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SYSTEME POUR RECREER ARTIFICIELLEMENT LA PRATIQUE D'UN
SPORT NAUTIQUE DE GLISSE
La présente invention concerne un dispositif et un
procédé pour recréer artificiellement la pratique d'un
sport nautique de glisse.
A partir de US-A-2815951 ou DE-2837391, on connaît
déjà un tel dispositif où des moyens d'écoulement d'eau
créent artificiellement, sur un support, un flux d'eau où
l'utilisateur peut pratiquer son sport.
Une telle solution atteint rapidement ses limites.
Les conditions d'évolution, en particulier en largeur, et
les types de pratique sont limités. Et si l'on cherche à
élargir la zone de pratique, donc celle du support de la
couche d'eau, la consommation énergétique et
l'encombrement du dispositif augmentent, ce qui constitue
des inconvénients.
Un but de l'invention est de proposer une solution
qui permet d'augmenter la largeur de la zone de pratique,
sans augmenter nécessairement la consommation d'énergie
pour délivrer le/les flux d'eau.
Un autre but est de proposer une solution qui
permet des évolutions et figures de style variées dans la
pratique du/des sport(s) choisi(s).
Un autre but est de proposer une solution qui
permet de progresser dans ce/ces sport(s), sans changer
nécessairement de zone de pratique.
Un autre but est de proposer une solution qui
atteigne tout ou partie des buts précédents, sans
augmenter nécessairement l'encombrement, donc la taille,
du dispositif.
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Un autre but est de satisfaire une pratique variée
de nombreux sports nautiques de glisse, en particulier le
ski nautique, le wake-skate, le wake-board, le kite-surf,
le surf qui se pratique(nt) sur au moins une planche.
Une solution proposée à tout ou partie de ces buts
visés est indiquée en revendication 1.
Favorablement, des moyens d'écoulement d'eau et de
détection permettront que seule une partie du support, et
donc de la zone de pratique, arrosable par le flux d'eau
sortant des moyens d'écoulement d'eau soit arrosée d'une
façon permettant au pratiquant d'y évoluer.
Quant au procédé imaginé également ici pour obtenir
artificiellement des conditions de pratique d'un sport
nautique de glisse, y compris le ski nautique, le wake-
skate, le wake-board, le surf, voire le kite-surf, en
utilisant des moyens d'écoulement d'eau créant, sur un
support, au moins un flux d'eau sur lequel l'utilisateur
peut pratiquer ledit sport en y réalisant des évolutions
et figures de style variées, il repose sur le fait
d'asservir la position du/des flux d'eau créé(s) à la
position, ou aux déplacements, sur ledit support, de
l'utilisateur ou de moyens mobiles avec lui.
On assurera ainsi, sur le support, une répartition
variable (évolutive) du/des flux d'eau créé (s) .
De préférence, on fera varier plusieurs paramètres
parmi la vitesse, la largeur et la hauteur du/des flux
d'eau créé(s), en agissant sur les moyens d'écoulement
d'eau, favorisant ainsi la variété des évolutions et
figures de style dans la pratique du/des sport(s), ainsi
qu'une progression dans la qualité de cette pratique.
Favorablement, et par ailleurs, on asservira la
position de ce/ces flux d'eau en détectant la position,
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ou les déplacements, sur le support, de l'utilisateur ou
de moyens mobiles avec lui.
D'autres particularités et avantages de l'invention
apparaîtront encore dans la description ci-après et dans
les dessins annexés, donnés à titre d'exemples, et où la
figure 1 est une perspective schématique extérieure du
dispositif de l'invention, la figure 2 est une vue
schématique de dessus d'une réalisation possible, la
figure 3 est une vue schématique intérieure de côté, la
figure 4 (figures 4a,4b,4c) montre des états successifs
de fonctionnement en une même zone de pratique, les
figures 5,6 montrent une réalisation possible de deux
vannes contigües, les figures 7,8 (figures
7a, 7b, 7c; 8a, 8b, 8c) montrent d'autres fonctionnements,
suivant deux possibilités, la figure 9 illustre une zone
de saut, la figure 10 schématise une solution pour
détecter la présence de l'utilisateur au bout du câble
qu'il peut tenir, les figures 11,12,13 montrent deux
autres positionnement possibles des détecteurs, et les
figures 14,15 montrent un fonctionnement tout ou rien
permettant de continuer à faire tourner la(les) pompe(s).
On a représenté figure 1 un pratiquant 1 en train
d'évoluer sur un flux d'eau 3 créé par un dispositif 5.
Le dispositif 5 comprend des moyens 7 d'écoulement
d'eau, et des moyens 11 d'asservissement en position pour
assurer une répartition, sur le support 9, du flux d'eau
créé, en fonction de la position, ou de déplacements sur
ce support, de l'utilisateur ou de moyens mobiles avec
lui, tels sa planche de ski la (voir figures 1, 2, 3) ou
le câble 2.
Ci-après, on devra lire moyens mobiles avec
l'utilisateur chaque fois qu'est écrit sa planche
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(d'évolution) la ou le câble 2 . Des moyens mobiles
autres pourraient servir de référence de position ou de
déplacement.
Favorablement, ces moyens d' asservissement 11
comprennent des moyens de détection, tels 13a1, 13a2,
13b1, 13b2... (figures 2, 4) pour détecter la position, ou
des déplacements, de l'utilisateur 1, ou de sa planche
la, lors de ses/leurs déplacements sur le support 9, et
agir en conséquence sur les moyens d'écoulement d'eau 7.
Le pratiquant 1 va ainsi pouvoir évoluer à son gré
sur un plan d'eau dont la position va évoluer avec la
sienne ou celle de sa planche. Figures 1, 2 ce pratiquant
se tient à un câble (ou une corde) 2 dont une extrémité
est fixée à un mât 4, ici fixe, disposé du côté d'où
vient le flux d'eau 3. Il peut ainsi évoluer par exemple
suivant l'arc de cercle 6 de la fig.2. Il se tient face
au flux ou de côté (virages..), sans partir avec lui.
Compte tenu de la géométrie de l'espace à l'endroit
du support 9 (typiquement un rectangle de largeur L et
longueur 1 (voir figures 1, 2) et de l'organisation
préférée des moyens 7 d'écoulement d'eau, les moyens de
détection tels 13a1, 13a2, 13b1, 13b2... seront
favorablement adaptés à détecter des déplacements limites
de l'utilisateur ou de sa planche la, latéralement par
rapport à la direction 15 du flux d'eau sur le support
(voir figures 1, 2, 4).
Dans la version préférée illustrée, on voit
notamment figure 5 que les moyens d'écoulement d'eau 7
comprennent des moyens 17 de distribution d'eau adaptés
pour former une série de bouches de sortie d'eau telles
17a, 17b à travers tout ou partie desquelles le flux
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d'eau passe vers le (au-dessus du) support 9 qui est
disposé horizontalement (de niveau).
Le débit et la pression du/des flux d'eau
expulsé(s) par les bouches 17a, 17b... concernées seront
5 adaptés pour assurer au skieur 1 la portance souhaitée,
en envoyant sous lui un tapis d'eau à une vitesse et une
épaisseur variable. Ainsi, la vitesse entre les
référentiels eau et skieur sera respectée.
Les bouches de sortie d'eau, telles 17a..., sont
portées par un bâti 19 renfermant un caisson collecteur
19a adapté à la circulation de l'eau (figure 6). Ce
caisson s'élève au-dessus du niveau du support 9 (voir
figures 1, 3) et s'étend ici perpendiculairement à la
direction 15 des flux d'eau.
Le bâti 19 porte ici le mât 4 qui se dresse au-
dessus de lui.
Les moyens 7 d'écoulement d'eau comprennent
favorablement, figure 2, une ligne 21 de trappes mobiles,
telles 23a, 23b figure 5 reliées aux moyens 11
d'asservissement et disposées face à la ligne de bouches
qu'elles recouvrent ou découvrent afin de contrôler les
sorties d'eau vers le support 9.
Ainsi, on va pouvoir ouvrir et fermer ces bouches,
telles 17a, 17b figure 5, en fonction de la position ou
des déplacements de l'utilisateur, ou de sa planche la.
Chaque trappe de largeur L1 est commandée par les
moyens d'asservissement 11, via un vérin, tel 24a ou 24b
figure 6. Les vérins seront a priori déplacés
verticalement et pilotés en tout ou rien. Leur course est
guidée sur les côtés par des éléments de guidage (tels
26a, 26b) fixes sur le bâti 19.
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Figure 6 encore, on voit une partie illustrée du
caisson 19a qui ici alimente les bouches 17a, 17b de
forme de préférence rectangulaire, délivrant ainsi l'eau
suivant un débit sensiblement rectangulaire de sortie.
En alternative, on aurait pu prévoir que la paroi
frontale du caisson 19a soit doublée par une cloison
coulissante pourvu d'une ou plusieurs bouches
(ouvertures) et se déplaçant le long de cette paroi en
ouvrant et fermant en façade certaines des bouches du
caisson, une sortie d'eau se réalisant chaque fois qu'une
bouche du caisson coïncide avec une bouche de la cloison.
En utilisant notamment l'une de ces solutions de
contrôle des sorties d'eau vers le support 9, on pourra
s'assurer que les moyens 7 d'écoulement comprendront de
façon générale des moyens 25 de distribution d'eau
adaptés pour former une série de bouches de sortie d'eau
à travers tout ou partie desquelles le flux d'eau pourra
passer vers le support 9, ces bouches étant donc adaptées
pour s'ouvrir et se fermer sous le contrôle des moyens de
détection précités, tels 13a1, 13a2, 13b1, 13b2....
Les moyens 7 d'écoulement d'eau comprendront ainsi
des moyens (17a, 17b...23a, 23b...25...) pour modifier la
hauteur, la largeur et la vitesse du flux d'eau créé sur
le support 9.
Les moyens de détection seront favorablement
répartis en plusieurs endroits, suivant au moins une
ligne transversale à la direction 15 de chaque flux d'eau
créé et le long des zones du support où ces flux peuvent
être créés.
Figure 2, on voit que les moyens de détection
schématisés sont disposés suivant deux lignes 27a, 27b
parallèles entre elles et à la ligne 21 des bouches de
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sortie d'eau, donc perpendiculaires à la direction
générale 15 du/des flux d'eau générés sur le support de
pratique 9.
A partir en particulier de la figure 2, on comprend
que les moyens de détection, tels 13a1, 13a2, 13b1, 13b2...
comprennent une série de détecteurs à faisceaux et qu'ici
l'ouverture et la fermeture de chaque bouche, telles 17a,
17b, est contrôlée par une paire de ces détecteurs
disposés de part et d'autre de la bouche concernée, sauf
vers les extrémités latérales du support où les premières
et dernières bouches de la série sont contrôlées
respectivement par des premières et derniers détecteurs
de ladite série situés vers ces extrémités ; ici
13a0/13b0 à gauche et 13ai/13bi à droite.
On conseille que les moyens de détection
comprennent des capteurs (à faisceaux) optiques.
Ces capteurs pourront en particulier être orientés
par paires pour détecter parallèlement à la direction 15
de chaque flux d'eau créé sur le support 9.
Concernant à nouveau la structure du dispositif 1,
le support 9 comprendra favorablement un tapis sous-
jacent souple, 29.
Favorablement, ce tapis sera tendu par des moyens
de mise en tension 31, tels un poids tirant une toile
résistante souple.
Pour éviter/limiter les déperditions d'eau, on
conseille en outre qu'en aval du tapis, le/chaque flux
d'eau créé s'écoule vers un circuit de récupération, à
travers un filet ou tapis grillagé 33.
Figure 3, ce filet est posé incliné à la manière
d'un rebord de protection. Son bord bas est situé en
limite arrière du support 9, son haut bord est fixé à
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l'endroit des boudins gonflables 35 qui entoure
périphériquement le dispositif.
Ainsi, le support 9 et chaque couche d'eau 28 sont
entourés de boudins de protection.
Sous le niveau du support 9, du caisson 19a et du
filet 33 s'étendent une structure 37 de soutien du
dispositif renfermant des moyens 39 de
recirculation/recyclage d'eau.
Ces moyens 39 comprennent un ou plusieurs conduits
ouverts vers le haut à l'arrière, ici sous le filet 33,
pour permettre au flux d'eau 28 de s'y déverser, au-delà
du bord arrière 9a du support 9.
Par exemple depuis sous le bâti 19, une ou
plusieurs pompes 41 aspirent l'eau des conduits et la
refoule sous pression dans le caisson 19a d'alimentation
en eau des bouches telles 17a, 17b...
Des moyens d'ancrage 43 peuvent maintenir tout le
dispositif 1 au sol.
Considérée dans son aspect global, la solution de
l'invention permet de réduire la hauteur et la largeur du
flux d'eau à fournir pour garantir la portance, grandeurs
dimensionnant le débit. Par l'asservissement imaginé via
le système de détection, seule une partie du plan d'eau
disponible total (9), à savoir celle autour de
l'utilisateur, est arrosée.
Par ailleurs, la solution de l'invention permet
d'offrir une zone de pratique en quelque sorte sans
limite pour la même quantité d'eau débitée ; sa taille en
largeur (L, figures 1, 2) est complètement modulable.
Elle permet aussi d'adapter le tapis d'eau 3 en fonction
du niveau de l'utilisateur ; largeur, épaisseur et
vitesse du flux sont contrôlées.
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Grâce aux détecteurs de position 13a0...13ai; 13b0...
13bi on va donc pouvoir capter en continu la position de
l'utilisateur (ou de sa planche), le système de commande
7, 11, 17 traduisant l'information des capteurs pour les
actionneurs mécaniques tels 23a, 23b..., ceux-ci permettant
le déplacement du flux d'eau 3 en fonction de la position
détectée et n'arrosant donc que la zone de glisse voulue.
Comme indiqué plus haut, le système de détection
comprendra donc favorablement un ensemble de lignes
optiques définies chacune par un duo émetteur-récepteur,
tel 13a0, 13b0...13ai, 13bi. Les détections sont réalisées
à chaque fois que l'utilisateur (ou sa planche) coupera
une ligne optique. Les signaux adressés par ces capteurs
commandent les trappes 23a... via un automate programmable
45 appartenant aux moyens 11 d'asservissement.
On appellera ci-après porte l'espace situé
entre deux lignes optiques successives
d'émetteurs/récepteurs disposés de part et d'autre d'une
zone de pratique arrosable (espace de largeur L4 où
peut être propulsé un flux d'eau ; cf. figures 2, 4).
Figure 4, la largeur L4 du flux créé pourrait être
différente (a priori inférieure) à la distance entre deux
telles lignes optiques successives.
Dans l'exemple illustré (où apparaît la seule
bouche 17a), lorsque l'utilisateur 1 se situe au milieu
d'une telle porte, la vanne 17a/23a est ouverte et l'eau
s'écoule. Lorsque l'utilisateur se trouve hors de la
porte la trappe 23a se referme et arrête l'écoulement sur
cette zone.
Dans la situation figure 4a le skieur est à droite
de la porte, la vanne est fermée. Dans la situation
figure 4b, le skieur est au milieu de la porte, le skieur
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a été détecté dans la zone, la vanne est ouverte et la
zone arrosée. Dans la situation figure 4c, le skieur est
à gauche de la porte ; la vanne est de nouveau fermée.
Ici, la distance entre deux lignes optiques est égale à
5 la largeur (telle L4) du flux d'eau asservi ; une vanne
est placée au milieu de deux lignes optiques formant ici
une porte de largeur L4.
Dans l'illustration d'un possible système complet
comme figure 7 (figures 7a, 7b, 7c), une ligne optique
10 est en réalité formée par deux duos de capteurs-
récepteurs adjacents, tels 13a11, 13b11 ; 13a12, 13b12.
Ce duo, formant deux faisceaux consécutifs, permet de
savoir dans quel sens l'utilisateur se déplace, c'est-à-
dire de quel côté il se situe par rapport à la ligne
optique et donc entre quelles portes optiques il est
présent. Chaque vanne (bouche-trappe) est associée à deux
doubles lignes optiques formant ensemble une porte de
détection, sauf les deux de chaque extrémité qui ne sont
associées qu'à une seule double ligne, ceci car
l'utilisateur ne peut dépasser les extrémités. La porte
optique de la vanne 17a/23a est formée par les doubles
lignes optiques à détecteurs 13a11, 13b11; 13a12, 13b12
et 13a13, 13b13; 13a14, 13b14. La porte optique de la
bouche 17c n'est elle formée que par la double ligne
optique Log, LolO puisqu'on a ici supposé que, skieur en
pratiquer, trois vannes successives sont toujours
ouvertes et les autres fermées. La zone grisée marque le
flux d'eau localisé, les flèches les trois vannes
ouvertes en fonction de la position du pratiquant.
Comme illustré figure 8 (figures 8a, 8b, 8c), une
autre manière d'implanter l'asservissement consisterait à
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ouvrir les trappes de chaque côté et en face (si besoin
est) de la dernière ligne optique coupée.
Ici, à une ligne unique optique coupée correspond
une configuration d'ouverture et de fermeture des
trappes. Les lignes optiques telles Loi, Lo3 sont placées
au milieu de chaque vanne (bouche+trappe), sauf celles
des extrémités. On peut voir que lorsque l'utilisateur a
coupé en dernier la ligne Loi, les trois premières
trappes à droite de la fig.8a sont ouvertes (flèches) et
les autres fermées. De même lorsque l'utilisateur a coupé
en dernier la ligne Lo3 (figure 8c), les trappes 23a,
23b, 23c sont ouvertes, les autres fermées.
Dans cette solution, l'ouverture et la fermeture de
chaque bouche sont donc contrôlées par (au moins) un
détecteur activé par la coupure de son faisceau par
l'utilisateur, ou sa planche. Des faisceaux autres
qu'optiques pourraient convenir.
Figure 1, on a imaginé une série de flux
individuels de 3m de large (L3), des vannes
(bouche+trappe) de 1m de large (L4) et une zone de surf
d'une largeur totale de 15m (L).
A titre de variante, le dispositif peut se voir
attribuer différents autres systèmes de détection, comme
des capteurs relevant la position de la corde 2 qui se
déplace avec l'utilisateur, ou encore un capteur d'angle,
par exemple positionné sur le point d'ancrage de la corde
2 et relevant son angle par rapport à une position
d'origine. On obtient ainsi indirectement la position de
l'utilisateur. Il est aussi possible de détecter la corde
en utilisant le même principe de détection que l'exemple
de la ligne optique, grâce à un cadre de détection 100 à
travers lequel passe la corde et qui comprend plusieurs
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capteurs tels 101a, 103a, 101b, 103b... définissant une
série de lignes 110, 112... de détection, ici verticales.
Cette solution est performante et pratique à
installer (cf. figures 11 et 12).
Une autre solution consiste à détecter la position
de la planche ou des skis de l'utilisateur. Les capteurs
sont placés dans le tapis 9 de sensation et peuvent
utiliser le principe d'asservissement via des lignes
optiques telles 121, 123 (cf. figure 13).
Il serait aussi possible de détecter directement la
position de l'utilisateur par une caméra relevant ses
coordonnées dans un espace défini.
A titre de variante on notera encore la possibilité
de ne plus utiliser un automate. On peut imaginer des
capteurs ouvrant et fermant directement les interrupteurs
d'un circuit électrique branché sur les vérins des
trappes ou équivalents.
Eventuellement (voir figure 9), le dispositif selon
l'invention pourrait également comprendre une structure
47 en élévation pour définir une surface de saut sur
laquelle pourrait évoluer l'utilisateur.
De préférence, pour le contrôle des quantités d'eau
utilisées et la sécurité et le confort de l'utilisateur,
on conseille que le dispositif comprenne le système
suivant, étant précisé que celui-ci pourrait être utilisé
seul, non nécessairement dans le cadre de la portée de
la/des revendication(s) indépendante(s) annexée(s).
Ce qui suit pourrait donc fait l'objet d'une
protection indépendante.
Il s'agit en particulier de moyens additionnels de
détection 49 reliés aux moyens 11 d'asservissement, pour
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détecter (et leurs transmettre des données liées à) la
présence (ou non) de l'utilisateur au bout du câble 2.
Ces moyens d'asservissement seront alors propres à
commander les moyens 7 d'écoulement d'eau pour adapter la
présence de cette eau et/ou sa répartition sur le support
9 en fonction des données de détection transmises par
lesdits moyens additionnels de détection 49.
En cas de tension nulle, l'utilisateur pourra être
détecté comme absent au bout de la corde 2. La nouvelle
information traduite par l'automate permettra de modifier
le mode d'asservissement du système de détection décrit
précédemment.
Ainsi, via les moyens 25 de distribution d'eau, il
va être notamment possible, en début de session de
glisse, de ne commencer à propulser l'eau sur la zone
adaptée qu'une fois la présence de l'utilisateur détectée
au bout du câble 2.
Si par exemple l'utilisateur chute en cours de
session, le dispositif va alors pouvoir (suivant la
programmation retenue des moyens d'asservissement) par
exemple soit interrompre totalement le flux, soit le
réduire notablement, soit encore le distribuer
différemment, notamment en l'éloignant de la zone de
chute, en n'arrosant alors plus la zone autour de
l'utilisateur.
Un capteur de tension (traction) pourra en
particulier convenir pour détecter la tension dans le
câble. La figure 10, schématise cela.
Ainsi, on détectera la présence, ou non, de
l'utilisateur au bout du câble 2 auquel il est censé se
tenir pour pratiquer, et on commandera les moyens
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d'écoulement 7 pour qu'ils alimentent, ou non, en eau le
support, en conséquence.
Le fonctionnement du dispositif peut être assimilé
à du tout ou rien : si l'utilisateur est détecté en
situation de glisse, l'asservissement propulse le flux
d'eau 3 sous lui, sur le tapis 9, en fonction de sa
position. Si l'utilisateur 1 est détecté comme en
situation de non-glisse, l'eau n'est plus propulsée sur
le tapis mais directement envoyée dans le bac 39a de
récupération (cf. figures 14, 15). Un moyen adapté, ici
une trappe 125, fait tomber l'eau et l'empêche
d'atteindre le tapis. Ainsi, si l'utilisateur chute, il
lâche la corde 2 et le dispositif coupe toute arrivée
d'eau sur le tapis de glisse 9, sans interrompre le
fonctionnement de la pompe à eau 41. Et l'utilisateur
n'est pas gêné pour se relever.
