L'invention concerne un appareil nettoyeur de surface immergée dans un liquide telle que les parois d'une piscine, du type automoteur à moteur électrique.

Les appareils de ce type, très nombreux et connus de longue date (cf. typiquement FR 2 567 552, FR 2 584 442...), comportent en général un corps creux ; un (ou plusieurs) moteur(s) électrique(s) d'entraînement accouplé(s) à un ou plusieurs organe(s) d'entraînement dudit corps sur la surface immergée ; et un moteur électrique de pompage entraînant un organe de pompage tel qu'une hélice générant un débit de liquide entre au moins une entrée de liquide et au moins une sortie de liquide et à travers une chambre de filtration.

Ces appareils donnent satisfaction mais sont relativement lourds, et coûteux en fabrication et à l'usage, notamment en termes de consommation électrique.

On a déjà proposé des appareils à moteur électrique unique servant simultanément à générer l'entraînement de l'appareil et le pompage du liquide. Ces appareils simplifiés souffrent cependant de performances médiocres, notamment en termes d'efficacité de nettoyage (rapidité et/ou qualité du balayage de la totalité de la surface et/ou capacité de pompage des débris).

En effet si le moteur est optimisé pour l'entraînement de l'appareil pour réaliser une couverture de balayage aussi rapide et complète que possible, il ne peut l'être simultanément pour le pompage des débris et leur filtration. En particulier, un entraînement optimisé suppose des virages à gauche et à droite, des arrêts, voire des inversions de sens d'entraînement. Les altérations du fonctionnement du moteur pour satisfaire ces contraintes de trajectoires diminuent nécessairement l'efficacité de l'organe de pompage et/ou du circuit hydraulique (en induisant des pertes de charges), et certaines -notamment un pompage en sens de refoulement dans le dispositif de filtrage- sont a priori inacceptables sauf à prévoir des dispositions spécifiques et complexes (organe de pompage générant un débit dans le même sens quel que soit le sens d'entraînement du moteur).

En particulier, jusqu'à maintenant, dans les appareils antérieurs dans lesquelles le pompage est assuré par un moteur électrique embarqué, et l'entraînement est également assuré par au moins un moteur électrique embarqué, si l'appareil doit être bidirectionnel, c'est-à-dire pouvoir effectuer des trajectoires vers l'avant et vers l'arrière, on exclut d'utiliser le même moteur électrique pour le pompage et pour entraîner l'appareil en déplacement, sauf à prévoir un organe de pompage tel qu'une pompe « vortex » ou centrifuge (cf. par exemple US 5,245,723), ou à palettes articulées (cf. par exemple EP 1 070 850), susceptible de fournir un débit de liquide dans le même sens quel que soit son sens de rotation, mais dont les performances de pompage sont médiocres.

Dans une autre catégorie d'appareil, il est prévu que l'entraînement de l'appareil soit au moins pour partie réalisé à partir de la réaction hydraulique induite par le flux généré par le pompage. Ainsi, par exemple, EP 1 022 411 (ou US 2004/0168838) décrit un appareil susceptible d'être partiellement entraîné par le flux hydraulique créé, et présente deux sorties de tuyères de sens opposés alimentées alternativement par un clapet manœuvré lorsque la pompe est arrêtée. Les appareils de ce type sont cependant relativement complexes, coûteux, et peu fiables, notamment en ce qui concerne la commande de basculement du clapet (ou plus généralement pour le changement de direction du flux hydraulique) qui nécessite une logique de fonctionnement et/ou au moins un actionneur embarqué et/ou un mécanisme spécifique susceptible de se bloquer.

L'invention vise donc de façon générale à proposer un appareil nettoyeur du type à moteur électrique embarqué qui, simultanément, soit plus économique en termes de fabrication et d'utilisation, et présente des performances élevées, comparables à celles des appareils connus, en termes de qualité et de nettoyage, et plus particulièrement procurant un balayage complet et rapide de la surface immergée, et une bonne qualité d'aspiration pour la collecte des déchets avec un rendement énergétique satisfaisant.

L'invention vise également à proposer un tel appareil qui soit particulièrement simple, fiable, compact et léger, mais doué de capacités d'évolution importantes, notamment qui peut être entraîné en ligne droite, ou en virage d'un côté ou de l'autre.

L'invention vise également à proposer un tel appareil dont l'unité de commande électrique est particulièrement simple et économique et peut être entièrement située hors du liquide.

L'invention concerne donc un appareil nettoyeur de surface immergée dans un liquide comprenant :

- un corps creux,

- des organes de guidage et d'entraînement dudit corps sur la surface immergée,

- une chambre de filtration ménagée dans ledit corps creux et présentant :

- au moins une entrée de liquide dans le corps creux,

- au moins une sortie de liquide hors du corps creux,

- un circuit hydraulique de circulation de liquide entre chaque entrée de liquide et chaque sortie de liquide à travers un dispositif de filtrage,

- au moins un organe de pompage agencé pour générer un débit de liquide entre chaque entrée de liquide et chaque sortie de liquide, chaque organe de pompage étant formé d'une hélice de pompage axial à pas unidirectionnel créant un flux de liquide orienté globalement selon son axe de rotation,

- un unique moteur électrique réversible porté par ledit corps creux et comprenant un arbre moteur relié mécaniquement, pour les mouvoir, simultanément à :

- au moins l'un desdits organes de guidage et d'entraînement, dit organe moteur,

- chaque hélice de pompage,

- une unité de commande électrique reliée au moteur pour l'alimenter et le commander : - dans un premier sens de rotation de l'arbre moteur dans lequel chaque organe moteur est entraîné dans un premier sens, dit avant, et chaque hélice de pompage génère le débit de liquide en sens normal depuis chaque entrée de liquide vers chaque sortie de liquide de façon à assurer le nettoyage de la surface immergée et la filtration des résidus solides par le dispositif de filtrage,

- dans un deuxième sens de rotation de l'arbre moteur dans lequel chaque organe moteur est entraîné dans un deuxième sens, dit arrière, opposé au premier sens.

Contrairement à tous les enseignements de l'état de la technique, un appareil présentant la combinaison de caractéristiques de l'invention peut être simplifié à l'extrême, en particulier peut être exempt de tout autre actionneur ou moteur électrique que le moteur électrique unique qu'il comporte, peut être exempt de circuit logique ou automatisme de pilotage embarqué, tout en présentant en réalité des performances élevées en termes de pompage, et de couverture et de rapidité de balayage. En effet, l'appareil peut être entraîné en sens avant dans le premier sens de rotation de l'arbre moteur la majorité du temps où il effectue des trajectoires prédéterminées, par exemple sensiblement en ligne droite, et en sens arrière correspondant au deuxième sens de rotation de l'arbre moteur de temps à autre, lorsque le besoin s'en fait sentir (par exemple pour sortir d'une situation de blocage ou après détection d'une paroi verticale) ou à des instants prédéterminés ou aléatoires pendant une faible durée. Les inventeurs ont en effet constaté avec surprise qu'en sens arrière, il s'avère que la rotation de l'arbre moteur dans le deuxième sens de rotation n'est en réalité pas réellement nuisible statistiquement au nettoyage de la surface immergée, même si un débit de liquide en sens rétrograde peut éventuellement être généré. À l'inverse, les périodes de fonctionnement en sens arrière peuvent être exploitées pour entraîner une giration de l'appareil au moins d'un côté de façon extrêmement simple et économique. Avantageusement et selon l'invention chaque hélice de pompage est adaptée pour, dans le deuxième sens de rotation de l'arbre moteur, générer un débit non nul de liquide en sens rétrograde depuis chaque sortie de liquide en direction de refoulement vers chaque entrée de liquide de préférence sans atteindre chaque entrée de liquide. Cela étant, il est facile de prévoir dans un appareil selon l'invention des dispositions qui permettent de minimiser voire d'empêcher le refoulement des débris par chaque entrée de liquide en sens rétrograde.

Tout d'abord, il suffit de prévoir que les durées d'entraînement dans le deuxième sens de rotation soient très faibles par rapport aux durées d'entraînement dans le premier sens de rotation.

Ainsi, avantageusement et selon l'invention l'unité de commande électrique est adaptée pour commander le moteur électrique principalement dans le premier sens et selon des durées plus courtes dans le deuxième sens.

Par ailleurs, avantageusement et selon l'invention le dispositif de filtrage comporte au moins un clapet anti-refoulement disposé à l'amont du dispositif de filtrage par rapport au flux de liquide dans le sens normal de pompage du liquide, chaque clapet étant agencé pour empêcher, en sens rétrograde, le refoulement du liquide hors du dispositif de filtrage et hors du corps creux (notamment le refoulement via chaque entrée du liquide située à la base du corps creux et par laquelle le liquide entre dans le corps creux dans le sens normal de pompage). Plus particulièrement, avantageusement et selon l'invention, le dispositif de filtrage présente au moins une entrée disposée en amont par rapport au flux de liquide dans le sens normal de pompage du liquide, et au moins un clapet est agencé à chaque entrée amont du dispositif de filtrage.

II est à noter que de courtes périodes pendant lesquelles le débit de liquide est reflué en sens rétrograde dans le dispositif de filtrage, non seulement ne nuisent pas à l'efficacité de l'appareil selon l'invention, mais au contraire tendent à en améliorer le fonctionnement en décolmatant les parois filtrantes. Par ailleurs, un appareil selon l'invention est aussi avantageusement caractérisé en ce que le moteur comprend un corps monté selon un plan longitudinal avec l'arbre moteur incliné vers le haut et vers l'arrière d'un angle supérieur à 0° et inférieur à 90° par rapport à l'horizontale, notamment compris entre 30° et 75° par exemple de l'ordre de 50°.

Un appareil selon l'invention est également avantageusement caractérisé en ce qu'il comporte une hélice de pompage accouplée à une extrémité arrière supérieure de l'arbre moteur débouchant d'un côté du corps du moteur, et en ce qu'une autre extrémité avant inférieure de l'arbre moteur débouche de l'autre côté du corps du moteur et est accouplée à un renvoi d'angle entraînant deux demi essieux avant coaxiaux formant un essieu moteur unique avant.

Avantageusement un appareil selon l'invention comprend une unique hélice de pompage axial directement montée sur une extrémité de l'arbre moteur faisant office d'arbre de rotation pour cette hélice.

Avantageusement et selon l'invention, l'ensemble des composants électroniques de l'appareil sont tous incorporés dans l'unité de commande électrique qui est située hors du liquide (non embarquée) et est reliée au corps creux et au moteur par un câble. Dans cette variante de réalisation, le corps creux peut donc être exempt de tout circuit électrique ou électronique spécifique. L'unité de commande électrique d'un appareil selon l'invention peut être simplifiée à l'extrême. Ainsi, en particulier, avantageusement et selon l'invention, l'unité de commande électrique est adaptée pour alimenter le moteur selon une valeur de la vitesse de rotation de l'arbre moteur choisie dans une pluralité de valeurs discrètes absolues de la vitesse de rotation de l'arbre, notamment selon pour le sens arrière de déplacement, deux valeurs : une rapide, une lente.

En outre, de préférence, un appareil selon l'invention est exempt d'organe mécanique mobile (c'est-à-dire entraîné en mouvement par rapport au corps creux) de nettoyage tel qu'une brosse ou une racle, de sorte qu'il est simplifié à l'extrême. L'invention concerne également un appareil caractérisé en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après.

D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante donnée à titre non limitatif et qui se réfère aux figures annexées dans lesquelles :

- les figures 1 à 4 sont des vues schématiques en perspective selon différents angles (respectivement trois quart supérieur avant, trois quart supérieur arrière, trois quart inférieur avant et trois quart inférieur arrière) d'un appareil selon un mode de réalisation de l'invention,

- les figures 5 et 6 sont des vues schématiques en perspective éclatée selon deux angles différents (respectivement trois quart inférieur avant et trois quart supérieur arrière) de l'appareil selon l'invention des figures 1 à 4,

- la figure 7 est une vue schématique en coupe par un plan longitudinal vertical selon la ligne VII- VII de la figure 1, représentant l'appareil selon l'invention entraîné en sens avant normal de nettoyage,

- la figure 8 est vue schématique en coupe selon la ligne VII- VII de la figure 1, représentant l'appareil selon l'invention entraîné en sens arrière avec une assiette cabrée,

- la figure 9 est une vue schématique en coupe vers l'arrière selon la ligne IX-IX de la figure 7,

- la figure 10 est une vue schématique en coupe vers l'avant selon la ligne X-X de la figure 7,

- les figures l ia à 11c sont des vues schématiques de profil de l'appareil selon l'invention des figures 1 à 4 respectivement avec une assiette normale de déplacement, avec une première assiette cabrée et avec une deuxième assiette cabrée,

- les figures 12a à 12c sont des vues schématiques de dessous des figures l ia à 11c, respectivement avec une assiette normale de déplacement, avec une première assiette cabrée et avec une deuxième assiette cabrée. L'appareil selon l'invention représenté sur les figures est un appareil nettoyeur de surface immergée automoteur de type électrique, c'est-à-dire relié uniquement par un câble électrique 3 à une unité 4 de commande située à l'extérieur du liquide. Dans tout le texte, sauf indication contraire, l'appareil est décrit avec une assiette de déplacement sur une surface immergée (inclinaison dans un plan contenant la direction de déplacement et orthogonal à la surface immergée) supposée être horizontale. Il va de soi que l'appareil selon l'invention peut tout aussi bien se déplacer sur des surfaces non horizontales, notamment inclinées ou verticales.

Cet appareil comprend un corps creux 1 formé de différentes parois en matière synthétique rigide assemblées les unes aux autres permettant d'une part de délimiter une chambre de filtration 2, d'autre part de former châssis recevant et portant des organes 5, 6 de guidage et d'entraînement, un moteur 8 électrique unique présentant un arbre moteur 9, une transmission mécanique entre l'arbre moteur 9 du moteur 8 électrique et au moins un organe de guidage et d'entraînement, dit organe 5 moteur, et une hélice 10 de pompage axial.

Dans le mode de réalisation représenté, le corps creux 1 présente une coque inférieure arrière 11 formant châssis, complétée par un capot 12 supérieur avant démontable par rapport à la coque 11. Le capot 12 est doté d'une poignée 47 transversale avant permettant de manipuler et transporter l'appareil.

La coque 11 porte deux grandes roues 5 latérales avant motrices coaxiales et de même diamètre. Les roues 5 motrices présentent le plus grand diamètre possible qui n'augmente pas l'encombrement vertical de l'appareil. Autrement dit, le diamètre des roues 5 avant correspond au moins à la hauteur (dimension selon la direction normale au plan de roulage 22 à la surface immergée) hors tout de l'appareil selon l'invention. Par exemple, le diamètre des roues 5 avant est compris entre 250mm et 300mm notamment est de l'ordre de 275 mm.

Ces roues 5 de grandes dimensions s'avèrent procurer des avantages déterminants et inattendus. Tout d'abord, elles évitent tout contact intempestif d'une partie proéminente du corps creux sur la surface immergée, et permettent ainsi une certaine protection de cette surface immergée au cours du fonctionnement de l'appareil. Réciproquement, elles assurent une certaine protection du corps creux lui-même vis-à-vis des chocs de la part d'objets extérieurs qui viennent uniquement au contact des grandes roues 5. Également, elles assurent une motricité améliorée de l'appareil à partir d'un même moteur électrique. Elles sont en outre particulièrement avantageuses dans le cadre d'un appareil présentant au moins une assiette cabrée dans au moins un sens d'entraînement, dans la mesure où elles facilitent considérablement ce cabrage. Elles limitent les risques de blocage sur les irrégularités (notamment les creux et/ou les reliefs) de la surface immergée de petites dimensions, et présentent des zones de contact multiples et de diverses orientations (dessus, devant, dessous) avec la surface immergée. En procurant un guidage et un entraînement particulièrement performants et efficaces, elles permettent de réduire les performances et caractéristiques des autres organes de guidage nécessaires (simple roulette 6 dans les exemples représentés), voire de s'en affranchir (variante non représentée). Elles permettent également de réaliser une transmission aussi directe que possible (sans étage de renvoi intermédiaire) entre l'arbre moteur et chaque roue 5 qui peut être dotée, à cet effet, d'une couronne dentée interne dotée de nombreuses dents, réalisant une grande réduction en un seul étage. Elles sont particulièrement avantageuses en combinaison avec un moteur 8 d'axe incliné comme décrit ci-après.

Les roues 5 avant sont accouplées via une transmission mécanique à l'arbre moteur 9 du moteur électrique 8, et sont donc entraînées en rotation par ce dernier. Elles forment ainsi un essieu avant 7 moteur. Chaque roue 5 avant est guidée en rotation sur la coque 11 autour d'un axe transversal 13 définissant l'axe de l'essieu avant 7. Chaque roue 5 avant présente une couronne interne dentée 14 permettant de recevoir un pignon 15 monté en bout d'un demi arbre 16 d'entraînement accouplé à un pont central 17 comprenant un pignon 18 entraîné en rotation par une vis sans fin 19 d'une extrémité 20 inférieure avant de l'arbre moteur 9. Ainsi, lorsque l'arbre moteur 9 est entraîné en rotation dans un sens par le moteur 8, le pignon 18 est entraîné en rotation dans un sens, et chaque pignon 15 est également entraîné en rotation dans un sens, ce qui entraîne la roue 5 avant correspondante dans un sens. Lorsque l'arbre moteur 9 est entraîné en rotation dans l'autre sens, les pignons 18 et 15 sont entraînés en rotation dans l'autre sens, ainsi que les roues 5 avant. De la sorte, le moteur 8 permet d'entraîner les roues 5 avant motrices dans l'un ou l'autre des deux sens de rotation, vers l'avant et vers l'arrière.

La coque 11 porte également une roulette 6 arrière libre en rotation (non motrice) autour d'un axe transversal 21. Cette roulette 6 constitue un organe de guidage roulant qui, dans l'exemple représenté, n'est pas moteur, c'est-à-dire n'exerce pas la fonction d'entraînement et n'est pas directionnel, c'est-à-dire que son axe 21 est fixe et parallèle à l'axe 13 de l'essieu moteur 5. Les deux roues avant 5 et la roulette 6 arrière définissent un même plan, dit plan de roulage 22, correspondant à la surface immergée lorsque l'appareil est en déplacement normal de nettoyage sur cette dernière, toutes les roues 5, 6 étant au contact de la surface immergée.

Le moteur électrique 8 unique fait office non seulement de moteur d'entraînement des roues 5 motrices, mais également de moteur de pompage entraînant l'hélice 10 en rotation autour de son axe. Pour ce faire, l'arbre moteur 9 du moteur 8 traverse longitudinalement le corps du moteur et débouche axialement en saillie des deux côtés du corps du moteur, c'est-à-dire avec une extrémité inférieure avant 20 entraînant les roues 5 comme indiqué ci-dessus, et avec une extrémité supérieure arrière 23 à laquelle l'hélice 10 de pompage est directement accouplée solidaire en rotation.

La coque 11 porte le moteur électrique 8 en position inclinée par rapport au plan de roulage 22, c'est-à-dire avec l'arbre moteur 9 (qui débouche axialement des deux côtés du corps du moteur) incliné selon un angle a différent de 0° et de 90° par rapport au plan de roulage 22. En particulier, l'arbre moteur 9 n'est pas orthogonal au plan de roulage 22. L'angle a d'inclinaison est compris entre 30° et 75° par exemple de l'ordre de 50°. L'angle a est aussi l'angle d'inclinaison de l'axe de l'hélice 10, et de la direction 24 du flux hydraulique généré par cette dernière. L'angle a correspond également à la direction générale de la réaction hydraulique générée par le flux de liquide à la sortie 37 en sens normal de pompage, et vers le filtre 33 en sens rétrograde.

Une telle inclinaison présente de nombreux avantages, et en particulier permet de conférer à l'appareil selon l'invention une grande compacité, et d'exploiter l'effort de réaction hydraulique résultant du débit de liquide généré par l'hélice 10, notamment sa composante parallèle au plan de roulage 22, pour l'entraînement de l'appareil en sens normal.

La coque 11 présente également une ouverture 25 inférieure s'étendant transversalement sensiblement sur toute la largeur et légèrement décalée vers l'avant par rapport au plan transversal vertical (orthogonal au plan de roulage 22) contenant l'axe 13 de l'essieu 7 moteur. Cette ouverture 25 forme une entrée de liquide à la base du corps creux en sens normal de pompage pour le nettoyage de la surface immergée.

Cette ouverture 25 présente de préférence une bavette 26 s'étendant le long de son bord arrière et sur les côtés pour faciliter l'aspiration des débris. L'ouverture 25 présente également de préférence une nervure 29 s'étendant dans le long de son bord avant, en saillie vers le bas, pour créer un effet de turbulences à l'arrière de cette nervure 29 tendant à décoller les débris de la surface immergée et à accélérer le flux du liquide pénétrant dans l'ouverture 25.

L'ouverture 25 est adaptée pour recevoir une extrémité inférieure

27 d'un conduit d'entrée 28 solidaire du capot 12. L'ensemble constitue une entrée de liquide à la base du corps creux 1, par laquelle le liquide aspiré par l'aspiration résultant de l'hélice 10 de pompage lorsque cette dernière est entraînée en sens normal de pompage par le moteur 8.

Le conduit 28 s'étend globalement sur toute la largeur du capot

12 et vers le haut (sensiblement orthogonalement au plan de roulage 22) jusqu'à une ouverture 30 supérieure dotée d'un volet 31 pivotant faisant office de clapet. Le volet 31 est articulé autour d'un axe 32 transversal horizontal situé à l'avant de l'ouverture 30. Le capot 12 est adapté pour pouvoir recevoir et porter un filtre 33 s'étendant à l'arrière du conduit 28 de façon à recevoir le débit de liquide (chargé de débris) débouchant de l'ouverture 30 supérieure du conduit 28 d'entrée. Ce filtre 33 est formé de parois filtrantes rigides, et est en communication de liquide à sa portion arrière supérieure 34 avec une entrée 35 d'un conduit 36 recevant l'hélice 10 de pompage axial, ce conduit 36 s'étendant globalement selon la direction 24 de pompage du liquide, dans le prolongement vers l'arrière vers le haut de l'arbre moteur 9, jusqu'à une sortie 37 de liquide hors du corps creux 1 par laquelle le liquide s'échappe globalement selon la direction 24 lorsque l'hélice 10 est entraînée par le moteur 8 dans le sens normal du pompage. Le trajet de liquide en sens normal de pompage dans le circuit hydraulique de circulation de liquide ainsi formé entre l'entrée 25 de liquide et la sortie 37 de liquide à travers le filtre 33 est représenté schématiquement par des flèches sur la figure 7. Le volet 31 faisant office de clapet est situé au niveau de l'entrée du filtre 33 qui coïncide avec l'ouverture 30 supérieure du conduit d'entrée 28. En variante non représentée, un tel clapet, dont la fonction est d'empêcher, en sens rétrograde, tout refoulement de liquide hors du corps creux via l'entrée 25, pourrait être incorporé au sein même du conduit 28 d'entrée.

Le moteur 8 est porté sous une paroi inférieure 38 inclinée étanche de la coque 11 qui délimite la chambre 2 de filtration recevant le filtre 33. L'extrémité supérieure 23 de l'arbre moteur 9 traverse la paroi étanche 38 dans une portion 39 de celle-ci formant la partie inférieure du conduit 36, et cette traversée est elle-même étanche, c'est-à-dire est réalisée par un dispositif 40 à joint(s) d'étanchéité (par exemple du type presse étoupe) assurant l'étanchéité entre l'arbre moteur 9 rotatif et la paroi 38.

La sortie 37 principale du liquide hors du corps creux 1 est dotée d'une grille de protection 41 guidant le flux généré en sens normal de pompage et empêchant le passage de débris dans le sens du refoulement vers l'intérieur du corps creux 1 lorsque l'hélice 10 est entraînée en sens rétrograde contraire au sens normal de pompage. L'unité de commande 4 est de préférence située hors du liquide et adaptée pour fournir, par le câble 3, une tension d'alimentation au moteur 8. Cette tension d'alimentation permet, selon sa polarité, de commander le moteur 8 dans un sens ou dans l'autre et selon des vitesses de rotation différentes. Une telle unité de commande 4 peut être formée d'une alimentation électrique branchée sur le secteur et comprenant une logique de commande de modulation de largeur d'impulsions pilotant un circuit formant une source de tension (à base d'au moins un transistor en commutation) dont la sortie est hachée à haute fréquence avec une largeur d'impulsions variable selon le signal délivré par la logique de commande. L'unité de commande 4 comprend un circuit d'inversion permettant de délivrer une tension d'alimentation du moteur 8 dont la polarité peut être changée (polarité positive pour entraînement en sens avant ; polarité négative pour entraînement en sens arrière), et dont la valeur moyenne peut être modifiée grâce à la logique de modulation de largeur d'impulsions de façon à prendre une valeur parmi plusieurs valeurs distinctes correspondant respectivement à plusieurs vitesses d'entraînement du moteur 8, et donc à plusieurs vitesses de déplacement de l'appareil. Le signe + désigne un déplacement en sens avant ; le signe - désigne un déplacement en sens arrière. Dans l'exemple, si l'on souhaite que l'appareil puisse se déplacer à une vitesse normale +V prédéterminée en sens avant, à une première vitesse -VI en sens arrière ou à une deuxième vitesse -V2 en sens arrière, la logique de commande peut être programmée pour que l'unité de commande 4 délivre une tension dont la valeur moyenne peut prendre, en valeur absolue, une valeur choisie parmi trois valeurs prédéterminées correspondant à ces trois vitesses.

L'unité de commande 4 peut incorporer avantageusement une logique de temporisation permettant de commander les différents sens d'entraînement et les différentes vitesses selon des durées prédéterminées, fixes et mémorisées et/ou définies aléatoirement à partir par exemple d'un générateur de variable pseudoaléatoire. Une telle unité de commande 4 est particulièrement simple dans sa conception et sa fabrication. Dans un premier sens de rotation du moteur 8 et de son arbre 9, les roues 5 avant motrices sont entraînées en rotation dans le sens avant de déplacement de l'appareil (figures 7 et l ia, la roulette 6 étant à l'arrière de l'essieu moteur au contact de la surface immergée). Dans ce premier sens de rotation, l'hélice 10 de pompage axial est entraînée en sens normal de pompage du liquide depuis l'ouverture 25 à la base du corps creux 1 jusqu'à la sortie 37 par laquelle le liquide s'échappe. Le volet 31 est ouvert et les débris aspirés par l'ouverture 25 avec le liquide sont retenus dans le filtre 33.

Dans ce premier sens de rotation, le moteur 8 est commandé à une vitesse prédéterminée de sorte que l'appareil est entraîné en déplacement en sens avant à une vitesse prédéterminée +V, dite vitesse normale, aussi rapide que possible afin d'optimiser le nettoyage. De préférence, la vitesse normale +V correspond à la vitesse maximum de rotation du moteur 8. Lorsque l'appareil est ainsi entraîné en sens avant, sa trajectoire est normalement droite orthogonale à l'axe 13 de l'essieu 7, les deux roues 5 avant étant parallèles l'une à l'autre et orthogonales à l'axe 13, et la roulette 6 étant en contact avec la surface immergée.

Dans l'autre sens de rotation du moteur 8, les roues 5 avant motrices sont entraînées en rotation en sens arrière de déplacement de l'appareil (figure 8, la roulette 6 étant alors devant l'essieu 7 moteur par rapport à ce sens de déplacement). Dans ce deuxième sens de rotation, l'hélice 10 de pompage axial est entraînée en sens contraire à son sens normal de pompage et génère un débit non nul de liquide en sens rétrograde depuis la sortie 37 vers l'intérieur du corps creux 1. En effet, l'hélice 10 est une hélice de pompage axial à pas unidirectionnel et de préférence fixe (présentant des pales fixées rigidement sur un rotor, s'étendant radialement par rapport à ce dernier en présentant un pas dans un seul sens) générant un débit de liquide orienté globalement selon son axe de rotation (l'hélice 10 n'étant donc pas de type centrifuge) dans un sens ou dans l'autre selon le sens de rotation de l'hélice autour de son axe. L'hélice 10 est optimisée pour générer un débit optimal lorsqu'elle est entraînée en rotation autour de son axe dans le sens normal de pompage. Mais lorsqu'elle est entraînée en rotation autour de son axe en sens contraire à ce sens normal de pompage, l'hélice 10 génère un débit non nul de liquide en sens rétrograde.

Et, contrairement à tous les préjugés en la matière, non seulement ce débit rétrograde n'est en réalité pas nuisible au fonctionnement général de l'appareil, mais au contraire, il est particulièrement avantageux et permet notamment :

- d'exercer une réaction hydraulique pouvant participer au cabrage de l'appareil entraînant des modifications de trajectoire de l'appareil lors de ses déplacements en sens arrière, en giration d'un côté ou de l'autre,

- de générer éventuellement des flux hydrauliques orientés latéralement participant directement par réaction aux modifications de trajectoire de l'appareil, en giration d'un côté ou de l'autre,

- d'obtenir un décolmatage périodique des parois du filtre 33, au bénéfice d'une plus grande longévité de fonctionnement de l'appareil et d'une optimisation du volume fonctionnel du filtre 33.

Dans ce deuxième sens de rotation du moteur 8, le volet 31 est automatiquement en position fermée (du fait de la gravité et/ou sous l'effet du flux en sens rétrograde), empêchant tout refoulement de débris dans le conduit 28, de sorte que les débris restent confinés à l'intérieur du filtre 33. Le flux en sens rétrograde peut être évacué par les fuites inévitables de l'appareil (ce dernier pouvant être exempt d'orifice et de clapet d'évacuation spécifique du flux en sens rétrograde), ou par un ou plusieurs orifice(s) spécifique(s) à clapet(s) ménagé(s) dans la coque 11 à cet effet, par exemple un orifice latéral (variante non représentée).

Les modifications de trajectoire de l'appareil lors de ses déplacements en sens arrière (par rapport à sa trajectoire en sens avant qui est dans l'exemple en ligne droite) peuvent être obtenues de toutes façons appropriées à partir d'une modification d'assiette du corps creux 1 par rapport à l'essieu 7 autour de l'axe 13 (dans un plan orthogonal à la surface immergée et contenant la direction de déplacement). De préférence, l'appareil est conçu de façon à pouvoir être entraîné en giration d'un côté (par exemple vers la gauche par rapport à son sens de déplacement) pour une première vitesse du moteur 8 correspondant à une première vitesse -VI de déplacement de l'appareil en sens arrière et à une première assiette, cabrée ou non cabrée, de l'appareil, et en giration de l'autre côté (par exemple vers la droite par rapport à son sens de déplacement) pour une deuxième vitesse du moteur 8 correspondant à une deuxième vitesse -V2 de déplacement de l'appareil en sens arrière et à une deuxième assiette cabrée de l'appareil, cette deuxième vitesse -V2 étant différente, notamment plus rapide, que la première vitesse -VI. De la sorte, on obtient de façon extrêmement simple un appareil qui, en sens avant, se déplace en ligne droite, et en sens arrière, selon la vitesse de rotation du moteur 8, se déplace en tournant à gauche ou en tournant à droite. Dès lors, toutes les trajectoires utiles d'un appareil nettoyeur sont obtenues, ce qui facilite grandement la couverture de nettoyage et la rapidité du nettoyage de la surface immergée.

L'augmentation de vitesse de déplacement en sens arrière génère une accélération qui induit un couple d'inertie tendant à augmenter le cabrage l'appareil. L'équilibrage général de l'appareil peut être adapté pour obtenir les assiettes plus ou moins cabrées ou non cabrée souhaitées, en fonction des différentes vitesses correspondantes.

Le dispositif de pompage peut aussi, en variante non représentée, participer à la mise en assiette(s) cabrée(s). À ce titre, il est à noter que l'hélice 10 de pompage est une hélice à pas unidirectionnel directement accouplée solidaire en rotation de l'extrémité supérieure arrière 23 de l'arbre moteur 9. Une hélice de pompage axial à pas unidirectionnel comprend des pales s'étendant globalement radialement et présentant un pas qui est de préférence fixe, qui pourrait être cependant variable, mais qui, en tout état de cause, ne change pas de sens, c'est-à-dire est toujours orienté dans un seul sens, de sorte que le sens du flux de liquide généré par la rotation de l'hélice dépend du sens de rotation de cette dernière. Lorsque l'hélice 10 est entraînée en rotation en sens normal de pompage (correspondant au nettoyage de la surface immergée), elle pompe le liquide depuis chaque entrée de liquide à la base du corps creux jusqu'à chaque sortie principale de liquide. Lorsque l'hélice 10 est entraînée en rotation en sens rétrograde, elle pompe le liquide dans le sens du refoulement depuis chaque sortie principale de liquide.

L'hélice 10 de pompage axial entraînée en sens rétrograde génère un débit de liquide pouvant s'échapper hors du corps creux par au moins une sortie de liquide, dite sortie secondaire (non représentée). Le débit de liquide s 'échappant par au moins une telle sortie secondaire est orienté de telle sorte que ce courant crée par réaction, des efforts dont la résultante, dite effort secondaire de réaction hydraulique, génère un couple de cabrage de l'appareil par pivotement du corps creux autour de l'essieu 7. Ce couple de cabrage autour de l'axe 13 de l'essieu 7 moteur tend à cabrer l'appareil, c'est-à-dire à soulever la roulette 6. Ainsi, un tel effort secondaire de réaction hydraulique exerce un couple de pivotement de l'appareil autour de l'axe 13 de l'essieu 7 moteur dans le sens de l'augmentation du cabrage l'appareil. Pour ce faire, il faut et il suffit que la direction du flux de liquide généré en sens rétrograde et sortant par une telle sortie secondaire ne soit pas sécante avec l'axe 13 de l'essieu 7 moteur, et soit orientée dans le sens approprié pour au moins participer au cabrage du corps creux autour de l'essieu de cabrage. Une telle participation du débit de liquide en sens rétrograde à la mise en cabrage de l'appareil n'est cependant pas nécessaire, et, dans le mode de réalisation représenté à titre d'exemple, l'obtention de chaque assiette cabrée résulte uniquement du couple moteur sur l'essieu moteur et de l'équilibrage général de l'appareil.

Des modifications de trajectoire peuvent être obtenues en fonction de l'assiette, plus ou moins cabrée ou non, c'est-à-dire en fonction de l'inclinaison du corps creux 1 autour de l'axe 13 de l'essieu 7 moteur par rapport à la surface immergée, par exemple (variante non représentée) du fait que la composante horizontale (parallèle à la surface immergée) de la résistance hydraulique d'avancement en sens arrière est déséquilibrée et entraîne une giration d'un côté de l'appareil. Pour ce faire, la coque 11 peut présenter des volets ou nervures dont l'effet hydraulique est dépendant de l'inclinaison de cabrage de l'appareil.

Selon une autre variante non représentée, elles peuvent être obtenues par un décalage latéral d'un organe de guidage et d'entraînement et/ou de brossage, ou encore selon un pivotement spontané d'une roulette suite au changement de sens de déplacement.

En variante ou en combinaison, des modifications de trajectoire peuvent être obtenues par différentes configurations des organes de guidage et d'entraînement en contact avec la surface immergée et/ou par des organes freinant décalés latéralement venant ou non en contact avec la surface immergée, selon l'assiette cabrée de l'appareil.

Dans la variante préférentielle représentée, la coque 11 présente une portion 42 de paroi s'étendant vers l'avant à partir de l'ouverture 25, sur toute sa largeur, en épousant sensiblement le contour des roues avant 5. Cette portion 42 de paroi est dotée de deux patins 43, 44, chaque patin étant agencé de façon à pouvoir venir au contact de la surface immergée pour freiner localement et/ou décoller le corps creux 1 si l'appareil prend une assiette cabrée prédéterminée spécifique pour chaque patin 43, 44, la roulette 6 étant décollée de ladite surface immergée.

Un premier patin 43, fixe, est disposé d'un côté, par exemple à droite comme représenté, solidaire de la portion 42 avant de la coque 11 et s'étend en saillie radialement vers l'extérieur à partir de cette portion 42 de façon à venir au contact de la surface immergée lorsque l'appareil est en une première assiette cabrée représentée figure 11b, pour la première vitesse -VI lente de déplacement en sens arrière correspondant à la première vitesse lente de rotation du moteur 8. Dans cette première assiette cabrée, le deuxième patin 44 n'est pas au contact de la surface immergée et l'appareil est entraîné en giration d'un côté (vers la gauche par rapport au sens de déplacement dans l'exemple représenté) en sens arrière du fait du frottement du premier patin 43 sur la surface immergée et/ou du décollement de la roue 5 avant droite. Le premier patin 43 est agencé à l'avant de l'essieu moteur, et vient, dans la première assiette cabrée, au contact de la surface immergée à l'arrière de l'essieu moteur par rapport au sens de déplacement (sens arrière).

Le deuxième patin 44, fixe, est disposé de l'autre côté, par exemple à gauche comme représenté, solidaire de la portion 42 avant de la coque 11 et s'étend en saillie radialement vers l'extérieur à partir de cette portion 42 de façon à venir au contact de la surface immergée lorsque l'appareil est en une deuxième assiette cabrée représentée figure 11c, de plus forte inclinaison que la première assiette cabrée. Cette deuxième assiette cabrée est obtenue pour la deuxième vitesse -V2 rapide de déplacement en sens arrière correspondant à la deuxième vitesse rapide de rotation du moteur 8. Dans cette deuxième assiette cabrée, le premier patin 43 n'est plus au contact de la surface immergée, et l'appareil est entraîné en giration de l'autre côté (vers la droite dans l'exemple représenté) en sens arrière du fait du frottement du deuxième patin 44 sur la surface immergée et/ou du décollement de la roue 5 avant gauche. Le deuxième patin 44 est aussi agencé à l'avant de l'essieu moteur, et vient, dans la deuxième assiette cabrée, au contact de la surface immergée à l'arrière de l'essieu moteur par rapport au sens de déplacement (sens arrière).

Le premier patin 43 est agencé de façon à venir au contact de la surface immergée uniquement dans ladite première assiette cabrée, et le deuxième patin 44 est agencé de façon à venir au contact de la surface immergée uniquement dans ladite deuxième assiette cabrée. En particulier, dans la première assiette cabrée, le deuxième patin 44 n'est pas au contact de la surface immergée. Dans la deuxième assiette cabrée, le premier patin 43 n'est pas au contact de la surface immergée. Dans l'assiette normale de déplacement de l'appareil dans laquelle il n'est pas cabré, toutes les roues 5, 6 étant au contact de la surface immergée, par exemple lors des déplacements en sens avant, les patins 43, 44 sont distants de la surface immergée, et donc inactifs.

Un patin 43, 44 apte à entraîner un décollement d'une roue 5 motrice entraîne une giration rapide de l'appareil par arrêt localisé. Un patin 43, 44 apte à frotter sur la surface immergée sans entraîner un décollement d'une roue 5 motrice génère une giration plus lente de l'appareil par freinage localisé. Ces deux variantes sont envisageables dans un appareil selon l'invention, et peuvent être combinées (au moins un patin de freinage étant prévu pour uniquement frotter sur la surface immergée et freiner localement dans une assiette de l'appareil ; au moins un autre patin de décollement entraînant un décollement d'une roue dans une autre assiette de l'appareil).

Ainsi, un appareil selon l'invention comprend au moins un patin 43, 44 agencé de façon à venir au contact de la surface immergée dans au moins une assiette cabrée de l'appareil de façon à entraîner une giration de l'appareil d'un côté. Un tel patin est inactif (à distance de la surface immergée) lorsque le corps creux est dans son assiette normale de fonctionnement (nettoyage de la surface immergée) et peut être adapté pour uniquement freiner localement le corps creux par contact de frottement avec la surface immergée lorsque ce dernier est dans une assiette cabrée prédéterminée, entraînant ainsi une giration d'un côté. En variante un tel patin peut être adapté pour décoller localement le corps creux, et au moins un organe de guidage de l'essieu de cabrage -notamment un organe de guidage et d'entraînement moteur- situé à proximité du patin. En outre un tel patin peut être agencé décalé latéralement par rapport à l'essieu de cabrage (par rapport à une direction médiane de l'essieu de cabrage) pour entraîner un freinage local ou un décollement d'un organe de guidage -notamment d'un organe de guidage et d'entraînement moteur-, et donc une giration de l'appareil d'un côté ainsi prédéterminé ; ou, en variante non représentée, être au contraire globalement centré sur une direction médiane de l'essieu de cabrage pour entraîner un décollement de chaque organe de guidage -notamment de chaque organe de guidage et d'entraînement moteur-, l'appareil étant entraîné en giration d'un côté ou de l'autre (défini de façon aléatoire) du fait de déséquilibres inévitables de fonctionnement dus par exemple à la traction du câble d'alimentation.

L'unité 4 de commande est extrêmement simple dans sa conception et sa réalisation. Elle est adaptée pour que l'appareil soit principalement entraîné en sens avant en ligne droite. Le moteur 8 est interrompu de temps en temps et commandé en sens arrière à la première vitesse lente (correspondant à la vitesse de déplacement -VI) de temps en temps et à la deuxième vitesse rapide (correspondant à la vitesse de déplacement -V2) de temps en temps. Les différentes durées de commande du moteur 8 : Tl en sens avant à vitesse rapide +V, T2 en sens arrière à vitesse lente -VI, T3 en sens arrière à vitesse normale rapide -V2, et T4 des interruptions du moteur 8, sont définies aléatoirement (par un générateur de hasard, c'est-à-dire un générateur de variable pseudo aléatoire) et/ou de façon prédéterminée. De préférence, ces durées peuvent être définies de façon à limiter l'emmêlement du câble 3, c'est-à-dire en assurant que les cumuls des durées de giration à gauche soient similaires aux cumuls des durées de giration à droite.

Par exemple, Tl est comprise entre 10s et 1 min, par exemple de l'ordre de 20s ; T2 et T3 sont toutes deux inférieures à Tl, par exemple comprises entre 3s et 15s, notamment varient entre 5s et 8s ; et T4 est inférieure à chacune des durées Tl, T2, et T3, est comprise entre 0,5s et 5s, notamment est de l'ordre de 2s. La valeur V correspond à la vitesse maximale du moteur 8 (aucune modulation de largeur d'impulsions de la tension délivrée par l'unité de commande 4), VI correspond à 50 % de la vitesse maximale du moteur (V1=0,5V), et V2 correspond à 80 % de la vitesse maximale du moteur (V2=0,8V). D'autres valeurs sont bien sûr possibles.

Il est à noter que le contrôle de chaque assiette cabrée de l'appareil ne nécessite pas une logique de fonctionnement particulièrement complexe dans la mesure où il peut être obtenu par simple équilibrage de l'appareil en fabrication. En outre, la présence des patins 43, 44 facilite ce contrôle, chacun de ces patins 43, 44 faisant office de butée limitant le pivotement dans chaque assiette cabrée. De surcroît, ce contrôle peut rester relativement imprécis dans la mesure où les durées de mise en assiette cabrée de l'appareil sont faibles, cette configuration de déplacement ne correspondant pas à la configuration normale de nettoyage.

L'appareil selon l'invention est extrêmement simple de conception et de fabrication, et donc très économique, mais néanmoins très performant. En effet, avec un seul moteur 8 électrique et une unité 4 de commande réduite à sa plus simple expression, toutes les fonctionnalités les plus complexes d'un appareil électrique sont obtenues. L'appareil selon l'invention est en outre particulièrement léger, facile à manipuler, ergonomique et particulièrement esthétique. Il consomme très peu d'énergie et est respectueux de l'environnement. Il présente une grande longévité et une excellente fiabilité compte tenu notamment du faible nombre de pièces qu'il incorpore.

L'invention peut faire l'objet de nombreuses variantes de réalisation par rapport au mode de réalisation préférentiel représenté sur les figures et décrit ci-dessus. En particulier, l'invention s'applique aussi bien à un appareil doté d'organes de guidage et d'entraînement moteurs ou non moteurs autres que des roues (chenilles, brosses...). Également, l'appareil peut présenter plusieurs entrées de liquide, plusieurs sorties de liquide, voire plusieurs hélices de pompage entraînées par le même moteur. C'est cependant un avantage d'un appareil selon l'invention que de pouvoir présenter une seule entrée 25 de liquide, une seule sortie 37 de liquide, un seul circuit hydraulique et une seule hélice 10 de pompage axial directement accouplée à l'arbre 9 moteur du moteur électrique 8. Le moteur 8 peut être entraîné selon une pluralité discrète de vitesses pouvant comprendre plus de vitesses différentes que dans l'exemple décrit ci-dessus. Les patins 43, 44 peuvent être remplacés ou complétés par un patin globalement centré sur une direction médiane de l'essieu (non décalé latéralement) entraînant, dans une assiette cabrée prédéterminée de l'appareil, un décollement des deux roues 5 motrices, et une giration aléatoire de l'appareil due aux déséquilibres inévitables de ce dernier (par exemple du fait de la traction nécessairement désaxée du câble d'alimentation).

L'appareil selon l'invention est avantageusement exempt d'actionneur et de circuit logique et/ou électronique embarqués. En variantes, rien n'empêche de prévoir que l'appareil puisse comporter si nécessaire des composants électroniques et/ou actionneurs embarqués. Par exemple, l'unité de commande pourrait être embarquée, y compris par exemple avec une batterie d'accumulateurs embarqués faisant office de source d'énergie électrique, l'appareil étant totalement autonome.