FR2878000A1 - Centrale flottante hydraulique autonome de production d'electricite a turbine immergee, en eau douce, saumatre ou salee, de surface ou dans la masse d'eau - Google Patents

Abstract

Centrale flottante hydraulique autonome de production d'électricité à turbine immergée, en eau douce, saumâtre ou salée, de surface ou dans la masse d'eau.L'invention concerne un dispositif optimisant la force motrice de l'eau par l'utilisation d'une ou plusieurs turbines totalement immergées, permettant une multiplication des points de production électrique sans ouvrages d'arts ni modifications des milieux aquatiques.Il est constitué de flotteurs (1) entre lesquels sont disposés, sous la surface de l'eau, une turbine (2) et une génératrice (3) ou plusieurs. Des ballasts (4) permettent de placer la turbine face au courant à profondeur voulue, de même qu'avec les coulisses verticales (5). Des grilles ou déflecteurs (6) peuvent être disposés à l'avant pour éviter l'entrée d'objets dérivants. Un treuil (7) peut permettre de régler la position du dispositif dans le milieu aquatique en le reliant à un système d'ancrage par des câbles ou chaînes (8). Un mât (9) peut supporter le câble (10) qui exporte le courant électrique.Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à optimiser la production d'électricité d'origine hydraulique par une centrale flottante à turbine immergée en minimisant les atteintes à l'environnement.

Description

La présente invention concerne un dispositif autonome de production

d'électricité utilisant la force motrice naturelle de l'eau, douce, saumâtre ou salée, sans construction d'ouvrages d'arts dans le milieu aquatique, à turbine à axe longitudinal, totalement immergée.

Les centrales hydrauliques de production d'électricité avec turbine immergée, c'est à dire celles où la force motrice de l'eau s'exerce sur toute la surface de la turbine, sont habituellement placées sur des ouvrages d'arts constitués de digues et de barrages implantés sur les rivières, fleuves, estuaires ou baies, comprenant éventuellement des canaux d'amenée et de restitution de l'eau. Bien que l'énergie électrique produite de cette manière soit renouvelable, les ouvrages d'arts et les centrales hydroélectriques implantés sur les milieux aquatiques perturbent gravement leur fonctionnement écologique et leur hydraulicité naturelle. L'artificialisation des milieux aquatiques d'eaux courantes liée à ces aménagements est à l'origine de la disparition de nombreuses espèces et de la réduction de la biodiversité de ces milieux.

Le seul modèle de génératrice hydraulique flottante existante utilise une turbine à axe transversal par rapport au courant, cet axe se situant au dessus de la surface de l'eau. Etablie sur le modèle des roues à aubes des moulins à eau, seule une partie des pales de la turbine est immergée, n'utilisant que partiellement la force motrice de l'eau.

La présente invention permet d'optimiser l'utilisation de la force motrice de l'eau, en multipliant les points de production autonomes, sans les graves inconvénients pour les milieux naturels des centrales classiques. Elle permet en effet d'utiliser cette force motrice sans aucune modification des milieux aquatiques sur lesquels elle est implantée, et donc en conservant les autres usages, naturels ou anthropiques, de ces milieux. C'est au contraire la centrale que l'on adapte au milieu. Le dispositif fonctionne au fil de l'eau, avec une productivité qui ne varie qu'en fonction de la vitesse du courant. L'utilisation de plusieurs dispositifs peut permettre d'adapter la production d'électricité à la demande.

Par rapport au modèle existant de turbine à axe transversal émergé, la turbine est ici totalement immergée, faisant face au courant qui agit donc sur la totalité de la surface des pales. L'axe de la turbine, longitudinal par rapport au courant, est directement relié à la génératrice. Ces dispositions permettent donc d'utiliser beaucoup plus complètement la force motrice de l'eau que les modèles existants de génératrice flottante, de type roue de moulin, et d'améliorer le rendement de production électrique. De plus, le dispositif selon l'invention peut permettre l'utilisation sur le même flotteur d'une ou de plusieurs turbines agencées en fonction des besoins et des contraintes.

En effet, le dispositif selon l'invention comporte une ou plusieurs turbines, de modèles adaptés aux circonstances, et groupes de production électrique, disposés immergés face au courant, juxtaposés ou superposés ou en séries, sous la surface de l'eau, dans la masse d'eau ou posés sur le fond sans y être fixé, supportés par des flotteurs pouvant comporter des ballasts. Des équipements divers peuvent être disposés à l'avant et à l'arrière de la turbine pour concentrer le courant et optimiser le rendement de production électrique. Un mode particulier de réalisation du dispositif peut comprendre une génératrice située en surface sur le flotteur.

L'ensemble est retenu en face du courant naturel, par divers moyens d'ancrages, de manière à ce que ce courant entraîne la ou les turbines produisant l'électricité. Le dispositif peut être utilisé seul, ou en couplage, et dans ce cas en parallèle ou en série. L'emplacement du dispositif peut être modifié en fonction des courants, de la morphologie du milieu et des autres contraintes, notamment écologiques et des autres usages anthropiques du milieu aquatique. Pour les milieux aquatiques soumis à des inversions de courants, comme les estuaires et les baies, le dispositif peut comporter une ou plusieurs turbines adaptées au turbinage de l'eau dans les deux sens. Dans ce cas, l'ancrage du dispositif doit être prévu dans les deux sens.

Les dessins annexés illustrent l'invention: La figure 1 représente en coupe transversale le dispositif de l'invention. La figure 2 représente en coupe longitudinale ce dispositif.

Les figures 3, 4 et 5 représentent en coupe des variantes du dispositif. La figure 6 représente en coupe longitudinale une variante du dispositif.

En référence à ces dessins, le dispositif comporte des flotteurs (1), entre lesquels sont disposés, sous la surface de l'eau, une turbine (2) et un groupe de production électrique (3). Les flotteurs peuvent être munis de compartiments faisant office de ballasts (4), de manière à immerger la turbine à la profondeur voulue. La turbine et le groupe de production électrique peuvent être réglés en hauteur à l'aide de coulisses verticales (5), permettant de placer la turbine dans la masse d'eau face au courant à profondeur voulue, et permettant son extraction en surface au dessus des flotteurs pour les opérations de maintenances. Des grilles ou déflecteurs (6) peuvent être disposés à l'avant de la ou des turbines pour éviter l'entrée des objets dérivants et des poissons. Dans ce cas, un dégrilleur automatique peut être ajouté.

Un ou des treuils (7) peuvent permettre de régler la position du dispositif dans le milieu aquatique et de le retenir contre le courant, en le reliant à un dispositif d'ancrage au moyen de câbles ou de chaînes (8). Le dispositif peut être aussi maintenu par des poteaux fixes contre lesquels il coulisse en fonction de la hauteur d'eau.

Le courant électrique produit par le dispositif peut être exporté à l'aide de câbles électriques disposés de différentes manières. A titre d'exemple, non limitatif, un mât (9) peut être disposé sur les flotteurs, le câble électrique (10) partant du groupe de production électrique y monte puis est relié à un poteau disposé sur la terre ferme, permettant une liaison avec un réseau de transport d'électricité ou une destination particulière.

Le dispositif selon l'invention peut comporter des variantes avec plusieurs turbines sur un seul appareil de flottage, disposées en parallèle à l'horizontale sous la surface de l'eau (11), en profondeur (12), à la verticale (13) ou les deux, ces exemples d'agencements n'étant pas limitatifs. Une variante peut disposer d'une ou deux turbines (14), ou plus, fonctionnant dans les deux sens pour les zones soumises à des inversions de courants.

Les dimensions du dispositif pourront être adaptées aux besoins et aux caractéristiques des milieux aquatiques où il est amené à être utilisé.

Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à optimiser la production d'électricité d'origine hydraulique par une centrale flottante à turbine immergée en minimisant les atteintes à l'environnement.

Claims (1)

1. 4 REVENDICATIONS

   1) Dispositif pour produire de l'électricité d'origine hydraulique caractérisé en ce qu'il comporte des flotteurs (1), pouvant être munis de ballasts (4), portant une turbine totalement immergée à axe longitudinal par rapport au courant (2), placée face au courant, cet axe étant directement relié à une génératrice (3), la turbine pouvant être réglée à hauteur voulue dans la lame d'eau grâce à des coulisses verticales (5), des grilles (6) ou des déflecteurs évitant l'entrée d'objets dérivants ou de poissons, le dispositif étant placé dans le milieu aquatique et retenu contre le courant à l'aide de treuils (7) et de câbles ou chaînes (8), ou coulissant sur des poteaux fixes, un mat (9) disposé sur les flotteurs supportant le câble (10) qui permet d'exporter l'électricité.

   2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les flotteurs portent plusieurs turbines juxtaposées, en parallèle, soit à l'horizontale sous la surface de l'eau (11) ou en profondeur (12), soit à la verticale (13).

   3) Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que les turbines sont disposées en série.

   4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la ou les turbines peuvent produire de l'électricité avec le courant coulant alternativement dans les deux sens (14).

   5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le ou les génératrices électriques sont disposées en surface sur les flotteurs.