Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
CA 02405007 2002-09-30
1
TITRE DE L'INVENTION
Chapiteau Mobile Déployable
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention a trait aux chapitaux. Plus
spécifiquement, la présente invention a trait à aux chapitaux mobiles et
facilement déployables.
DESCRIPTION DE L'ART ANTÉRIEUR
Les chapitaux mobiles sont bien connus dans l'industrie. Ils
sont cependant habituellement composés de plusieurs éléments
démontables qui requièrent une main d'oeuvre qualifiée et nombreuse
pour l'érection du chapiteau. De plus, plusieurs jours de travail sont
habituellement nécessaires pour ériger ou démonter le chapiteau.
OBJETS DE L'INVENTION
Un objet de la présente invention est donc de présenter un
chapiteau mobile et déployable.
D'autres objets et caractéristiques de la présente invention
apparaitront dans la description qui suit, relative à un mode de réalisation
préférentiel, non limitatif et illustré par les figures annexées qui
représentent schématiquement:
CA 02405007 2002-09-30
2
BR~VE DESCRIPTION DES FIGURES
La Figure 1 illustre, dans une perspective vue partiellement
de face, un chapiteau selon un un mode de réalisation de la présente
invention;
La Figure 2 illustre, dan:> une perspective vue partiellement
de dos, le chapiteau de la Figure 1;
La Figure 3 illustre, dans une élévation, le chapiteau de la
Figure 1 dans une position pré-déploiment;
La Figure 4 illustre, dans une perspective, une portion du
chapiteau de la Figure 1 dans une positio déployée;
La Figure 5 illustre, dans une perspective, l'attache entre le
mat de déploiment et le chapiteau de la Figure 1;
La Figure 6 illustre, dans une vue similaire à la Figure 5, le
chapiteau sans le mat de déploiment;
La Figure 7 illustre, dans une perspective, le mat de
déploiment sans le chapiteau;
La Figure 8 illustre, dans une perspective, le transporteur
avec le mat de déploiment dans une position déployée;
Les Figures 9 à 14 illustrent, dans des élévations,
différentes étapes dans le déploiment du chapiteau de la Figure 1;
CA 02405007 2002-09-30
3
La Figure 15 illustre, dans une perspective, le chapiteau de
la Figure 1 dans la position déployée de la Figure 14; et
La Figure 16 ïllustre, dans une perspective, le chapiteau de
la Figure 1 dans une position déployée après le retrait du transporteur.
II est important de noter que pour des raison de clarté des
dessins, seulement la structure est illustrée dans les Figures 1 à 14, la
toile recouvrant cette structure étant omise dans ces figures. Les figures
et 16 illustrent partiellement la toile recouvrant la structure.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION
10 Un mode de réalisation de la présente invention sera
maintenant décrit à titre purement indicatif.
De façon générale, la présente invention a trait à un
chapiteau ayant la forme parasol géant utilisable comme chapiteau ou
abri léger de grande dimension. Ce chapiteau est solide, résistant aux
15 intempéries, facilement transportable, rapide à installer et économique.
Le parapluie est parmi les structures d'abri les plus légères
et résistantes par rapport à la surface couverte que l'homme ait réalisé.
Malgré la grande légèretë et !'apparente fragilité de sa structure, sauf si
le vent le prend à contre-sens, il peut résister à des vents relativement
puissants en le tenant uniquement en main. Si on en coupe la tige et
qu'on le dépose sur une surface plane en fixant l'extrémité de chacune
des tiges (baleines) au sol on augmente substantiellement sa résistance
et obtient un abri potentiellement trés solide. II y a certainement de bons
motifs au fait que son concept a su résister à 5000 ans d'intempéries et
CA 02405007 2002-09-30
4
qu'on le retrouve encore sous toutes les latitudes, servant autant comme
parapluie que comme parasol sur les patios de banlieue et les terrasses
de nos bistros.
La conception du chapitE~au selon la présente invention se
fait à partir d'un modèle de parapluie repliable/compact conventionnel
dont on augmente à l'échelle la dimension de l'ensemble des éléments.
Le fonctionnement d'un abri d'environ 40 à environ 150 pieds ou plus de
diamètre libre de toute obstruction antérieure, le mat amovible, son
transport et installation, la stabilité de la structure par forts vents, le
haubanage éventuel, etc. ainsi que tout élément particulier qui peuvent
y étre associés seront généralement décrit ci-dessous.
Le Chapiteau selon un mode de réalisation de la présente
invention s'installe et s'enlève en environ une heure par une équipe de
deux hommes. Le Chapiteau replié est installé couché sur une
plateforme de camion, remorque ou semi-remorque et transporté utilisant
le circuit routier conventionnel sans escorte.
Différentes dimensions de Chapiteau peuvent être
construites, cependant le marché des petits abris temporaires étant déjà
couvert par les tentes conventionnelles nous proposons de nous attaquer
directement au marché des grandes surfaces et des chapiteaux tel que
celui des cirques ou spectacles de tournée.
La taille du chapiteau illustré dans les figures annexées est
de 130 pi de diamètre pour une capacité approximative de 2000
spectateurs, dimension semblable au chapiteau utilisé actuellement par
plusieurs Cirques. Les caractéristiques non-limitatives d'un tel chapiteau
CA 02405007 2002-09-30
seraient une superficie libre de toute obstruction de 13,200 pi2 et une
hauteur libre sous la structure de près de 40 pieds.
Description technique d'un mode de réalisation de la présente
invention
Éléments particuliers au Chapiteau selon un mode de
réalisation de la présente invention
a) Géométrie
La géométrie des membrures, leurs longueurs respectives,
la position des pivots est étudiée afin de maximiser l'aire couverte versus
l'encombrement fermé tout en respecaant la limite de poids que le mat
sera capable de lever lors de l'installation. A partir d'un diamètre de mat
donné les membrures peuvent avantaç~eusernent à la fois s'emboîter tout
en utilisant le maximum de profondeur d'âme pour pouvoir se loger le
mieux possible dans les 8 pieds réglementaires d'une semi-remorque.
b) Structure
Au premier abord le parapluie peut être considéré comme
un élément fragile mais sa résistance est malgré tout étonnante et une
simple analyse dimensionnelle permet d'en extrapoler approximativement
le comportement. Si les efforts sur la structure sont proportionnels au
carré du diamètre (proportionnel à la surface de toile) en revanche la
rigidité de la structure augmente au cube de la dimension des
membrures. Si on multiplie par 10 le diamètre d'un parapluie, les
sections les membrures seront aussi multipliées par 10, la surface de
CA 02405007 2002-09-30
6
toile par 100, le poids par 1000, le module de section sera aussi multiplié
par 1000, mais l'inertie donc la rigidité par 10000.
c) Matériaux
Le design des éléments structuraux utilise toutes les
techniques éprouvées disponibles pour en alléger le poids tout en
facilitant la fabrication. Le choix des matériaux et des techniques de
fabrication s'inspirent avantageusement des méthodes employées dans
le secteur de l'aéronautique où le ratio résistance/poids doit être
maximisé. L'aluminium usiné ou ie moulage des membrures avec des
matériaux composites utilisant la fibre de carbone ou de kevlar pourraient
être utilisés.
d) Système d'accouplement
Afin d'obtenir une surface libre de toute colonne ou
obstacle à l'intérieur de la surface couverte, le mat, équivalent au manche
du parapluïe, doit être amovible. Pour se faire, la tige centrale est coupée
juste en dessous de l'anneau coulissant où sont fixées chacune des tiges
inférieures. La portion restante de la tige centrale conserve la même
fonction que pour le parapluie: il comporte une tête où les tiges
supérieures sont fixées ainsi que le mécanisme d'accrochage de
l'anneau mobile. Cette tige centrale subit les efforts de tension qui,
comme pour le parapluie, permettent de tendre la toile lorsque
complètement déployé. La portion dE: mat que l'on a coupé est montée
sur la plate-forme d'une semi-remorque et son extrémité supérieure
comporte un mécanisme permettant le centrage, l'introduction et
l'arrimage à la tige centrale, reconstituant ainsi une structure semblable
au parapluie conventionnel. Quand les mat amovible est en place dans la
CA 02405007 2002-09-30
7
tige centrale du Chapiteau, un mécanisme le long de ce mat vient
s'accrocher à l'anneau et assure les mouvements d'ouverture et de
fermeture du Chapiteau. Ce mécanisme peut, par exemple, étre actionné
par un système de chaTnes couvrant toute sa longueur; il remplace la
main qui ouvre et ferme un parapluie. II comporte des crochets conçus
de pair avec les crochets de retenue de l'anneau de la tige centrale qui
permettent soit, lors de l'ouverture du Chapiteau de venir porter l'anneau
à son crochet de retenue et s'en libérer pour permettre le
désaccouplement, soit lors de la fermeture de libérer l'anneau de la tige
et en le tirant vers le bas.
e) Système d'ancrage
Les efforts sur la structure sont normaux à la surface
(poussée du vent sur l'intrados ou succion sur l'extrados) ou verticaux
(charge de pluie et neige ou force ascensionnelle si le Chapiteau est
chauffé en hiver). II faut donc ancrer solidement le Chapiteau au sol.
Les extrémités des membrures inférieures sont ancrées au sol par des
pieux et, afin d'assurer une meilleure résistance et permettre l'allègement
de l'ensemble, une pré-contrainte peut étre appliquée au Chapiteau en
créant une diminution artificielle de son diamètre en tendant un câble
passant par l'extrémité de ces membrures avant la fixation au sol.
f) Système de consolidation
Afin de permettre une meilleure résistance aux vents
latéraux un second câble peut encercler la structure au niveau
intermédiaire et créer une pré-contrainte semblable au câble inférieur. En
ajoutant des barrures à chaque poulie, le câble ne pouvant se déplacer
CA 02405007 2002-09-30
selon le mouvement relatif de chaque membrure, on empêche la
déformation et augmente la stabilité.
g) Renforcement entre les membrures
Entre chacune des membrures peuvent être fixés les
câbles (approx. '/4 diam) qui permettront la retenue de la toile surtout
dans le bas du chapiteau lorsque la distance entre deux supports est
importante.
h) Articulation du mat amovible
Ce mat, dont nous avons décrit la partie supérieure ci-
dessus, est monté sur un système d'élévation qui permet à la fois le
mouvement vertical d'insertion et de retrait du mat fixe au haut du
chapiteau ainsi qu'un mouvement de soulèvement de l'ensemble du
chapiteau pour le déposer au sol après l'ouverture. Ce système
d'élévation est aussi muni d'un pivot permettant de coucher le chapiteau
pour le transport sur route.
i) Système de transport
Le mat de transport et ~de déploiement est monté sur une
semi-remorque conventionnelle de 45 pieds auquel on ajoute le système
d'attache du mat amovible ainsi que d'éventuels stabilisateurs latéraux
qui peuvent être requis lors de la mise en place du Chapiteau.
Séquence des opérations d'installation
1. Arrivée du transporteur sur le lieu et positionnement du centre des
essieux arrières de la semi-remorque au centre du site;
CA 02405007 2002-09-30
9
2. Extension des pattes de stabilisation si requis;
3. Élévation du mat de transport et de la structure non-déployée du
Chapiteau à la verticale (voir Figure 9);
4. Soulèvement du mécanisme de support du mat de transport au
niveau maximal;
5. Haubanage temporaire de la t~ae du Chapiteau (si requis par fort
vents);
6. Ouverture du Chapiteau (voir séquence des Figures 10 à 13);
7. Tensionnement du câble de précontrainte au bas des membrures;
8. Abaissement du mécanisme de support du mat de transport pour
que les extrémités des membrures touchent le sol (voir Figures 14
et 15 );
9. Découplage du mat de transport du Chapiteau;
10. Sortie du transporteur (voir Figure 16);
11. Ancrage des extrémités des membrures au sol;
12. Tensionnement du câble de précontrainte intermédiaire;
13. Départ du transporteur
II est envisageable qu'une unité de transport puisse prendre
charge, selon la fréquence des montages et démontages ainsi que la
distance à parcourir, de plusieurs chapiteaux, les deux éléments étant
dissociables l'un de l'autre réduisant ainsi les coûts.
CA 02405007 2002-09-30
Marchés visés
Selon le marché, la conception du Chapiteau peut varier.
Pour certaines applications il faudra minimiser le poids et permettre une
grande souplesse et flexibilité et pour d'autres la structure se devra être
5 la plus rigide possible comme pour un chapiteau de spectacle supportant
des artistes et acrobates en performances aériennes.
Chapiteau de spectacle. Sans étre le marché le plus
important, il sera le marché ie plus visible. Ce premier utilisateur pourra
profiter du caractère novateur du nouveau chapiteau pour rehausser
10 l'image de son spectacle. Cette visibilité médiatique aura un effet
d'entrainement sur les autres marchés potentiels.
Évidemment la conception de la structure dans ce cas
prévoit la suspension de charges vives tels que systèmes d'éclairage ou
de sonorisation et même le système d'attache pour spectacles aériens.
Exemples non-limitatifs d'utilisation de la présente invention
~ Abri temporaire pour utilisation en logistique militaire. Probablement
le marché initial le plus important en raison de l'importance des
budgets consacrés à la défense. Le chapiteau serait principalement
utilisé comme abri logistique, entrepôt, atelier, hôpital ou simplement
comme dortoir, lors de mission de maintient de la paix, manoeuvres
d'entrainement etc. Son extrême mobilité, sa rapidité d'installation et
la grande surface couverte en ferait un outil essentiel pour ce secteur.
~ Abri temporaire pour protection civile - Toute agglomération d'une
certaine envergure pourra un jour étre équipé d'un tel outil de
protection civile. II pourra être rapidement utilisé pour fournir un abri
CA 02405007 2002-09-30
11
temporaire dans toute circonstancE: où la protection civile est un enjeu
tel que inondations, tempêtes de verglas. Au lieu de l'entreposer, les
services publics pourraient en amortir l'investissement en le louant
aux différents festivals ou manïfestations publiques pour les aider à
garantir la tenue de l'évènement quelqu'en soient les conditions
météorologiques.
~ Location pour grands évènements en plein air - II est possible de
préparer les plans d'aménagement des fauteuils de façon à installer
le chapiteau selon la présente invention suite à un mauvais rapport
météo
~ Studio temporaire pour tournage cinématographique
~ Abri temporaire pour travaux de construction
~ Garage temporaire
~ Entrepôt
~ Atelier de fabrication
~ Serre agricole
~ Protection de sites archéologiques lors de fouilles
~ Volume de confinement lors d'opérations de décontamination
II va de soi que la présente invention fut décrite à titre purement
indïcatif et qu'elle peut recevoir plusieurs autres aménagements et
variantes sans pour autant dépasser' le cadre de la présente invention tel
que délimité par les revendications qui suivent.
