention concerne un système de génération d'un vortex d'un fluide 3 le long d'un axe Z comprenant : une plateforme 4 pour supporter des spectateurs 5 ; une paroi 2 en forme de paraboloïde de révolution ; des moyens d'entraînement pour mettre en rotation la paroi 2 autour de l'axe Z ; et une unité hydraulique 10 pour amener du fluide 3 en contact avec la paroi 2.

La présente invention a été décrite en relation avec des modes de réalisations spécifiques, qui ont une valeur purement illustrative et ne doivent pas être considérés comme limitatifs. D'une manière générale, il

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- 20 apparaîtra évident pour un homme du métier que la présente invention n'est pas limités aux exemples illustrés et/ou décrits ci-dessus. L'invention comprend chacune des caractéristiques nouvelles ainsi que toutes leurs combinaisons.

Dans la cadre du présent document, les termes « premier », « deuxième », « troisième » et « quatrième » servent uniquement à différencier les différents éléments et n'impliquent pas d'ordre entre ces éléments. L'usage des verbes « comprendre » , « inclure », « comporter », ou toute autre variante, ainsi que leurs conjugaisons, ne peut en aucune 10 façon exclure la présence d'éléments autres que ceux mentionnés.

L'usage de l'article indéfini « un », « une », ou de l'article défini « le », « la » ou « l' », pour introduire un élément n'exclut pas la présence d'une pluralité de ces éléments.

Claims (15)

1. Système (1 ) de génération d'un vortex d'un fluide (3) le long d'un axe (Z) vertical et comprenant :

- une plateforme (4) essentiellement horizontale configurée pour supporter des spectateurs (5) ;

- une paroi (2) :

• essentiellement étanche audit fluide (3), • allongée symétriquement le long dudit axe (Z), • surmontant essentiellement ladite plateforme (4), • d'une longueur (21) mesurée le long dudit axe (Z) d'au moins quatre mètres, • consistant en une portion d'un paraboloïde de révolution autour dudit axe (Z), • pour entourer au moins partiellement lesdits spectateurs (5) lorsqu'ils sont supportés par ladite plateforme (4) ;

- des moyens d'entraînement (12, 13, 14) pour mettre en rotation ladite paroi (2) autour dudit axe (Z), à une vitesse de rotation comprise entre vingt et quatre-vingt tours par minute ;

- une unité hydraulique (10) comprenant au moins une pompe (15) et au moins un injecteur (16) pour amener dudit fluide (3) en contact avec ladite paroi (2), dans un espace intérieur dudit paraboloïde de révolution ;

de façon à former une lame dudit fluide (3) d'une épaisseur (31) d'au moins un centimètre recouvrant ladite paroi (2).

2. Système (1) selon la revendication précédente caractérisé en ce que ladite épaisseur (31) est essentiellement uniforme et plus grande que cinq centimètres le long de ladite paroi (2).

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3. Système (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite longueur (21) est plus grande qu'un double d'une distance séparant deux points antipodaux de ladite paroi (2), mesurée le long d'une droite parallèle à un plan tangent à ladite plateforme (4).

4. Système (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'une distance séparant un premier point de ladite paroi (2) et un deuxième point de ladite plateforme (4), mesurée le long dudit axe (Z), est plus petite que trente centimètres.

5. Système (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit paraboloïde de révolution est obtenu par une révolution d'une parabole d'équation ^z= fe) ^r2+z° autour dudit axe (Z) avec :

• z une coordonnée le long dudit axe (Z) ;

• z₀ une coordonnée fixée le long dudit axe (Z) ;

• ω ladite vitesse de rotation exprimée en radians par seconde ;

• g l'accélération de la pesanteur ;

• r une coordonnée le long d'un autre axe perpendiculaire audit axe (Z).

6. Système (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend en outre une cuve (6) :

• surmontée par ladite plateforme (4), • couplée de façon fluidique à ladite unité hydraulique (10), et

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- 23 • agencée pour contenir une quantité dudit fluide (3) comprenant ledit fluide (3) amené par l'unité hydraulique (10) lorsqu'elle est en action.

7. Système (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ladite unité hydraulique (10) comprend une pluralité d'injecteurs (16) essentiellement disposés autour dudit axe (Z), le long d'un anneau surmonté par ladite plateforme (4).

8. Système (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend en outre une roue mobile (11) autour dudit axe (Z) comprenant une pluralité d'augets (17), chacun dudit au moins un injecteur (16) étant configuré pour projeter dudit fluide (3) selon une direction essentiellement horizontale sur au moins un desdits augets (17), ce dernier étant agencé pour dévier selon une direction essentiellement verticale ledit fluide (3) projeté.

9. Système (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend en outre une unité de contrôle de ladite unité hydraulique (10) pour effectuer au moins une action parmi :

- activer et/ou désactiver au moins une composante de ladite unité hydraulique ;

- déterminer un débit dudit au moins un injecteur (16) ;

- déterminer une vitesse d'injection dudit au moins un injecteur (16).

10. Système (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend en outre un accès (9) entre ladite plateforme (4) et une zone extérieure audit système (1).

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11. Système (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que lesdits moyens d'entraînement comprennent :

- un moteur (12) apte à fournir une puissance d'au moins 5 kW ;

- au moins une courroie (13) couplée au moteur pour mettre en rotation ladite paroi (2) autour dudit axe (Z) ;

- au moins un galet et/ou au moins un roulement (14) pour guider un mouvement de ladite paroi (2) autour dudit axe (Z).

12. Système (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend en outre une unité de contrôle desdits moyens d'entraînement pour déterminer ladite vitesse de rotation de ladite paroi (2) autour dudit axe (Z).

13. Système (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend en outre une unité d'éclairage (8) de ladite paroi (2) agencée pour émettre au moins une lumière d'intensité et de spectre prédéterminés.

14. Système (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend au moins une protubérance et/ou au moins une cavité au niveau de ladite paroi (2).

15. Lieu culturel et/ou de détente comprenant le système (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes.