WO1999047761A1 - Structure architecturale orientable - Google Patents

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WO1999047761A1
WO1999047761A1 PCT/FR1999/000611 FR9900611W WO9947761A1 WO 1999047761 A1 WO1999047761 A1 WO 1999047761A1 FR 9900611 W FR9900611 W FR 9900611W WO 9947761 A1 WO9947761 A1 WO 9947761A1
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WO
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envelope
fluid
architectural structure
ballast
structure according
Prior art date
Application number
PCT/FR1999/000611
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-Noël PIGOUT
Jean Berland
Original Assignee
Pigout Jean Noel
Jean Berland
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pigout Jean Noel, Jean Berland filed Critical Pigout Jean Noel
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Priority to AU28420/99A priority patent/AU2842099A/en
Publication of WO1999047761A1 publication Critical patent/WO1999047761A1/fr

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H3/00—Buildings or groups of buildings for public or similar purposes; Institutions, e.g. infirmaries or prisons
    • E04H3/10—Buildings or groups of buildings for public or similar purposes; Institutions, e.g. infirmaries or prisons for meetings, entertainments, or sports
    • E04H3/14—Gymnasiums; Other sporting buildings
    • E04H3/16—Gymnasiums; Other sporting buildings for swimming
    • E04H3/165—Gymnasiums; Other sporting buildings for swimming having movable parts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/343—Structures characterised by movable, separable, or collapsible parts, e.g. for transport
    • E04B1/346—Rotary buildings; Buildings with rotary units, e.g. rooms

Definitions

  • the present invention relates, as a new industrial product, to an architectural structure which is orientable by rotation about its vertical axis and / or a horizontal axis thanks to a float system placed in a fluid bed housed in a flotation capacity. .
  • Prior art
  • EP-A-0041462 describes a structure resting on a fluid bed of large dimensions which does not ensure the stability and the maintenance of said structure.
  • the known orientable and habitable structures implement conventional constructive arrangements, with wheels or bearings, gears, motors, metal guide rails and additional supports.
  • Such devices are delicate and expensive because of the large dimensions of the building; they generally remain complex, fairly unreliable and their use is limited because of the potential bodily dangers they present to users.
  • the maintenance of this type of device is relatively expensive and delicate because it requires specialized polytechnic means.
  • the heterogeneity of the technical solutions, the technological multiplicity of the constructive arrangements are factors which reduce the value of the equipment in terms of performance / cost ratio. - 2 -
  • an orientable architectural structure which is characterized in that it comprises:
  • (C) at least one drive means 26 making it possible to ensure the rotational movement, the guiding, the stabilization and the maintenance in position of the enclosure 1 / peripheral float 2 assembly with respect to said fluid bed 3 of said capacity flotation 4.
  • This architectural structure further comprises: D) at least one device 27 for acquiring and processing climatic and atmospheric measurements from sensors 30, and for controlling said device 26 according to the program of use, parameters related to the operation and user selection criteria. - Dream description of the drawings
  • Figure 1 is a schematic sectional view of the architectural structure according to the invention in the form of a dome, where the outer envelope rotates on itself along a horizontal axis and a vertical axis floating on a liquid fluid and is guided at its periphery;
  • Figure 2 shows a structure similar to that of Figure 1 and forms a removable pool cover;
  • - 3 -
  • Figure 3 shows the structure of Figure 2 tilted in the open position
  • Figure 4 shows another variant of the structure of Figure 1 which has a sealed floor integral with the envelope;
  • Figure 5 shows another variant of the structure of Figure 1 and has a capacity in the form of a circular crown
  • Figure 6 shows a variant of the structure of Figure 5 and includes an orientable interior flap wall
  • FIG. 12 shows a model provided for making domes of buildings
  • FIG. 13 shows a hemispherical shape model 1
  • - Figure 14 shows a hemispherical shape model 2
  • - Figure 15 shows a model of spherical shape 1
  • FIG. 17 shows a model of ovoid shape
  • FIG. 18 and 18a show an architectural ensemble made up of six hemispherical structures assembled; - Figures la to 6a are enlargements illustrating the arrangement of the floats in the fluid bed of Figures 1 to 6 corresponding. Detailed description of the invention
  • the envelope of the architectural structure according to the invention which is light, is self-supporting. That is to say that it supports and resists its weight at least, without deforming.
  • the architectural structure according to the invention further comprises at least one partition 5 disposed in the vicinity and facing the envelope 1, said partition 5 being total and partial and capable of being movable in rotation with or independently of said envelope, said partition 5 can also (i) be located outside or better inside the envelope 1 and (ii) rest on a peripheral float 6 secured to its lower base and immersed in said fluid 3 housed in said capacity buoyancy 4 and driven by said drive means 26.
  • the partition 5 is disposed inside the envelope 1 and is mounted around the axis of revolution of said envelope by - 4 -
  • the architectural structure may further include a convertible and habitable floor 8, said floor 8 being able to form a floating floating platform having at its center a guide assembly comprising a pivot axis 12 which can maintain the floating structure and allow the passage of cables and other flexible pipes 13 connected to a technical unit 14, a rolling system and axial guide 17 consisting of floating and rigid rollers arranged in a crown in a bearing 16 integral with said floor 8, in order to contribute to the best possible maintenance of the horizontal attitude of the floating assembly and cancel any other parasitic movements such as roll and pitch.
  • a convertible and habitable floor 8 said floor 8 being able to form a floating floating platform having at its center a guide assembly comprising a pivot axis 12 which can maintain the floating structure and allow the passage of cables and other flexible pipes 13 connected to a technical unit 14, a rolling system and axial guide 17 consisting of floating and rigid rollers arranged in a crown in a bearing 16 integral with said floor 8, in order to contribute to the best possible maintenance of the horizontal attitude of the floating assembly and cancel any other parasitic movements such as
  • the architectural structure is such that the casing 1 and the wall 5 are fixed to float-ballasts 2, 18 selectively wholly or partly filled or emptied of a fluid in order to shift the center of gravity of the assembly thus formed and therefore tilting it around a horizontal axis in a basin 4b filled with the fluid 3, which basin has a shape complementary to that of the casing 1 to guide and stop the tilting movement in abutment at the bottom of the basin on a pivot 19.
  • the casing 1 and the ballast floats 2, 18 can rotate around their axis of rotation V once inclined by filling and emptying means alternately and this, in a direction of choice, according to the filling order and emptying of said successive ballast floats, the assembly being implemented and controlled by the piloting device to which is added an aeraulic sensor and actuator element 20, integral with said architectural structure, said element contributing to orientation and stabilization of said architectural structure by weather vane effect or by position control.
  • the driving in horizontal and vertical rotation of the envelope 1 is carried out by a system 21 for pumping and transferring the flotation or ballasting fluid which comes to suck said fluid from one side (A) to reject it on another side (B) or, to reverse the direction of rotation which sucks the fluid on one side (C) and reject it on the other side (D), or else for a bottom drive at the top following (E) towards (F), or for a drive from top to bottom following (G) towards (H), the selection of the direction of the drive being fixed, and the circulation of the fluid being both controlled at using distributors 22 and combined valves 23.
  • the flotation and drive fluid is type suitable for general local climatic conditions, in particular for hot or cold countries, and in that said fluid is used in a closed circuit, so as to circulate entirely in the buoyancy capacity 4 acting in this case as a reservoir and in floats consisting of ballast tanks 2, 6, with the advantage that once the tanks 2, 6 are full, the envelope of the attached structure is ballasted while immobilizing on the fixed part of the buoyancy capacity 4 , a flexible seal being provided to protect the space between the tank capacity 4 and the top of the ring of ballast tanks.
  • the architectural structure preferably comprises an automated float-ballast system making the operation of the casing 1 and partition 5 and the elements attached thereto completely autonomous, said float-ballast system being composed of a ballast tank 2, 6, of the set 21 of pumping and filters, valves 22 and 23, integrated into casing 1 or walls 5, 8 and 10, causing the necessary fluid transfers, depending on the environmental conditions, all constituting a set of bionic architecture which reacts to its environment to give maximum safety and comfort to its users and whose operation, monitoring can be done locally or remotely.
  • the envelope 1 can be made up of light, nestable and removable elements, as well as the fluid channel forming the flotation capacity for ballast floats 2, 6 arranged in a crown, said assembled light elements constitute the protective envelope and the self-supporting interior walls of the structure.
  • the present invention therefore provides a habitable structure, or any other architectural building, the protective envelope and the interior walls of which are light, self-supporting, removable and have a geometric axis of revolution.
  • the invention is such that the proposed architectural structure is provided at least all of the following essential and consistent properties:
  • the overall structure may not necessarily include platform, floor or ground and therefore simply be devolved to a shelter or protection function around the casing space it or protect while being able to rotate around this space or to move according to combined movements of translation and rotation relative to this space;
  • the assembly is capable of moving on an appropriate fluid bed, under the control of the associated device also relating to the invention, which - 6 -
  • the structure is formed of an outer envelope movable in rotation around a geometric axis of revolution but it is specially designed to house an interior space which can remain fixed relative to the ground or protect a platform secured to the ground;
  • the structure may include other interior walls or autonomous platforms fixed or movable with respect to the exterior envelope or with respect to the ground, which platforms or walls, if they are movable and of suitable shape, can be move or rotate by floating on a fluid bed;
  • the outermost platform of the structure if this structure has any, can be kept fixed with respect to a geodesic point or else remain fixed with respect to the architectural ensemble on which it rests, as is the case for most applications but said platform is designed to be able to move itself by floating on a fluid bed while supporting all of the elements of the fixed or mobile outer envelope and all the other walls, partitions and floors fixed or mobile interiors.
  • the architectural structure according to the invention is a device which does not have the drawbacks of known devices and which provides very superior or new characteristics compared to those of conventional embodiments by greater ease of overall construction, and true mobility of its installation.
  • the lightness of the envelope and the modularity of all the structural elements are logistics and manufacturing criteria which favor prefabrication outside the construction site.
  • such criteria allow installation and dismantling on sites where conventional constructions are not suitable and whose disassembly is impossible, slow and destructive or very expensive.
  • the architectural structure of the present invention allows the lift, the displacements, the maintenance in position of the structure by using specific materials of very high performance, with properties and by implementing a set of coherent, reliable and efficient techniques to carry out the training of moving parts and control of movements.
  • the present invention gives all the innovative features in the construction of buildings with domes, housing, hotels, space - 7 -
  • the architectural structure is equipped with its own lift and drive device on a fluid plane or in a flotation capacity containing a suitable liquid or fluid.
  • the structure and the device associated with it which are described and presented here, are an improvement on the invention which is the subject of the patents cited above.
  • a notable improvement lies in that the fluid bed can be used as material providing an effective seal between the interior and exterior of the space or loft space, naturally opposing the passage of undesired particles, substances or organisms living harmful or dangerous.
  • the protective envelope of the architectural structure is light, orientable and mobile on an appropriate fluid bed (simple liquid like water or a composite fluid (or multiphase if necessary).
  • the structure can have the property of being submerged or floating in whole or in part in a capacity filled with liquid
  • the protective envelope of the architectural structure can move to be located inside or outside a living space. habitable assembly capable of moving itself in rotation and in translation relative to a fixed point on the ground or on a platform, within the limits of the field of trajectories authorized by the shape and the proper dimensions of the capacity containing the liquid waterline.
  • the assembly is driven, piloted and guided in its movements by a hydraulic or mechanical action device, the control of which can be manual or automated or manual and controlled.
  • the guidance and the maintenance in the desired position are obtained, on the one hand, thanks to a device integrated into the entire structure and, on the other hand, by - 9 -
  • the guide device authorizes for each movable element rotational movements, translational movements and movements of the assembly which combine rotations and translations.
  • the moving assembly can be piloted partially or entirely by the implementation of the systemic provisions which comprise the piloting device and which implement or ensure the enslavement of the position of speed and acceleration, on the desired trajectory.
  • the walls of the capacity are in this case the physical limits of the movement gauge, the walls of the capacity act as physical or mechanical stops.
  • the adjustable structure envelope on the one hand and auxiliary walls, like the shutter can cover all or part of the living space.
  • the envelope or the auxiliary walls are supported or fixed on at least one flotation element in the form of a reservoir peripheral to the structure, which element allows the assembly to which it is linked to sustain itself either by floating in the liquid, or by laying or anchoring on a solid wall like that of the capacity containing the flotation liquid.
  • the ascent or descent of the assembly to which the tanks are linked is ensured either by a variable ballast device obtained by filling the tanks more or less, or by adjusting the water level in the flotation capacity, when the application requires it.
  • the emptying of the buoyancy capacity allows the entire structure to land and remain fixed at the bottom of the tank, by its own weight which in this case is no longer compensated by the pushing force d 'Archimedes.
  • the flotation device can consist of several ballast tanks arranged in a crown and called “floats-ballasts" which can be partially filled with liquid and allow the action of gravity forces to tilt said "floats- ballasts ”, which thus entail the structural envelope to which they are linked.
  • the “ballast floats” partially filled with liquid can be rotated on themselves or in translation by displacement of the fluid mass contained in the flotation capacity (effect - 10 -
  • a little liquid remaining in the flotation capacity acts as a fluid seal which ensures the seal between the inside and the outside of the structure.
  • a multiphase fluid such as water and fine sand
  • This fluid transfer method is in particular more suitable for installations in hot or cold countries because it can be carried out in a closed circuit by means of a circulation pumping device which can also be implemented for other uses.
  • protection is provided by a flexible joint cover wall, thereby making it possible to isolate the space between the walls of the tank and the top of the “ballast floats”.
  • the movements are then limited only by constraints external to the device described, such as the passage of electrical conduits, pipes, and other connections to various networks.
  • an air flow element is attached to the envelope outside thereof, which element is placed at the top of the assembly after the tilting operation in order to thereby create a natural weather vane effect which l action is used to optimize the positioning of the structure so as to provide it with minimal wind resistance.
  • This set finds its natural mechanical balance by placing itself in the axis of the wind.
  • the main envelope of the structure with its “ballast floats” can be completed by a watertight platform acting as a floor or interior floor, which platform allows the assembly thus formed with the other envelopes of the structure float freely in rotation and move horizontally on a liquid plane (a natural body of water or a basin for example).
  • a watertight platform acting as a floor or interior floor, which platform allows the assembly thus formed with the other envelopes of the structure float freely in rotation and move horizontally on a liquid plane (a natural body of water or a basin for example).
  • the "ballast floats", at least three, are more or less filled with liquid manually or automatically, in order to precisely adjust the horizontality and the suitable trim after the installation of the furniture and interior equipment fixed and adapted to the use of the living structure thus constituted.
  • This adjustment is made possible and easy due to the very low weight of the self-supporting envelope formed.
  • the possibility of giving floors a natural slope of low value in a chosen and variable direction provides many advantages for the flow of cleaning fluids and the drying of interior floors or for performing the evacuation of overflow in an adequate direction of a capacity integral with the floor.
  • This floating assembly with a central pivot assembly fixed to the bottom of the flotation capacity or of the water basin (or other fluid).
  • Said central pivot whose axis coincides with the geometric rotation axis of the structure may comprise a cylindrical guide ring provided with floating cylindrical sleeves placed vertically constituting the equivalent of a rolling giant needle between the fixed pivot and the central bearing secured to the floating platform.
  • This constructive arrangement of the central pivot will on the one hand mechanically improve the stability of the horizontal attitude of the floating structure, eliminate the parasitic effects of rolling and pitching caused by the movements of the fluid and on the other hand allow the passage of cables and other flexible pipes connected to a technical unit located outside the structure.
  • An outer casing resting on floats or “ballast floats” and rotating on itself, can be added around the assembly to increase the positioning combinations in rotation with climatic protection and safety.
  • a pump with filter and several solenoid valves have a combined operation in order to obtain all the fluid displacements necessary to move the envelope of the structure with all the possibilities required depending on the applications, namely:
  • ballasting floats which are more or less filled with water (or other fluid)
  • the pump and distribution valve assembly described above can be installed on one of the “ballast floats” and supplemented by:
  • a meteorological center distributed on the outer envelope comprising sensors indicating the wind direction and speed, a temperature sensor, a rain sensor, or a simple rain detector, - a solar panel integrated in the outer envelope associated with battery cells for energy storage,
  • the device for driving in horizontal translation or in rotation about a vertical axis which can be carried out using a device external to the assembly to be moved by artificially creating in the flotation fluid a carrier current directed by a pump flow, which current causes the floats and the movable structure in the same direction as the current that can also be reversed by reversing the direction of fluid flow through a set of distribution valves controlled remotely or - 13 -
  • the pumping and distribution device also allows the transfer of the entire fluid between the flotation capacity and an external reservoir to the mobile assembly or external to the flotation capacity.
  • the whole described here constitutes a set of bionic architecture which reacts to its environment and shelters its occupants at best from aggressions and solicitations from it.
  • This assembly is capable of being piloted and controlled remotely from information captured in the environment as in the atmosphere covered by the entire construction, from commands supplied to it by a set of programs and operating instructions.
  • the control unit has a bidirectional communication link, hardware or immaterial, to connect to a remote programming module, to a microcomputer allowing to monitor and secure the installation and to adjust the parameters with the flexible and versatile means of suitable and very simple to use software which also contributes to the operational safety of the equipment.
  • Remote control and monitoring are also possible due to the existence of this type of link which allows a maintenance operator to remotely check the entire installation and a user to operate and monitor the system either in local mode with a wireless remote control, or at long distance via public or private telecommunication networks.
  • a home protection and surveillance, alarm and burglar alarm system can be added to the above set.
  • the assembly described above is intended to be entirely dismountable and transportable, including the elements which constitute the flotation capacities, as well as the "floats-ballasts".
  • the set is prefabricated and can be delivered as a kit for quick and easy assembly.
  • the envelope 1 of FIGS. 1 to 7 rests on a float element 2 itself placed on a fluid bed 3, or basin, or swimming pool. - 14 -
  • the envelope 1 can thus rotate on itself around its vertical axis.
  • This envelope is light and formed for this model, with self-supporting elements in the form of spherical triangles which assemble as shown in Figures 10 and 11.
  • the triangles 33 allow to form pentagons 35, their mass is about 20 Kg.
  • the triangles 34 make it possible to constitute hexagons 36, their mass is approximately 25 Kg They are made with composite materials which constitute an outer skin, They can include reinforcements on the sides, with reservations for passing cables and conduits in the structure thus formed.
  • the materials of the external envelope can be determined from intrinsic properties or selected for their specific powers suitable for use which would allow: a) either to constitute around the internal space a kind of shell environmental and selective protection against different types of parasitic or harmful phenomena, b) either to prepare or condition the interior atmosphere for the purpose of comfort or comfort or else for the purpose of specific utility, by variable and adapted filtration spectral components of the energy flows, c) either to filter or to stop incoming or outgoing elements through the interface that constitutes one or more of the fixed or mobile walls.
  • the materials can be chosen according to the desired effect in order to ensure, without this being limiting or by way of example, the following effects:
  • a shutter wall 5 of the same shape as that of the outer envelope 1 can be formed to be placed inside of it, and according to the same principle of assembly.
  • the elements that make up this shutter wall are even lighter than those of the main envelope. They do not necessarily have a composite outer skin.
  • FIG. 1 illustrates the fundamental principle of the implementation of the device - 16 -
  • the structure 1 rests on a floating device 2 on a fluid bed 3.
  • the structure is guided in rotation and in translation by the guide wall 4a.
  • the liquid crown 3 is contained in a capacity 4a of FIG. 1 which, in the case of a structure which has only one movable wall, becomes a pipe 4e shown in FIG. 5 and which becomes a double pipe 4f shown in FIG. 6, to allow independent rotation of the outer casing 1 and of a movable wall-flap 5.
  • the wall-flap 5 may cover only a fraction of the surface of the structure, which can lead to provide a pivot 9 as a fulcrum and guidance, or rotation, on the top of the envelope 1.
  • This wall-flap 5 has its own floats 6 and if necessary, a partition 7 in the flotation capacity, to perfect displacement and guiding in rotation independently for each element.
  • the main envelope 10 can always include the float elements 2 but preferably used in ballast mode.
  • This main envelope and the “ballast floats” are closed at their base by a waterproof floor 8 which allows the entire habitable structure thus formed, to float in a 4d basin.
  • the floating assembly thus formed may also include an outer envelope 1 resting on its own floats 11, which allows all the possible combinations of positioning of the two envelopes in rotation independently of one another, for ideal sunshine, the ideal view, climate protection and favor the capture of natural energy and thus make maximum savings in terms of energy cost.
  • ballast floats 15 or attached ballasts allow, by filling with water (or other fluid), manually or automatically, to correct the horizontal attitude of the floating structure to compensate for the weight of the fittings and furniture put in place that can be distributed anywhere on the waterproof floor surface.
  • the floating structure can be maintained in a horizontal plane, around its central pivot 12 by a rolling system and axial guide 17 consisting of floating and rigid rollers of plastic materials, arranged in a crown in the bearing 16 secured to the floor.
  • This assembly thus constituted acts as a mechanical needle bearing whose lubrication; the vibration damping and the sealing of the joint are produced naturally by the fluid of the floating capacity of the basin.
  • Such an attractive and inexpensive solution is particularly simple to maintain, even negligible.
  • the giant floating needles are immersed at approximately 4/5 th of their height and can be extracted and put in place easily from above.
  • this rolling device is to complete the stabilization system of the horizontal attitude described above, in order to eliminate rolling and pitching and parasitic vibrations caused by the wind and the possible movements of the carrier fluid, in order to to ensure maximum comfort for the inhabitants of the structure and to simplify the constructive measures aimed at fulfilling the functions of holding in position and stabilization.
  • FIGS 2 and 3 illustrate a particular and original use of the floating envelope 1 fixed on "ballast floats" 2 which can be either empty or filled with water on a semi-crown.
  • the envelope is movable in rotation around its vertical axis as described above.
  • the pivot 19 is arranged at the bottom of the basin to serve as a stop and guide for the rotation of the envelope around the axis V, in the uncovered position.
  • the aeraulic element for use of a vane 20 appears on the top - 18 -
  • the envelope in tilted position to facilitate its orientation in the wind axis with a minimum wind resistance.
  • the envelope tilts slowly because of the resistance offered by the water in the basin to return to its original place after lull.
  • the envelope In case of strong winds, the envelope must be able to close on its own or not to open. This open envelope in good weather also serves as wind protection for users of the pool.
  • thermo-acoustic insulating materials To further optimize the use of this envelope, it is planned to build it with part of the glazed surface and with the other part of the surface in solid elements with thermo-acoustic insulating materials.
  • An additional interior envelope comprising the equivalent of the glazed surface of the main envelope, constructed of insulating materials, on "ballast floats", and supported by a pivot at the top, completes the habitable complex.
  • FIGS. 7, 8, 9 illustrate one of the possible drive systems 26 making it possible to carry out the displacements of the floating structures described above from a “float-ballast” 2, 6 specially equipped and dedicated to the function of training.
  • the drive system 26 makes it possible to move the entire structure from bottom to top and vice versa, or - 19 -
  • the envelope associated with the drive system 26 incorporates the following devices:
  • various sensors 30 for measuring the climatic conditions and the ambient conditions in the structure; these sensors are connected to the piloting and control device 27, which acquires and processes the measurements and controls the actuator devices of the system for maintaining and moving the entire structure, according to the use program and operating parameters and user selection criteria; a group of solar panels 24 and a storage battery 29 dedicated to storing the energy necessary for the operation of the assembly;
  • the shell can also be incorporated, if necessary, other sensor devices and actuators connected to the microprocessor dedicated to the security and monitoring of operation of mobile structures, the anti-intrusion and anti-intrusion, and protection of the building itself and its annexes;
  • a man-machine interface “HMI” desk 31 can be remote to allow the user to program the system and to remote control it via a hardware or immaterial communication link 32; in addition, via the device 31, the device 27 comprises at least one bidirectional communication link between the control device and an external network provided for programming or remote control and remote monitoring purposes;
  • a universal computer 25 (of the “PC” type for example) equipped with installation-specific software also makes it possible, locally or remotely, to program, supervise, memorize, restore, all the information for - 20 -
  • a second inner casing or movable partition can be connected to the same system to further improve performance.
  • kits which result from the implementation of the invention are provided.
  • a complete kit includes:
  • the envelopes produced with the kit are spherical in shape with an outside diameter of 9.50 meters, a thickness of 15 cm, and an inside useful diameter of 9 meters.
  • FIG. 12 shows the buoyancy capacity in section along a vertical plane and indicates at 12a the proportions adapted to each of the models presented in this description.
  • Dome-shaped model 1 The main characteristics of the models are given below.
  • Figure 12 Dome-shaped model 1:
  • Figure 15 Model in the shape of a sphere 1: External height of the base 8.20 m
  • FIG. 17 illustrates other possibilities of realization for larger ovoid structures which can be developed later by extrapolating the validated data for the structures in spherical domes.
  • FIGS. 18 and 18a relating to a construction suitable for a collective space on the ground or for a building roof.
  • the outer envelopes are fixed and have two glazed surfaces facing each other with an inner flap wall that can be rotated 360 °. The area covered for this

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Abstract

La présente invention concerne une structure architecturale orientable caractérisée en ce qu'elle comprend: (A) au moins une enveloppe (1), qui est légère, à une surface géométrique de révolution, est susceptible d'être mobile en rotation autour de son axe vertical de révolution et/ou d'un axe horizontal et dont l'intérieur délimite un espace pouvant être habité ou aménagé; et (B) au moins un flotteur périphérique (2) supportant ladite enveloppe (1) et solidaire de celle-ci au niveau de sa base, et plongeant dans un lit fluide (3) logé dans une capacité de flottaison (4).

Description

STRUCTURE ARCHITECTURALE ORIENTABLE
Domaine de l'invention
La présente invention a trait, en tant que produit industriel nouveau, à une structure architecturale qui est orientable par rotation autour de son axe vertical et/ou un axe horizontal grâce à un système de flotteur placé dans un lit fluide logé dans une capacité de flottaison. Art antérieur
On connaît de WO-A-86/02118 (et des brevets délivrés EP-B-0195795 et US-A-4724645 en résultant) une structure architecturale susceptible d'être habitée et comprenant (i) une enceinte extérieure susceptible d'être mobile le long d'un système de roulement sur rail autour de son axe vertical, et (ii) une ossature fixe, logée dans l'espace intérieur de ladite enceinte et susceptible d'être aménagée et habitée. L'inconvénient d'une telle structure réside dans le fait que le système de roulement sur rail peut se bloquer eu égard aux variations climatiques ambiantes (notamment par la chaleur ou le gel) et à l'usure.
On connaît par ailleurs des publications FR-A-2385861, EP-A- 0041462, DE-U-29613166, CH-A-687553, US-A-5070659 et FR-A-2193406 des structures architecturales ou des maisons qui sont orientables.
En particulier EP-A-0041462 décrit une structure reposant sur un lit fluide de grandes dimensions qui n'assure pas la stabilité et le maintien de ladite structure. En bref les structures orientables et habitables connues mettent en œuvre des dispositions constructives classiques, avec roues ou roulements, engrenages, moteurs, rails de guidages métalliques et supports supplémentaires. De tels dispositifs sont délicats et coûteux à cause des grandes dimensions de l'édifice ; ils restent généralement complexes, assez peu fiables et leur usage est limité à cause des dangers corporels potentiels qu'ils présentent vis-à-vis des usagers. La maintenance de ce type de dispositif est relativement coûteuse et délicate car elle exige des moyens polytechniques spécialisés. L'hétérogénéité des solutions techniques, la multiplicité technologique des dispositions constructives sont des facteurs qui diminuent la valeur de l'équipement en terme de rapport performances/coûts. - 2 -
But de l'invention
On se propose de fournir selon l'invention une nouvelle solution technique pour pallier les inconvénients précités et résoudre avantageusement le problème de la sustentation, des mouvements de rotation et du maintien en position d'une structure architecturale orientable. Objet de l'invention
La nouvelle solution technique selon l'invention fait appel à un système de flottaison périphérique supportant une enveloppe dans un lit fluide logé dans une capacité de flottaison. Plus précisément, on fournit selon l'invention une structure architecturale orientable qui est caractérisée en ce qu'elle comprend :
(A) au moins une enveloppe 1, qui est légère, a une surface géométrique de révolution, est susceptible d'être mobile en rotation autour de son axe vertical de révolution et/ou d'un axe horizontal et dont l'intérieur délimité un espace pouvant être habité ou aménagé,
(B) au moins un flotteur périphérique 2 supportant ladite enveloppe 1 et solidaire de celle-ci au niveau de sa base, et plongeant dans un lit fluide 3 logé dans une capacité de flottaison 4, et
(C) au moins un moyen d'entraînement 26 permettant d'assurer le déplacement en rotation, le guidage, la stabilisation et le maintien en position de l'ensemble enceinte 1 /flotteur périphérique 2 par rapport audit lit fluide 3 de ladite capacité de flottaison 4.
Cette structure architecturale comporte en outre : D) au moins un dispositif 27 d'acquisition et de traitement des mesures climatiques et d'ambiance issues de capteurs 30, et de commande dudit dispositif 26 en fonction du programme d'utilisation, des paramètres liés au fonctionnement et des critères de choix de l'usager. -δreve description des dessins
Dans les dessins annexés : - la figure 1 est une vue en coupe schématique de la structure architecturale selon l'invention en forme de dôme, où l'enveloppe extérieure tourne sur elle- même selon un axe horizontal et un axe vertical en flottant sur un fluide liquide et est guidée à sa périphérie ; - la figure 2 représente une structure analogue à celle de la figure 1 et forme une couverture amovible de piscine ; - 3 -
- la figure 3 représente la structure de la figure 2 basculée en position ouverte ;
- la figure 4 représente une autre variante de la structure de la figure 1 qui dispose d'un plancher étanche solidaire de l'enveloppe ;
- la figure 5 représente une autre variante de la structure de la figure 1 et comporte une capacité en forme de couronne circulaire ;
- la figure 6 représente une variante de la structure de la figure 5 et comporte une paroi-volet intérieure orientable ;
- les figures 7, 8, 9 représentent le principe d'entraînement de l'enveloppe sur un « flotteur-ballast » périphérique ; - la figure 10 représente les éléments qui composent l'enveloppe autoportante ;
- la figure 11 représente l'assemblage des éléments qui composent l'enveloppe ;
- la figure 12 représente un modèle prévu pour réaliser des dômes de bâtiments ;
- la figure 13 représente un modèle de forme hémisphérique 1 ;
- la figure 14 représente un modèle de forme hémisphérique 2 ; - la figure 15 représente un modèle de forme sphérique 1 ;
- la figure 16 représente un modèle de forme entièrement sphérique 2 ;
- la figure 17 représente un modèle de forme ovoïdale ;
- les figures 18 et 18a représentent un ensemble architectural constitué avec six structures de forme hémisphérique assemblées ; - les figures la à 6a sont des agrandissements illustrant l'agencement des flotteurs dans le lit fluide des figures 1 à 6 correspondantes. Description détaillée de l'invention
L'enveloppe de la structure architecturale selon l'invention, qui est légère, est autoportante. C'est-à-dire qu'elle supporte et résiste à son poids au moins, sans se déformer.
La structure architecturale selon l'invention comporte en outre au moins une cloison 5 disposée au voisinage et en regard de l'enveloppe 1, ladite cloison 5 étant totale et partielle et susceptible d'être mobile en rotation avec ou indépendamment de ladite enveloppe, ladite cloison 5 pouvant également (i) être située à l'extérieur ou mieux à l'intérieur de l'enveloppe 1 et (ii) reposer sur un flotteur périphérique 6 solidaire de sa base inférieure et plongeant dans ledit fluide 3 logé dans ladite capacité de flottaison 4 et entraîné par ledit moyen d'entraînement 26.
Selon un mode de réalisation, la cloison 5 est disposée à l'intérieur de l'enveloppe 1 et est montée autour de l'axe de révolution de ladite enveloppe par - 4 -
l'intermédiaire d'un pivot 9 disposé au sommet de ladite enveloppe.
La structure architecturale peut comporter de plus un plancher 8 aménageable et habitable, ledit plancher 8 pouvant former une plate-forme mobile flottante ayant à son centre un ensemble de guidage comportant un axe pivot 12 qui peut maintenir la structure flottante et permettre le passage de câbles et autres conduites souples 13 raccordés à un bloc technique 14, un système de roulement et guidage axial 17 constitué de rouleaux flottants et rigides disposés en couronne dans un palier 16 solidaire dudit plancher 8, afin de contribuer au meilleur maintien possible de l'assiette horizontale de l'ensemble flottant et d'annuler les autres mouvements parasites éventuels tels que le roulis et le tangage.
De façon avantageuse, la structure architecturale est telle que l'enveloppe 1 et la paroi 5 sont fixées sur des flotteurs-ballasts 2, 18 sélectivement en tout ou partie remplis ou vidés d'un fluide dans le but de déplacer le centre de gravité de l'ensemble ainsi constitué et donc les faire basculer autour d'un axe horizontal dans un bassin 4b rempli du fluide 3, lequel bassin possède une forme complémentaire à celle de l'enveloppe 1 pour assurer le guidage et l'arrêt du mouvement de basculement en butée au fond du bassin sur un pivot 19.
L'enveloppe 1 et des flotteurs-ballasts 2, 18 peuvent tourner autour de leur axe de rotation V une fois incliné par des moyens de remplissage et vidage de manière alternée et ce, dans un sens au choix, suivant l'ordre de remplissage et de vidage desdits flotteurs-ballasts successifs, l'ensemble étant mis en œuvre et contrôlé par le dispositif de pilotage auquel est ajouté un élément capteur et actionneur aéraulique 20, solidaire de ladite structure architecturale, ledit élément contribuant à l'orientation et à la stabilisation de ladite structure architecturale par effet de girouette ou par asservissement de position.
Selon un mode de réalisation, l'entraînement en rotation horizontale et verticale de l'enveloppe 1 est réalisée par un système 21 de pompage et de transfert du fluide de flottaison ou de lestage qui vient aspirer ledit fluide d'un côté (A) pour le rejeter d'un autre côté (B) ou bien, pour inverser le sens de rotation qui vient aspirer d'un côté (C) le fluide et le rejeter d'un autre côté (D), ou bien pour un entraînement de bas en haut suivant (E) vers (F), ou bien pour un entraînement de haut en bas suivant (G) vers (H), la sélection du sens de l'entraînement étant fixée, et la circulation du fluide étant commandée toutes deux à l'aide de distributeurs 22 et des vannes combinées 23. De façon avantageuse, le fluide de flottaison et d'entraînement est du type approprié aux conditions générales climatiques locales, en particulier pour les pays chauds ou froids, et en ce que ledit fluide est utilisé en circuit fermé, de manière à circuler entièrement dans la capacité de flottaison 4 faisant office dans ce cas de réservoir et dans des flotteurs constitués de réservoirs de ballastage 2, 6, avec l'avantage qu'une fois les réservoirs 2, 6 pleins, l'enveloppe de la structure attachée se trouve lestée tout en s' immobilisant sur la partie fixe de la capacité de flottaison 4, un joint souple étant prévu pour protéger l'espace entre la capacité réservoir 4 et le dessus de la couronne de réservoirs ballasts.
La structure architecturale comporte de préférence un système flotteur-ballast automatisé rendant totalement autonome le fonctionnement des enveloppe 1 et cloison 5 et des éléments y étant rattachés, ledit système flotteur- ballast étant composé d'un réservoir de ballastage 2, 6, de l'ensemble 21 de pompage et de filtres, des vannes 22 et 23, intégrés aux enveloppe 1 ou parois 5, 8 et 10, provoquant les transferts de fluide nécessaires, en fonction des conditions d'environnement, le tout constituant un ensemble d'architecture bionique qui réagit à son environnement pour donner un maximum de sécurité et de confort à ses usagers et dont l'exploitation, la surveillance peuvent s'effectuer localement ou à distance.
L'enveloppe 1 peut être constituée d'éléments légers, emboîtables et démontables, ainsi que le caniveau de fluide formant la capacité de flottaison pour des flotteurs-ballasts 2, 6 disposés en couronne, lesdits éléments légers assemblés constituent l'enveloppe protectrice et les parois intérieures autoportantes de la structure.
La présente invention fournit donc une structure habitable, ou tout autre édifice architectural, dont l'enveloppe protectrice et les parois intérieures sont légères, autoportantes, démontables et ont un axe géométrique de révolution. L'invention est telle que la structure architecturale proposée soit dotée au moins de l'ensemble des propriétés essentielles et cohérentes suivantes :
- la structure d'ensemble peut ne pas nécessairement comporter de plate-forme, de plancher ou de sol et par conséquent être dévolue simplement à une fonction d'abri ou de protection autour de l'espace qu'elle enveloppe ou qu'elle protège tout en pouvant tourner autour de cet espace ou se déplacer selon des mouvements combinés de translation et de rotation par rapport à cet espace ;
- l'ensemble est capable de se déplacer sur un lit fluide approprié, sous le contrôle du dispositif associé se rapportant également à l'invention, lequel - 6 -
dispositif assure toutes les fonctions de pilotage, de commande, d'entraînement nécessaires et pourvoit au guidage, à la stabilisation ou à l'immobilisation de l'ensemble ;
- la structure est formée d'une enveloppe extérieure mobile en rotation autour d'un axe géométrique de révolution mais elle est conçue spécialement pour abriter un espace intérieur pouvant rester fixe par rapport au sol ou protéger une plate-forme solidaire du sol ;
- la structure peut comporter d'autres parois intérieures ou des plates-formes autonomes fixes ou mobiles par rapport à l'enveloppe extérieure ou par rapport au sol, lesquelles plates-formes ou parois, si elles sont mobiles et de forme appropriée, peuvent se déplacer ou tourner en flottant sur un lit fluide ;
- la plate-forme la plus extérieure de la structure, si cette structure en comporte, peut être maintenue fixe par rapport à un point géodésique ou bien rester fixe par rapport à l'ensemble architectural sur lequel elle repose comme c'est le cas pour la plupart des applications mais ladite plate-forme est conçue pour pouvoir se déplacer elle-même en flottant sur un lit fluide tout en supportant l'ensemble des éléments de l'enveloppe extérieure fixe ou mobile et de toutes les autres parois, cloisons et planchers intérieurs fixes ou mobiles.
La structure architecturale selon l'invention est un dispositif qui ne présente pas les inconvénients des dispositifs connus et qui apporte des caractéristiques très supérieures ou nouvelles par rapport à celles des réalisations classiques par une plus grande facilité de la construction d'ensemble, et une véritable mobilité de son installation. En effet, la légèreté de l'enveloppe et la modularité de tous les éléments de structure sont des critères de logistique et de fabrication qui favorisent la préfabrication hors du site d'édification. De plus de tels critères permettent l'installation et le démantèlement sur des sites où les constructions classiques ne sont pas adaptées et dont le démontage est impossible, lent et destructif ou très onéreux.
La structure architecturale de la présente invention permet la sustentation, les déplacements, le maintien en position de la structure en utilisant des matériaux spécifiques de très haute performance, aux propriétés et en mettant en œuvre un ensemble de techniques cohérentes, fiables et efficientes pour réaliser l'entraînement des éléments mobiles et le pilotage des mouvements.
La présente invention confère à l'ensemble des propriétés innovantes dans la réalisation de dômes de bâtiments, de logements, d'hôtels, d'espace de - 7 -
soins ou d'espace d'agrément et d'annexés pour des habitations existantes ou d'autres catégories de bâtiments spécifiques.
L'avancée technologique réside essentiellement dans ce qui suit.
- La réalisation de structures autonomes et flottantes sur un lit fluide approprié qui améliorent la mobilité des structures avec peu de besoin en énergie motrice, en simplifient l'entraînement en mouvement et le maintien en position et qui simplifient considérablement à la fois la fabrication et la conception d'ensemble.
- La versatilité du dispositif de pilotage et de commande lequel, doté de dispositions systémiques avancées, cohérentes et judicieuses, intégrant des processeurs spécialisés, l'association de ce dispositif à la simplicité de la construction structurale et à l'entraînement en mouvement des éléments de structure, tout comme l'association à la mise en œuvre de propriétés physicochimiques intéressantes particulières des matériaux utilisables, permettent de caractériser et de fonctionnaliser l'ensemble ainsi constitué pour en faire un usage singulier ou spécifique, adapté d'une manière beaucoup plus pertinente, plus précise et plus performante que lorsqu'il s'agit des dispositifs et des constructions de type connu ou classiques.
- L'homogénéité et la spécificité des matériaux qui, choisis pour la construction possèdent d'excellentes propriétés mécaniques ou physico-chimiques et qui offrent un renforcement notable de la protection de l'usager ou de celle de la construction contre un très grand nombre d'agressions ou de sollicitations parasites environnementales tout en procurant un avantage de performance/coût sur les constructions connues vis-à-vis de la sécurité, de la fiabilité et le maintien de l'ensemble des prestations intégrées à ce type de construction et participent à l'optimisation du confort et de l'agrément de l'usager.
- La possibilité de réaliser l'ensemble de la structure en éléments autoportants et de construire ses éléments de sustentation, de guidage et de maintien avec des matériaux de même nature que ceux qui sont utilisés pour l'enveloppe principale, permettent de simplifier la construction d'ensemble, de faciliter son montage ou son démontage et d'homogénéiser à toute la construction, les procédés de fabrication et les propriétés intéressantes des matériaux.
Selon l'invention, il devient possible, d'une part, d'améliorer les performances des ensembles connus ou de perfectionner l'existant et, d'autre part, - 8 -
de créer de nouvelles stratégies dans la conception d'ensembles habitables particuliers ou collectifs ou de disposer d'espaces privilégiés nouveaux sur des sites déjà bâtis comme par exemple des toits d'immeubles, des piscines, des parcs d'agrément, des serres, etc. La structure architecturale est équipée de son propre dispositif de sustentation et d'entraînement sur un plan fluide ou dans une capacité de flottaison contenant un liquide ou un fluide approprié. La structure et le dispositif qui lui est associé, lesquels sont décrits et présentés ici sont un perfectionnement de l'invention objet des brevets cités ci-dessus. Un perfectionnement notable réside en ce que le lit fluide peut servir de matériau assurant une étanchéité efficace entre l'intérieur et l'extérieur de l'espace habitable ou aménageable, en s'opposant naturellement au passage de particules indésirables, de substances ou organismes vivants nocifs ou dangereux. On a ainsi un joint fluide qui permet toute facilité pour assurer si besoin la régénération ou la décontamination, à l'aide de moyens simples et peu coûteux. Outre la mobilité qu'elle confère à l'ensemble, la sustentation par flottaison permet d'isoler favorablement l'habitacle par rapport au sol et d'atténuer fortement ou d'amortir les sollicitations mécaniques telluriques et la transmission des vibrations acoustiques arrivant par le sol et par l'air. L'enveloppe protectrice de la structure architecturale est légère, orientable et mobile sur un lit fluide approprié (liquide simple comme de l'eau ou bien un fluide composite (ou polyphasique le cas échéant). Selon l'invention, la structure peut avoir la propriété d'être immergée ou de flotter en tout ou partie dans une capacité remplie de liquide. L'enveloppe protectrice de la structure architecturale peut se mouvoir pour se situer à l'intérieur ou à l'extérieur d'un espace habitable. L'ensemble habitable pouvant se mouvoir lui-même en rotation et en translation relativement à un point fixe du sol ou d'une plate-forme, dans les limites du champ de trajectoires autorisé par la forme et les dimensions propres de la capacité contenant le liquide de flottaison.
L'ensemble est entraîné, piloté et guidé dans ses mouvements par un dispositif à action hydraulique ou mécanique, dont la commande peut être manuelle ou automatisée ou bien manuelle et asservie.
Le guidage et le maintien en position désirée, sont obtenus, d'une part, grâce à un dispositif intégré à l'ensemble de la structure et, d'autre part, en - 9 -
utilisant des dispositions constructives extérieures à la structure qui restent fixes par rapport à un point géodésique comme par exemple les parois de la capacité contenant le liquide. Le dispositif de guidage autorise pour chaque élément mobile des mouvements de rotation, des mouvements de translation et des mouvements de l'ensemble qui combinent rotations et translations.
De plus, ou au lieu d'être simplement et seulement guidé, l'ensemble en mouvement peut être piloté partiellement ou entièrement par la mise en œuvre des dispositions systémiques que comporte le dispositif de pilotage et qui mettent en œuvre ou assurent l'asservissement de la position de la vitesse et de l'accélération, sur la trajectoire désirée. Les parois de la capacité sont dans ce cas les limites physiques du gabarit des déplacements, les parois de la capacité font office de butées physiques ou mécaniques.
L'enveloppe de structure orientable d'une part et des parois auxiliaires, comme le volet peuvent couvrir en totalité, ou partiellement, l'espace habitable. L'enveloppe ou les parois auxiliaires sont supportées ou fixées sur au moins un élément de flottaison en forme de réservoir périphérique à la structure, lequel élément permet à l'ensemble auquel il est lié de se sustenter soit par flottaison dans le liquide, soit par pose ou ancrage sur une paroi solide comme celle de la capacité contenant le liquide de flottaison. L'ascension ou la descente de l'ensemble auxquels sont liés les réservoirs sont assurées soit par un dispositif de lest variable obtenu en remplissant plus ou moins les réservoirs, soit en réglant le niveau d'eau dans la capacité de flottaison, lorsque l'application le nécessite.
En particulier, le vidage de la capacité de flottaison permet à l'ensemble de la structure de se poser et de se maintenir fixe au fond du réservoir, par son poids propre qui dans ce cas n'est plus compensé par la force de poussée d'Archimède.
Dans plusieurs applications, le dispositif de flottaison peut être constitué de plusieurs réservoirs-ballasts disposés en couronne et dits « flotteurs- ballasts » lesquels peuvent être partiellement remplis de liquide et permettent par l'action des forces de gravité d'incliner lesdits « flotteurs-ballasts », qui entraînent ainsi l'enveloppe de structure à laquelle ils sont liés.
Dans une position inclinée, les « flotteurs-ballasts » partiellement remplis de liquide peuvent être mis en rotation sur eux-mêmes ou en translation par déplacement de la masse fluide contenue dans la capacité de flottaison (effet - 10 -
de courant porteur) ou par un effet mécanique ou hydraulique extérieur.
Il est possible de combiner les déplacements de l'enveloppe en agissant par réaction à partir de l'évacuation forcée de la masse fluide contenue dans les « flotteurs-ballasts » tout en agissant par une action extérieure à l'ensemble en mouvement. Les déplacements combinables se composent des mouvements élémentaires suivants :
- Rotation de la structure sur elle-même,
- Inclinaison autour d'un axe horizontal,
- Rotation autour d'un axe vertical dans la position inclinée, - Translation dans les trois dimensions de l'espace et dans les limites qui seraient imposées par les parois de la capacité de flottaison.
- Réglage de la hauteur de flottaison en position horizontale.
Cette dernière propriété permet aussi de bloquer la structure en position basse avec le liquide de la capacité alors transféré par pompage dans les réservoirs-ballasts, ce qui a pour effet d'immobiliser et de stabiliser l'ensemble à une position fixe en lestant la structure par le poids du liquide prisonnier dans les « flotteurs-ballasts ».
Un peu de liquide restant dans la capacité de flottaison fait office de joint fluide qui permet d'assurer l'étanchéité entre l'intérieur et l'extérieur de la structure. La présence d'un fluide polyphasique (comme par exemple de l'eau et du sable fin) au fond de la capacité de flottaison est envisagée dans le but de créer à la fois un amortissement mécanique de la pose et un colmatage efficace du joint naturel (de forme complexe en pratique) qui existe entre la structure et les parois de la capacité de flottaison. Ce procédé de transfert de fluide est en particulier plus approprié aux installations dans des pays chauds ou des pays froids car il peut être effectué en circuit fermé par l'intermédiaire d'un dispositif de pompage à circulation lequel peut être mis en œuvre par ailleurs pour d'autres usages. Dans ce cas il est prévu une protection par une paroi de couverture en joint souple permettant ainsi d'isoler l'espace compris entre les parois de la capacité et le dessus des « flotteurs-ballasts». Les déplacements ne sont alors limités que par des contraintes externes au dispositif décrit, tels que le passage de canalisations électriques, des tuyaux, et autres liaisons à des réseaux divers.
Dans le cas de figure où la rotation de la structure est combinée au basculement obtenu par remplissage d'une partie des « flotteurs-ballasts », il est - 11 -
prévu qu'un élément aéraulique soit rapporté sur l'enveloppe à l'extérieur de celle-ci, lequel élément vient se placer au sommet de l'ensemble après l'opération de basculement dans le but de créer ainsi un effet girouette naturel dont l'action est utilisée en vue d'optimiser le positionnement de la structure de manière à lui assurer une prise au vent minimale. Cet ensemble trouve son équilibre mécanique naturel en se plaçant dans l'axe du vent.
L'enveloppe principale de la structure avec ses « flotteurs-ballasts » peut être complétée par une plate-forme étanche faisant office de plancher ou de sol intérieur, laquelle plate-forme permet à l'ensemble ainsi constitué avec les autres enveloppes de la structure de flotter librement en rotation et de se déplacer horizontalement sur un plan liquide (un plan d'eau naturel ou un bassin par exemple).
Les « flotteurs-ballasts », au nombre minimum de trois, sont plus ou moins remplis de liquide de manière manuelle ou automatique, afin de régler précisément l'horizontalité et l'assiette convenable après l'installation du mobilier et des équipements d'intérieurs fixes et adaptés à l'utilisation de la structure habitable ainsi constituée. Ce réglage est rendu possible et aisé du fait du très faible poids de l'enveloppe autoportante constituée. De plus la possibilité de donner aux planchers une pente naturelle de faible valeur dans une direction choisie et variable procure de nombreux avantages pour l'écoulement de fluides de nettoyage et l'assèchement des sols intérieurs ou bien pour effectuer l'évacuation de trop-plein dans une direction adéquate d'une capacité solidaire du plancher.
Il est intéressant à de multiples points de vue de compléter cet ensemble flottant par un ensemble pivot central fixé au fond de la capacité de flottaison ou du bassin d'eau (ou autre fluide). Ledit pivot central, dont l'axe se confond avec l'axe de rotation géométrique de la structure peut comporter une couronne cylindrique de guidage munie de manchons cylindriques flottants placés verticalement constituant l'équivalent d'un roulement à aiguilles géantes entre le pivot fixe et le palier central solidaire de la plate-forme flottante. Cette disposition constructive du pivot central va d'une part améliorer mécaniquement la stabilité l'assiette horizontale de la structure flottante, éliminer les effets parasites de roulis et de tangage occasionnés par les mouvements du fluide et d'autre part permettre le passage de câbles et autres conduites souples raccordés à un bloc technique situé à l'extérieur de la structure. - 12 -
Une enveloppe extérieure reposant sur des flotteurs ou « flotteurs- ballasts » et tourne sur elle-même, peut être rajoutée autour de l'ensemble pour accroître les combinaisons de positionnement en rotation avec protection climatique et la sécurité. Une pompe avec filtre et plusieurs électrovannes ont un fonctionnement combiné afin d'obtenir tous les déplacements de fluide nécessaires pour mouvoir l'enveloppe de la structure avec toutes les possibilités requises suivant les applications, à savoir :
- rotation de l'enveloppe dans un sens ou dans l'autre, dans le plan horizontal, - réglage vertical de l'enveloppe qui est libre en rotation, ou qui repose au fond du caniveau en couronne, ou du bassin,
- lestage, ou délestage, des « flotteurs-ballasts » qui sont plus ou moins remplis d'eau (ou autre fluide),
- basculement de l'enveloppe par remplissage d'une partie des « flotteurs ballasts »,
- roulement de l'enveloppe inclinée en déplaçant l'eau au travers des différents compartiments des « flotteurs ballasts » de proche en proche, dans un sens ou dans l'autre,
- déplacement horizontal sur un plan d'eau. L'ensemble pompe et vannes de distribution décrit précédemment peut être installé sur l'un des « flotteurs ballasts » et complété par :
- une centrale météorologique répartie sur l'enveloppe extérieure comportant des capteurs indiquant la direction et la vitesse du vent, un capteur de température, un capteur pluviomètre, ou un simple détecteur de pluie, - un panneau solaire intégré dans l'enveloppe extérieure associé à des éléments de batterie pour le stockage de l'énergie,
- un boîtier d'électronique avec microprocesseur et logiciel faisant fonctionner l'ensemble à partir des données mesurées par les capteurs.
Le dispositif d'entraînement en translation horizontale ou en rotation autour d'un axe vertical pouvant être effectué à l'aide d'un dispositif externe à l'ensemble à mouvoir en créant artificiellement dans le fluide de flottaison un courant porteur dirigé grâce une pompe de circulation, lequel courant entraîne les flotteurs et la structure mobile dans le même sens que celui du courant qui peut également s'inverser en inversant le sens de circulation du fluide par le truchement d'un jeu de vannes de distribution commandées à distance ou - 13 -
manuellement. L'inversion en cours de déplacement dans un sens donné contribue au freinage si nécessaire lors du fonctionnement en mode incrémental des déplacements, la variation de débit de la pompe si elle est commandée permet de moduler la force du courant à partir du dispositif de pilotage, donc de régler convenablement l'accélération ou le freinage. Le dispositif de pompage et de distribution permet aussi le transfert du fluide en totalité entre la capacité de flottaison et un réservoir externe à l'ensemble mobile ou externe à la capacité de flottaison.
Le tout décrit ici constitue un ensemble d'architecture bionique qui réagit à son environnement et abrite au mieux ses occupants des agressions et sollicitations de celui-ci. Cet ensemble est susceptible d'être piloté et commandé à distance à partir d'informations captées dans l'environnement comme dans l'ambiance couverte par l'ensemble de la construction, à partir de commandes qui lui sont fournies par un ensemble de programmes et des consignes d'exploitation. Le boîtier de pilotage dispose d'une liaison de communication bidirectionnelle, matérielle ou immatérielle, pour se raccorder à un module de programmation déporté, à un micro-ordinateur permettant de surveiller et de sécuriser l'installation et d'en régler les paramètres avec les moyens souples et versatiles d'un logiciel adapté et très simple à utiliser lequel participe également à la sûreté de fonctionnement de l'équipement. Les commandes et la surveillance à distance sont également possibles du fait de l'existence de ce type de liaison qui permet à un opérateur d'entretien de vérifier à distance toute l'installation et à un utilisateur d'exploiter et de surveiller le système soit en mode local avec une télécommande sans fil, soit à grande distance via des réseaux de télécommunication publics ou privés. Un système de protection et de surveillance de l'habitat, alarme et anti-effraction peuvent être rajouté à l'ensemble ci-dessus.
L'ensemble décrit précédemment est prévu pour être entièrement démontable et transportable, y compris les éléments qui constituent les capacités de flottaison, ainsi que les « flotteurs-ballasts ». L'ensemble est préfabriqué et peut être livré sous forme de kit pour un montage simple et rapide.
D'autres caractéristiques avantageuses ressortiront mieux à la lecture de la description donnée à titre indicatif mais non limitatif d'un exemple de réalisation et de ses principales variantes de l'invention.
L'enveloppe 1 des figures 1 à 7 repose sur un élément flotteur 2 lui- même posé sur un lit fluide 3, ou bassin, ou piscine. - 14 -
L' enveloppe 1 peut ainsi tourner sur elle-même autour de son axe vertical. Cette enveloppe est légère et constituée pour ce modèle, avec des éléments autoportants en forme de triangles sphériques qui s'assemblent ainsi que représenté sur les figures 10 et 11. Les triangles 33 permettent de constituer des pentagones 35, leur masse est d'environ 20 Kg. Les triangles 34 permettent de constituer des hexagones 36, leur masse est d'environ 25 Kg Ils sont réalisés avec des matériaux composites qui constituent une peau extérieure, Ils peuvent comporter des renforts sur les côtés, avec des réservations pour passer des câbles et des conduits dans la structure ainsi formée. Les matériaux de l'enveloppe extérieure, comme ceux des parois intérieures peuvent être déterminés à partir de propriétés intrinsèques ou sélectionnés pour leurs pouvoirs spécifiques aptes à l'usage qui permettraient : a) soit de constituer autour de l'espace intérieur une sorte de coque de protection environnementale et sélective contre différents types de phénomènes parasites ou nuisibles, b) soit de préparer ou de conditionner l'ambiance intérieure à des fins d'agrément ou de confort ou bien à des fins d'utilité spécifique, par filtration variable et adaptée des composantes spectrales des flux énergétiques, c) soit de filtrer ou d'arrêter des éléments entrants ou sortants au travers de l'interface que constitue une ou plusieurs des parois fixes ou mobiles.
Les matériaux peuvent être choisis en fonction de l'effet souhaité en vue d'assurer, sans que cela soit limitatif ou à valeur d'exemple les effets suivants :
- protection contre le rayonnement solaire, filtration sélective spectrale et suivant le sens du flux, vers l'extérieur ou vers l'intérieur,
- transparence vu depuis l'intérieur et réflexion totale de l'extérieur (effet de miroir sans tain),
- protection contre la chaleur ou le rayonnement infrarouge extérieur ambiant,
- protection contre le rayonnement solaire tout en donnant des colorations d'ambiance agréables,
- protection contre le rayonnement électromagnétique et les radio-fréquences,
- protection contre les charges électrostatiques atmosphériques,
- protection contre les vapeurs nocives ou les poussières extérieures par filtration, - protection contre les insectes ou autres importuns, - 15 -
Les matériaux qui assurent globalement l'isolation thermique et phonique sont disposés en sandwich sur la partie intérieure de ces éléments de structure. La dimension de ces triangles est d'environ 2 mètres de côté et d'environ 15 centimètres d'épaisseur. Les matériaux sont déclinés en fonction de plusieurs des utilisations suivantes sans que cela soit limitatif à priori :
- Eléments pleins et murs,
- Eléments vitrés transparents ou translucides (lv) tels que montrés sur les figures 1 à 6,
- Eléments ouvrants (ouïes, fenêtres, portes), - Eléments vides qui comportent uniquement l'encadrement du triangle,
- Eléments accessoires ou de servitude (aération, ventilation, évacuation, filtration),
- Eléments d'équipement de confort (Générateurs photovoltaïques solaires, etc.),
- Eléments de parois intérieures (volets, isolement, cloisons). Les triangles sélectionnés permettent de constituer les pentagones 35 d'une masse approximative de 100 Kg, et les hexagones 36 d'une masse d'environ 150 Kg. Le tout est assemblé à la manière d'un puzzle pour constituer l'enveloppe de la structure suivant la configuration souhaitée en fonction de l'utilisation.
L'assemblage de ces triangles se fait très simplement et très rapidement, par emboîtage et auto-verrouillage (clipsage). Ce qui permet aussi simplement de les démonter sans dégradation. Les joints d'étanchéité sont prévus sur le pourtour des triangles.
Une paroi-volet 5 de même forme que celle de l'enveloppe extérieure 1 peut être constituée pour être placée à l'intérieur de celle-ci, et suivant le même principe d'assemblage. Les éléments qui composent cette paroi-volet sont encore plus légers que ceux de l'enveloppe principale. Ils ne comportent pas nécessairement de peau extérieure en composite.
Il est ainsi possible d'obtenir de multiples combinaisons de tous ces éléments de structure qui sont associés au système de rotation flottant sur lit fluide, et il est aisé de changer la configuration de l'ensemble par de simples opérations de démontage et de remontage, plusieurs fois en cours de vie de l'équipement. De plus cette dernière propriété permet le remplacement d'éléments détériorés en cas d'avarie d'une part et en cas d'évolution de la configuration d'autre part. La figure 1 illustre le principe fondamental de la mise en œuvre du dispositif - 16 -
décrit dans l'invention, à savoir : La structure 1 repose sur un dispositif flottant 2 sur un lit fluide 3. La structure est guidée en rotation et en translation par la paroi de guidage 4a.
La couronne liquide 3 est contenue dans une capacité 4a de la figure 1 qui, dans le cas d'une structure qui ne comporte qu'une seule paroi mobile, devient une canalisation 4e montrée à la figure 5 et qui devient une canalisation double 4f montrée à la figure 6, pour permettre la rotation indépendante de l'enveloppe extérieure 1 et d'une paroi- volet mobile 5. La paroi-volet 5 peut ne recouvrir qu'une fraction de la surface de la structure, ce qui peut conduire à prévoir un pivot 9 en point d'appui et en guidage, ou rotation, sur le sommet de l'enveloppe 1. Cette paroi-volet 5 comporte ses propres flotteurs 6 et si nécessaire, une cloison 7 dans la capacité de flottaison, pour parfaire le déplacement et le guidage en rotation de façon indépendante pour chaque élément.
Dans la figure 4, l'enveloppe principale 10 peut toujours comporter les éléments flotteurs 2 mais de préférence utilisés en mode ballast. Cette enveloppe principale et les « flotteurs-ballasts » sont refermés à leur base par un plancher étanche 8 qui permet à l'ensemble de la structure habitable ainsi constituée, de flotter dans un bassin 4d.
Dans les applications de cette structure flottante, il est nécessaire de disposer d'un pivot central 12 solidaire du fond du bassin 4d. Ce pivot s'avère aussi très utile pour le passage de câbles et de conduits pour établir les liaisons nécessaires 13 avec un bloc technique 14 et pour permettre les raccordements aux réseaux divers (eau potable, eaux usées, électricité, télécommunications, servitudes techniques en général). L'ensemble flottant ainsi constitué peut aussi comporter une enveloppe extérieure 1 reposant sur ses propres flotteurs 11 , ce qui permet toutes les combinaisons possibles de positionnement des deux enveloppes en rotation indépendamment l'une de l'autre, pour l'ensoleillement idéal, la vue idéale, la protection climatique et favoriser la captation d'énergie naturelle et faire ainsi un maximum d'économies en terme de coût énergétique.
Les « flotteurs-ballasts » 15 ou des ballasts rapportés permettent par remplissage d'eau (ou autre fluide), en manuel ou en automatique, de corriger l'assiette horizontale de la structure flottante pour compenser le poids des aménagements et du mobilier mis en place qui peuvent être répartis n'importe où sur la surface du plancher étanche. - 17 -
La structure flottante peut être maintenue dans un plan horizontal, autour de son pivot central 12 par un système de roulement et guidage axial 17 constitué de rouleaux flottants et rigides en matériaux plastiques, disposés en couronne dans le palier 16 solidaire du plancher. Cet ensemble ainsi constitué fait office de roulement à aiguilles mécanique dont la lubrification; l'amortissement vibratoire et l'étanchéité de joint sont réalisés naturellement par le fluide de la capacité de flottaison du bassin. Une telle solution, séduisante et bon marché est d'un entretien particulièrement simple, voire négligeable. Les aiguilles géantes flottantes sont immergées à environ au 4/5eme de leur hauteur et peuvent s'extraire et se mettre en place aisément par le dessus.
Le but de ce dispositif de roulement est de compléter le système de stabilisation de l'assiette horizontale décrit précédemment, afin d'éliminer le roulis et le tangage et les vibrations parasites provoqués par le vent et les mouvements éventuels du fluide porteur, afin d'assurer un confort maximum aux habitants de la structure et de simplifier les dispositions constructives visant à remplir les fonctions de maintien en position et de stabilisation.
Les figures 2 et 3 illustrent une utilisation particulière et originale de l'enveloppe flottante 1 fixée sur des « flotteurs-ballasts » 2 qui peuvent être ou vides ou remplis d'eau sur une semi-couronne. Lorsque le « flotteurs-ballasts » 2 est vide, l'enveloppe est mobile en rotation autour de son axe Vertical ainsi que décrit précédemment.
Lorsque la semi-couronne de « flotteurs-ballasts » 18 se remplit, le centre de gravité se déplace progressivement vers la gauche, ce qui a pour effet de faire basculer l'enveloppe autour d'un axe horizontal. Ainsi cette enveloppe disposée dans une piscine de forme complémentaire 4b, permet par ce procédé simple, de couvrir et de découvrir, le bassin de piscine en fonction des conditions climatiques ou des besoins d'utilisation par simple déplacement de liquide des « flotteurs-ballasts », à l'aide d'un dispositif de pompage lequel peut être à commande manuelle ou automatique. Le système de filtrage/pompage de circulation de fluide déjà en place pour le fonctionnement normal de la piscine peut être lui-même mis en œuvre pour effectuer le réglage des « flotteurs- ballasts ».
Le pivot 19 est disposé au fond du bassin pour servir de butée et de guidage à la rotation de l'enveloppe autour de l'axe V, en position découverte. L'élément aéraulique à usage de girouette 20 apparaît sur le somment - 18 -
de l'enveloppe en positon basculée pour faciliter son orientation dans l'axe du vent avec une prise au vent minimale. En cas de bourrasques de vent imprévues, l'enveloppe s'incline lentement à cause de la résistance offerte par l'eau du bassin pour reprendre sa place initiale après accalmie. En cas de vent important en permanence, l'enveloppe doit être en mesure de se refermer seule ou de ne pas s'ouvrir. Cette enveloppe ouverte par beau temps sert aussi de protection au vent pour les usagers de la piscine.
Pour optimiser davantage l'usage de cette enveloppe, il est prévu de la construire avec une partie de la surface vitrée et avec l'autre partie de la surface en éléments pleins avec matériaux isolants thermo-acoustiques. Une enveloppe supplémentaire intérieure comportant l'équivalent de la surface vitrée de l'enveloppe principale, construite en matériaux isolants, sur « flotteurs-ballasts », et s'appuyant sur un pivot au sommet , complète l'ensemble habitable.
L'enveloppe intérieure en position horizontale vient plus ou moins occulter la baie vitrée de l'enveloppe principale en fonction des critères de confort recherchés par l'usager et en fonction de la régulation que peut imposer le dispositif d'économie d'énergie. L'enveloppe intérieure peut se déplacer et se comporter comme l'enveloppe principale et donc les deux enveloppes basculent en phase à l'ouverture du bassin. Les figures 7, 8, 9 illustrent l'un des systèmes d'entraînement 26 possibles permettant de réaliser les déplacements des structures flottantes décrites précédemment à partir d'un « flotteur-ballast » 2, 6 spécialement équipé et dédié à la fonction d'entraînement.
Une pompe 21 avec filtres, associée à des distributeurs, comme par exemple des électrovannes 22 qui permettent de déplacer le fluide de manière sélective et donc de créer une force motrice de réaction. Ces déplacements de fluide sont indiqués sur les figures comme suit :
- entraînement en rotation dans un sens par circulation du fluide de A vers B,
- entraînement en rotation en sens opposé par circulation du fluide de C vers D, - entraînement pour de bas en haut par circulation du fluide de E vers F,
- entraînement pour de haut en bas par circulation du fluide de G vers H,
- entraînement pour latéral dans un sens par circulation du fluide de J vers K,
- entraînement latéral dans un sens inverse par circulation du fluide de L vers M.
Par ailleurs, le système d'entraînement 26 permet d'effectuer un déplacement de l'ensemble de la structure de bas en haut et réciproquement, ou - 19 -
d'ajuster l'inclinaison ou de régler la flottabilité, en déplaçant le fluide 3 de manière sélective du contenant 4 dans le « flotteur-ballast » 2, 6 et réciproquement, et simultanément en remplissant les autres « flotteurs-ballasts » qui communiquent entre eux via les distributeurs 23. Les déplacements de fluide sont indiqués sur les figures comme suit :
- remplissage du « flotteur-ballast » 2, 6 par aspiration du fluide par A et C
- extension du remplissage des autres « flotteurs-ballasts » par l'ouverture des distributeurs 23 de manière sélective et circulation du fluide suivant N.
- vidage du « flotteur-ballast » vers B et D, les distributeurs 23 étant ouverts pour une circulation du fluide suivant M.
L'enveloppe associée au système d'entraînement 26 intègre les dispositifs suivants :
- différents capteurs 30 pour mesurer les conditions climatiques et les conditions ambiantes dans la structure ; ces capteurs sont raccordés au dispositif 27 de pilotage et de commande, lequel effectue l'acquisition et le traitement des mesures et commande les dispositifs actionneurs du système de maintien et de déplacement de l'ensemble de la structure, en fonction du programme d'utilisation et des paramètres liés au fonctionnement et des critères de choix de l'usager ; - un groupe de panneaux solaires 24 et une batterie d'accumulateurs 29 dédiés au stockage de l'énergie nécessaire au fonctionnement de l'ensemble ;
- l'enveloppe peut aussi incorporer, si nécessaire, d'autres dispositifs capteurs et actionneurs raccordés au microprocesseur dédiés à la sécurité et à la surveillance de fonctionnement des structures mobiles, à l' anti-intrusion et l' anti-effraction, et la protection de la construction proprement dite et de ses annexes ;
- un pupitre « IHM » d'interface homme-machine 31 peut être déporté pour permettre à l'utilisateur de programmer le système et de le télécommander via une liaison de communication matérielle ou immatérielle 32 ; de plus, via le dispositif 31 , le dispositif 27 comporte au moins une liaison de communication bidirectionnelle entre le dispositif de pilotage et un réseau extérieur prévu à des fins de programmation ou de télécommande et télésurveillance ;
- un calculateur universel 25 (de type « PC » par exemple) équipé du logiciel spécifique à l'installation permet aussi, localement ou à distance, de programmer, superviser, mémoriser, restituer, toutes les informations pour - 20 -
optimiser le fonctionnement de l'ensemble et permettre à l'installation de disposer des possibilités de télécommande, de télésurveillance, de télémaintenance.
Une deuxième enveloppe ou cloison mobile intérieure peut être raccordée au même système pour améliorer encore les performances.
Le tout ainsi décrit constitue un ensemble d'architecture "bionique" qui réagit à son environnement climatique pour le confort maximal et l'agrément des usagers tout en optimisant les coûts énergétiques de fonctionnement.
L'invention décrite dans ce qui précède doit être développée, industrialisée, et les différents modules, commercialisés sous forme de kit qui découlent de la mise en œuvre de l'invention sont prévus. Un kit complet comprend :
- les éléments qui composent les enveloppes intérieures, extérieures,
- la paroi- volet, - les différentes formes de capacités de flottaison et de« flotteurs ballasts », électronique de commande, capteurs, logiciels et services appropriés pour la formation, le conseil, les mises en service.
Les enveloppes réalisées avec le kit sont de forme sphérique avec un diamètre extérieur de 9,50 mètres, une épaisseur de 15 cm, et un diamètre utile intérieur de 9 mètres.
La figure 12 montre la capacité de flottaison en coupe suivant un plan vertical et indique en 12a les proportions adaptées à chacun des modèles présentés dans la présente description.
Les principales caractéristiques des modèles sont données ci-après. Figure 12 : Modèle en forme de dôme 1 :
Hauteur extérieure/calotte sphérique : 2,25 m
Diamètre extérieur de la base : 8 m
2
Surface utile à la base : 45 m
2
Section prévue du flotteur : 22 x 22 cm Masse totale estimée avec flotteur : 1 000 Kg
Figure 5: Modèle en forme de dôme 2 :
Hauteur extérieure/calotte sphérique : 3,90 m
Diamètre extérieur de la base : 9,20 m
2
Surface utile à la base : 62 m
2 Section prévue du flotteur : 27 x 27 cm - 21 -
Masse totale estimée avec flotteur : 1 800 Kg Figure 13 : Modèle en forme d'hémisphère 1 :
Hauteur extérieure de la base : 5,55 m
Diamètre extérieur de la base : 9,20 m
2 Surface habitable sur deux niveaux : 83 m
2
Section prévue du flotteur : 32 x 32 cm
Masse totale estimée avec flotteur : 2 400 Kg
Figure 14 : Modèle en forme d'hémisphère 2 :
Hauteur extérieure de la base : 7,20 m Diamètre extérieur de la base : 8,15 m
2
Surface habitable sur trois niveaux : 110 m
2
Section prévue du flotteur : 38x 38 cm
Masse totale estimée avec flotteur : 3 000 Kg
Figure 15 : Modèle en forme de sphère 1 : Hauteur extérieure de la base 8,20 m
Diamètre extérieur de la base : 6,30 m
2
Surface habitable sur trois niveaux : 110 m
2
Section prévue du flotteur : 45 x 45 cm
Masse totale estimée avec flotteur : 3 500 Kg Figure 16 : Modèle en forme de sphère 2 :
Hauteur extérieure de la base 9,35 m
Diamètre extérieur de la base : 3,20 m
2
Surface habitable sur trois niveaux : 102 m
2
Section prévue avec des flotteurs sur 2 niveaux : 35 x 35 cm Masse totale estimée avec flotteur : 4 000 Kg
La figure 17 illustre d'autres possibilités de réalisation pour des structures ovoïdales plus importantes qui peuvent être développées ultérieurement en extrapolant les données validées pour les structures en dômes sphériques.
D'autres constructions peuvent être réalisées avec les éléments de structure, comme le montrent les figures 18 et 18a relatives à une construction convenant pour un espace collectif au sol ou pour une toiture d'immeuble. Les enveloppes extérieures sont fixes et présentent deux surfaces vitrées en vis-à-vis avec une paroi-volet intérieure orientable à 360°. La surface couverte pour cet
2 ensemble est de 500 m . Elle est réalisée avec 5 modèles de type hémisphère 1 et -22-
un modèle au sommet de type dôme 2.

Claims

- 23 -REVENDICA TIONS
1. Structure architecturale orientable caractérisée en ce qu'elle comprend :
(A) au moins une enveloppe (1), qui est légère, a une surface géométrique de révolution, est susceptible d'être mobile en rotation autour de son axe vertical de révolution et/ou d'un axe horizontal et dont l'intérieur délimité un espace pouvant être habité ou aménagé,
(B) au moins un flotteur périphérique (2) supportant ladite enveloppe (1) et solidaire de celle-ci au niveau de sa base, et plongeant dans un lit fluide (3) logé dans une capacité de flottaison (4), et
(C) au moins un moyen d'entraînement (26) permettant d'assurer le déplacement en rotation, le guidage, la stabilisation et le maintien en position de l'ensemble enceinte (1) / flotteur périphérique (2) par rapport audit lit fluide (3) de ladite capacité de flottaison (4).
2. Structure architecturale orientable suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre : D) au moins un dispositif (27) d'acquisition et de traitement des mesures climatiques et d'ambiance issues de capteurs (30), et de commande dudit dispositif (26) en fonction du programme d'utilisation, des paramètres liés au fonctionnement et des critères de choix de l'usager.
3. Structure architecturale orientable suivant la revendication 1, carac- térisée en ce qu'elle comporte en outre au moins une cloison (5) disposée au voisinage et en regard de l'enveloppe (1), ladite cloison (5) étant totale et partielle et susceptible d'être mobile en rotation avec ou indépendamment de ladite enveloppe, ladite cloison (5) pouvant également (i) être située à l'extérieur ou mieux à l'intérieur de l'enveloppe (1) et (ii) reposer sur un flotteur périphérique (6) solidaire de sa base inférieure et plongeant dans ledit fluide (3) logé dans ladite capacité de flottaison (4) et entraîné par ledit moyen d'entraînement (26).
4. Structure architecturale orientable suivant la revendication 3, caractérisée en ce que la cloison (5) est disposée à l'intérieur de l'enveloppe (1) et est montée autour de l'axe de révolution de ladite enveloppe par l'intermédiaire d'un pivot (9) disposé au sommet de ladite enveloppe. - 24 -
5. Structure architecturale orientable suivant la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un plancher (8) aménageable et habitable, ledit plancher (8) pouvant former une plate-forme mobile flottante ayant à son centre un ensemble de guidage comportant un axe pivot (12) qui peut maintenir la structure flottante et permettre le passage de câbles et autres conduites souples (13) raccordés à un bloc technique (14), un système de roulement et guidage axial (17) constitué de rouleaux flottants et rigides disposés en couronne dans un palier (16) solidaire dudit plancher (8), afin de contribuer au meilleur maintien possible de l'assiette horizontale de l'ensemble flottant et d'annuler les autres mouvements parasites éventuels tels que le roulis et le tangage.
6. Structure architecturale suivant la revendication 3, caractérisée en ce que l'enveloppe (1) et la cloison (5) sont fixées sur des flotteurs-ballasts (2 et 18) sélectivement en tout ou partie remplis ou vidés d'un fluide dans le but de déplacer le centre de gravité de l'ensemble ainsi constitué et donc les faire basculer autour d'un axe horizontal dans un bassin (4b) rempli du fluide (3), lequel bassin possède une forme complémentaire à celle de l'enveloppe (1) pour assurer le guidage et l'arrêt du mouvement de basculement en butée au fond du bassin sur un pivot (19).
7. Structure architecturale suivant la revendication 6, caractérisée en ce que l'enveloppe (1) et les flotteurs-ballasts (2 et 18) peuvent tourner autour de leur axe de rotation N' une fois incliné par des moyens de remplissage et vidage de manière alternée et ce, dans un sens au choix, suivant l'ordre de remplissage et de vidage desdits flotteurs-ballasts successifs, l'ensemble étant mis en œuvre et contrôlé par le dispositif de pilotage auquel est ajouté un élément capteur et actionneur aéraulique (20), solidaire de ladite structure architecturale, ledit élément contribuant à l'orientation et à la stabilisation de ladite structure architecturale par effet de girouette ou par asservissement de position.
8. Structure architecturale suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'entraînement en rotation horizontale et verticale de l'enveloppe (1) est réalisée par un système (21) de pompage et de transfert du fluide de flottaison ou de lestage qui vient aspirer ledit fluide d'un côté (A) pour le rejeter d'un autre côté (B) ou bien, pour inverser le sens de rotation qui vient aspirer d'un côté (C) le fluide et le rejeter d'un autre côté (D), ou bien pour un entraînement de bas en haut suivant (E) vers (F), ou bien pour un entraînement de haut en bas suivant (G) vers (H), la sélection du sens de l'entraînement étant fixée, - 25 -
et la circulation du fluide étant commandée toutes deux à l'aide de distributeurs (22) et des vannes combinées (23).
9. Structure architecturale selon la revendication 8, caractérisée en ce que le fluide de flottaison et d'entraînement est du type approprié aux conditions générales climatiques locales, en particulier pour les pays chauds ou froids, et en ce que ledit fluide est utilisé en circuit fermé, de manière à circuler entièrement dans la capacité de flottaison (4) faisant office dans ce cas de réservoir et dans des flotteurs constitués de réservoirs de ballastage (2, 6), avec l'avantage qu'une fois les réservoirs (2, 6) pleins, l'enveloppe de la structure attachée se trouve lestée tout en s 'immobilisant sur la partie fixe de la capacité de flottaison (4), un joint souple étant prévu pour protéger l'espace entre la capacité réservoir (4) et le dessus de la couronne de réservoirs ballasts.
10. Structure architecturale suivant l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisée par un système flotteur-ballast automatisé rendant totalement autonome le fonctionnement des enveloppe (1) et cloison (5) et des éléments y étant rattachés, ledit système flotteur-ballast étant composé d'un réservoir de ballastage (2, 6), de l'ensemble (21) de pompage et de filtres, des vannes (22) et (23), intégrés aux enveloppe (1) ou parois (5), (8) et (10), provoquant les transferts de fluide nécessaires, en fonction des conditions d'environnement, le tout constituant un ensemble d'architecture bionique qui réagit à son environnement pour donner un maximum de sécurité et de confort à ses usagers et dont l'exploitation, la surveillance peuvent s'effectuer localement ou à distance.
11. Structure architecturale suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que l'enveloppe (1) est constituée d'éléments légers, emboîtables et démontables, ainsi que le caniveau de fluide formant la capacité de flottaison pour des flotteurs-ballasts (2, 6) disposés en couronne, lesdits éléments légers assemblés constituent l'enveloppe protectrice et les parois intérieures autoportantes de la structure.
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