FR2893990A1 - Procede et installation pour generer un mouvement de rotation d'un arbre rotatif, utilisant la poussee d'archimede - Google Patents

Abstract

Procédé et installation permettant de générer un mouvement de rotation d'un arbre (1) rotatif, l'installation comprenant :- une pluralité de volumes (30) dont la masse volumique est inférieure à celle d'un milieu (3) fluide destiné à les entourer, en sorte que lesdits volumes soient aptes à se mouvoir dans ledit milieu du bas vers le haut sous l'effet de la poussée d'Archimède (14), définissant une partie basse (12) de l'installation et une partie haute (13) de celle-ci,- des moyens de transformation (5) du mouvement desdits volumes du bas vers le haut dans ledit milieu fluide en un mouvement de rotation de l'arbre rotatif.

Description

10 15 20 25 30 35 40 Procédé et installation pour générer un mouvement de

rotation d'un arbre rotatif, utilisant la poussée d'Archimède

La présente invention se rapporte au domaine de l'énergétique, plus particulièrement aux procédés et installations de création d'énergie utilisant au moins un milieu fluide. On connaît des procédés et installations de génération d'énergie mécanique, comme la rotation d'un arbre rotatif, à partir d'un débit de fluide, comme par exemple la création d'un couple de rotation sur un arbre rotatif à partir d'un débit d'eau, de vent, ou d'un débit de vapeur, utilisant une ou plusieurs turbines, cette ou ces dernières étant couplées à une ou plusieurs génératrices en vue de la production d'électricité. De tels procédés et installations sont coûteux, utilisent la dynamique des fluides, et ainsi dans la plupart des cas sont limités en terme de lieux géographiques dans lesquels ils peuvent être mis en oeuvre, ou en terme de temps pendant lequel ils peuvent être actifs, c'est à dire qu'ils nécessitent presque toujours la présence d'une source d'énergie, d'un cours d'eau, ou de vent, soit en vue de la production de l'énergie par l'énergie mécanique de l'eau, ou du vent, soit en vue du refroidissement des installations par exemple dans le cas d'installations construites à partir de l'énergie atomique. La présente invention vise à proposer une alternative à de tels procédés et installations de création d'énergie mécanique, notamment, mais pas seulement, en vue de la création d'électricité. Un autre objectif de la présente invention est de proposer un procédé et une installation de création d'énergie, s'inscrivant dans le cadre des énergies renouvelables. Un autre objectif de la présente invention est de proposer un procédé et une installation de création d'énergie n'utilisant pas ou très peu la combustion d'un élément quelconque. Un autre objectif de la présente invention est de proposer un procédé et une installation de création d'énergie n'augmentant pas l'effet de serre. Plus précisément, la présente invention se rapporte à un procédé permettant de générer un mouvement de rotation d'un arbre rotatif, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes : - disposer dans un milieu fluide une pluralité de volumes dont la masse volumique est inférieure à celle dudit milieu fluide, en sorte que lesdits volumes se déplacent dans ledit milieu fluide du bas vers le haut sous l'effet de la poussée d'Archimède, - transformer le mouvement dans ledit milieu desdits volumes du bas vers le haut, en un mouvement moteur de rotation de l'arbre rotatif. L'utilisation d'un milieu fluide et de la poussée d'Archimède permet avantageusement l'utilisation de la statique des fluides, et donc une application en de nombreux lieux géographiques naturels et selon un processus continu dans le temps notamment indépendant des conditions climatiques, milieux marins ou milieux aériens, du procédé selon l'invention. L'application du procédé selon l'invention peut également se faire en milieu artificiel, comme par exemple dans un puits ou analogue. La poussée 10 15 20 25 30 35 40 d'Archimède est une force qui peut quasiment être générée en tous lieux, en tout temps, avec une préférence en milieu fluide liquide, notamment le milieu marin, en raison d'une force due à la poussée d'Archimède supérieure à celle générée en milieu fluide gazeux. Le procédé selon l'invention s'inscrit avantageusement dans le cadre de l'exploitation des énergies renouvelables. L'utilisation de plusieurs volumes permet la production d'un travail sensiblement constant entre le bas et le haut de l'installation, et une répartition déterminée de la poussée d'Archimède afin d'en réduire ainsi l'intensité unitaire appliquée à un volume. En outre, l'utilisation de plusieurs volumes permet d'assurer la continuité de l'effort, et ainsi de la production d'énergie. Suivant une caractéristique avantageuse, l'étape consistant à disposer dans un milieu fluide une pluralité de volumes dont la masse volumique est inférieure à celle dudit milieu fluide, en sorte que lesdits volumes se déplacent dans ledit milieu fluide du bas vers le haut sous l'effet de la poussée d'Archimède, comprend au moins les étapes suivantes : - disposer dans ledit milieu fluide une pluralité d'enveloppes constituant de manière partielle ladite pluralité de volumes, respectivement, - injecter un fluide à l'intérieur d'une enveloppe au moins de ladite pluralité d'enveloppes, en sorte que la masse volumique de ladite enveloppe et du fluide injecté ajouté soit inférieure à celle dudit milieu fluide, ladite au moins une enveloppe formant un au moins desdits volumes de ladite pluralité de volumes. L'injection d'un fluide dans une enveloppe a pour fonction de faire générer un volume par l'enveloppe dont le poids d'ensemble est inférieur à celui du volume de milieu fluide déplacé, générant ainsi une poussée d'Archimède appliquée à l'enveloppe entraînant le déplacement de celle-ci vers le haut. La structure de volume par enveloppe dont le volume peut être soit très réduit lorsqu'aucun fluide n'est injecté à l'intérieur, soit important du fait de l'injection d'un fluide à l'intérieur, permet de jouer sur l'application d'une poussée d'Archimède importante ou peu importante voire négligeable, selon que l'enveloppe est remplie de fluide ou exempte de fluide, par opposition à un volume fixe plein ou creux, par exemple un solide plein ou une enveloppe rigide creuse. Suivant une caractéristique avantageuse, le procédé selon l'invention consiste en outre à acheminer lesdits volumes de la partie haute à la partie basse. Cette caractéristique permet d'utiliser en cycle les volumes afin d'obtenir un mouvement continu dans le temps à partir d'une pluralité de volumes déterminée. Suivant une caractéristique avantageuse, le procédé selon l'invention comprend en outre les étapes suivantes : - évacuer ledit fluide hors de ladite au moins une enveloppe lorsque cette dernière est en position haute, - déplacer ladite au moins une enveloppe vidée dudit fluide du haut vers le bas dans ledit milieu fluide, - injecter une deuxième fois un fluide à l'intérieur de ladite au moins une enveloppe, lorsque celle-ci arrive en partie basse, en sorte que la masse volumique de ladite enveloppe et du fluide injecté ajouté soit inférieure à celle dudit milieu fluide, et que ladite au moins une enveloppe se déplace dans ledit milieu fluide du bas vers le haut sous l'effet de la 10 15 20 25 30 35 40

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poussée d'Archimède. Cette caractéristique consiste à générer un cycle répétitif sans fin de mouvement des enveloppes, selon lequel les enveloppes sont alternativement remplies pour effectuer un déplacement moteur de bas en haut, puis vidées pour effectuer un déplacement en principe non moteur de haut en bas en requérant un travail minimal, en vue de pouvoir accomplir un nouveau cycle moteur. Suivant une autre caractéristique, l'étape consistant à acheminer lesdits volumes de la partie haute vers la partie basse est effectuée dans un conduit à l'intérieur duquel la pression est inférieure à la pression dudit milieu fluide en partie basse. Cette caractéristique permet d'acheminer en partie basse du milieu fluide, des volumes dont la mesure en volume est fixe, tout en s'exonérant de la poussée d'Archimède durant ce déplacement vers la partie basse, réduisant ainsi l'énergie dépensée. Suivant une caractéristique avantageuse, le procédé selon l'invention consiste à produire ledit fluide destiné à être injecté dans ladite au moins une enveloppe à partir d'un procédé mécanique comprenant au moins une étape de compression du fluide. Cette caractéristique sélectionne le choix de l'obtention du fluide destiné à remplir les enveloppes, selon un procédé mécanique, la compression du fluide pouvant être effectué en tout lieu, avec une alimentation des enveloppes au point bas. Le fluide destiné à remplir les enveloppes peut être comprimé et stocké sous la forme de gaz comprimé, notamment liquéfié, et être envoyé dans l'enveloppe sous la forme gazeuse au point bas. Suivant une caractéristique avantageuse, le procédé selon l'invention consiste à produire ledit fluide destiné à être injecté dans ladite au moins une enveloppe, à partir d'un procédé chimique. Cette caractéristique sélectionne le choix de l'obtention du fluide destiné à remplir les enveloppes, selon un procédé chimique, l'obtention du fluide pouvant être effectué en tout lieu, avec une alimentation des enveloppes au point bas. Le fluide destiné à remplir les enveloppes peut être obtenu et stocké sous la forme de gaz comprimé, notamment liquéfié, et être envoyé dans l'enveloppe sous la forme gazeuse au point bas. L'invention se rapporte également à une installation permettant de générer un mouvement de rotation d'un arbre rotatif, caractérisée en ce qu'elle comprend : - une pluralité de volumes dont la masse volumique est inférieure à celle d'un milieu fluide destiné à les entourer, en sorte que lesdits volumes soient aptes à se mouvoir dans ledit milieu du bas vers le haut sous l'effet de la poussée d'Archimède, définissant une partie basse de l'installation et une partie haute de celle-ci, - des moyens de transformation du mouvement desdits volumes du bas vers le haut dans ledit milieu fluide en un mouvement de rotation de l'arbre rotatif. L'installation selon l'invention permet d'utiliser la poussée d'Archimède, dans un fluide liquide ou gazeux, pour produire un travail sur un arbre rotatif, ce dernier pouvant être couplé à une génératrice ou analogue par exemple en vue de la production d'électricité. Selon une caractéristique, l'installation selon l'invention comprend : -une pluralité d'enveloppes apte à contenir un fluide, en sorte que lesdites enveloppes et 10 15 20 25 30 35 40 ledit fluide contenu forment respectivement lesdits volumes dont la masse volumique est inférieure à celle dudit milieu fluide, et soient aptes à se mouvoir dans ledit milieu du bas vers le haut sous l'effet de la poussée d'Archimède, - des moyens d'injection dudit fluide dans une enveloppe au moins de ladite pluralité d'enveloppes, située en partie basse. Cette caractéristique permet une modification de la valeur du volume que forment les volumes, utilisable par exemple en fonction du déplacement que doit réaliser ledit volume. Selon une caractéristique, l'installation suivant l'invention comprend des moyens d'acheminement desdits volumes en partie basse par un conduit dont la pression intérieure est inférieure à la pression dudit milieu fluide en partie basse, et dont l'extrémité basse est dotée d'un sas en communication avec ledit milieu fluide. Cette caractéristique permet d'acheminer les volumes en partie basse en réduisant l'énergie dépensée, par la réduction du déplacement en descente sous l'effet de la poussée d'Archimède. Le sas permet le transfert du volume de la pression intérieure du conduit d'acheminement à la pression du milieu en partie basse. Selon une caractéristique, une enveloppe au moins de ladite pluralité d'enveloppes est constitué d'un matériau extensible en sorte que son volume augmente durant son mouvement de bas en haut dans le milieu fluide sous l'effet de la poussée d'Archimède. Cette caractéristique permet d'augmenter la valeur de la poussée d'Archimède durant la montée de l'enveloppe du bas jusqu'en haut, et donc d'augmenter le travail fourni par cette enveloppe pendant son mouvement moteur. Selon une autre caractéristique, une enveloppe au moins de ladite pluralité d'enveloppes comprend un matériau non extensible en sorte que le volume de l'enveloppe reste constant ou sensiblement constant durant son mouvement de bas en haut sous l'effet de la poussée d'Archimède. Cette caractéristique permet de travailler à volume constant ou sensiblement constant, donc sans modification sensible de la valeur de la poussée d'Archimède durant le mouvement de bas en haut de l'enveloppe, mais en contrepartie, la pression dans cette enveloppe se trouve toujours élevée lorsqu'elle arrive en partie haute, en sorte qu'il devient dans ce cas intéressant et rentable de pouvoir recycler le fluide contenu et stocké dans l'enveloppe avec son énergie disponible sous la forme de pression, par exemple pour le ré-injecter dans une enveloppe en partie basse. Il est à noter que l'installation selon l'invention peut comprendre des enveloppes non extensibles et des enveloppes extensibles combinées, par exemple en vue de la détermination de la position du point d'application de la poussée résultante de l'ensemble des enveloppes sur l'installation, mais également en considération de la hauteur du déplacement des enveloppes ou du type de milieu fluide utilisé, du ou des matériaux utilisés pour la confection des enveloppes. Selon une caractéristique avantageuse, les moyens de transformation du mouvement des volumes du bas vers le haut dans le milieu fluide en un mouvement de rotation de l'arbre rotatif comprennent : - des moyens de câble de type en boucle, connectés à l'arbre rotatif, s'étendant de la partie 10 15 20 25 30 35 40 basse à la partie haute de l'installation, - des moyens de liaison des volumes de la pluralité de volumes le long desdits moyens de câble, pour un déplacement des volumes de la partie basse vers la partie haute, - des moyens de renvoi desdits moyens de câble, disposés en partie haute, - des moyens de renvoi des moyens de câble, disposés en partie basse. Cette caractéristique propose un moyen simple à mettre en oeuvre pour la transformation du mouvement de bas en haut des volumes en mouvement rotatif de l'arbre sur lequel l'énergie correspondant au travail de la poussée d'Archimède durant le déplacement de bas en haut des volumes est donc transférée sous la forme d'un couple entraînant le déplacement en rotation de l'arbre. Les deux extrémités des moyens de câble, sont avantageusement aboutées l'une à l'autre, présentant ainsi un lien de type boucle tournant autour des deux moyens de renvois respectivement disposés en positions haute et basse, qu'ils entraînent en rotation transmettant ce mouvement de rotation à l'arbre rotatif. Selon une caractéristique avantageuse, l'arbre rotatif est connecté à l'un desdits moyens de renvoi desdits moyens de câble. Cette caractéristique propose un mode de connexion simple et direct des moyens de câble à l'arbre rotatif. Selon une caractéristique avantageuse, l'installation selon l'invention comprend en outre des moyens d'évacuation dudit fluide au moins en partie haute hors des enveloppes de ladite pluralité d'enveloppes. Cette caractéristique propose une évacuation du fluide hors de l'enveloppe au moins lorsque celle-ci arrive en partie haute, afin d'être acheminée en partie basse, avec le moins de travail possible dans le cas où la densité du matériau constitutif de l'enveloppe est inférieure à celle du milieu fluide, en vue de la réalisation d'un nouveau cycle moteur de bas en haut par l'enveloppe. L'évacuation du fluide hors de l'enveloppe peut se faire en plusieurs points répartis sur le déplacement de l'enveloppe de bas en haut selon le cas, notamment en vue d'éviter une pression relative trop importante des enveloppes en partie haute. Selon une caractéristique avantageuse, l'installation selon l'invention comprend en outre des moyens de recyclage dudit fluide retiré des enveloppes de ladite pluralité d'enveloppes au moins en partie haute, en vue d'utiliser l'énergie recueillie du fluide sous pression pour injecter le fluide en partie basse. Une telle caractéristique permet d'optimiser le rendement de l'installation selon l'invention, en minimisant le bilan de l'énergie dépensée pour l'injection du fluide dans les enveloppes. Selon une autre caractéristique, l'installation selon l'invention comprend en outre des moyens de liaison desdites enveloppes le long desdits moyens de câble de type en boucle, pour un déplacement desdites enveloppes de la partie haute vers la partie base. Cette caractéristique permet d'utiliser le câble pour acheminer les enveloppes une fois vidées de leur fluide, vers le bas de l'installation, c'est à dire lorsque leur volume a été réduit au minimum et que l'énergie pour leur déplacement dans le milieu fluide est minimale voire motrice dans le cas ou la densité des enveloppes est supérieure à celle de 5 15 20 25 30 35 40 l'eau et pour un déplacement vers le bas des enveloppes. Selon une caractéristique avantageuse, lesdits moyens de liaison des volumes ou des enveloppes le long desdits moyens de câble sont des moyens de liaison libérable. Cette caractéristique offre un moyen pour dissocier les volumes des moyens de câble le cas échéant, par exemple pour le retour des volumes en partie basse de l'installation, qui peut être réalisé sans que ces dernières suivent les moyens de câbles. Ainsi, il est possible d'envisager que les volumes ne soient connectées aux moyens de câbles que pour le mouvement moteur de bas en haut. Selon une caractéristique avantageuse, l'installation selon l'invention comprend en outre des moyens de pliage desdites enveloppes, disposés en partie haute. Cette caractéristique offre une possibilité de réduire l'encombrement de chaque enveloppe en vue d'un acheminement de celles-ci en partie basse nécessitant le moins de travail possible, afin d'améliorer le rendement de l'installation. Selon une caractéristique avantageuse, ledit milieu fluide comprend de l'eau, et ledit fluide injecté dans une enveloppe au moins de ladite pluralité d'enveloppes est constitué d'au moins un fluide gazeux. Le milieu marin par exemple constitue un milieu efficace pour l'application de l'installation selon l'invention, en ce que la poussée d'archimède est plus élevée à volume égal d'enveloppe, que dans un milieu fluide gazeux. En outre, le milieu marin à l'état naturel est largement répandu. Selon une caractéristique avantageuse, lesdits moyens d'injection comprennent : - des moyens de compression du fluide gazeux à un taux au moins égal à la pression du milieu en partie basse, - des moyens d'injection du fluide gazeux comprimé dans une enveloppe en partie basse. L'introduction du fluide dans une enveloppe à la pression du milieu ambiant entourant l'enveloppe en partie basse permet de garantir le contrôle du volume de l'enveloppe dès la partie basse, et donc le contrôle de la force de poussée appliquée selon le principe de la poussée d'Archimède dès le début du mouvement moteur. Selon une caractéristique avantageuse, l'installation selon l'invention comprend des moyens de guidage du déplacement de ladite pluralité de volumes selon une direction verticale. Les moyens de guidage peuvent avantageusement permettre d'optimiser le rendement de la poussée d'Archimède en ce qu'ils garantissent qu'aucune perte éventuelle de rendement due à une déviation du mouvement des volumes hors de la direction verticale, ne puisse se produire. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture qui suit de la description d'exemples de modes de réalisation d'une installation et d'un procédé selon l'invention, accompagnée des figures annexées, exemples donnés à titre illustratif non limitatif. La figure 1 représente une vue de côté, de manière schématique, d'un premier exemple de mode de réalisation d'une installation selon l'invention, permettant de générer un mouvement de rotation d'un arbre rotatif. 10 15 20 25 30 35 40

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La figure 2 représente une vue de côté, de manière schématique, d'un deuxième exemple de mode de réalisation d'une installation selon l'invention, permettant de générer un mouvement de rotation d'un arbre rotatif. La figure 3 représente une vue de côté, de manière schématique, d'un troisième exemple de mode de réalisation d'une installation selon l'invention, permettant de générer un mouvement de rotation d'un arbre rotatif. L'installation représentée schématiquement sur la figure 1, permettant de générer un mouvement de rotation d'un arbre 1 rotatif, comprend : - une pluralité d'enveloppes 2 respectivement apte à contenir un fluide 11 en sorte que les enveloppes 2 et le fluide 1 l contenu forment respectivement des volumes 30 dont la masse volumique est inférieure à celle du milieu fluide 3 destiné à les entourer, et soient aptes à se mouvoir dans le milieu 3 fluide du bas vers le haut sous l'effet de la poussée d'Archimède, définissant une partie basse 12 de l'installation et une partie haute 13 de celle-ci, - des moyens d'injection 4 du fluide 11 avantageusement dans chaque enveloppe 2 de la pluralité d'enveloppes 2, lorsque celle-ci est située en partie basse 12, - des moyens de transformation 5 du mouvement des enveloppes 2 contenant le fluide 11 du bas vers le haut dans le milieu 3 fluide en un mouvement de rotation de l'arbre rotatif 1. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, les enveloppes 2 de la pluralité d'enveloppes comprennent respectivement un matériau non extensible, par exemple une matière plastique souple, avantageusement dotée d'une structure de renfort en fibres, en sorte que le volume défini par chaque enveloppe 2 lorsque celle-ci est tendue reste constant ou sensiblement constant durant son mouvement de la partie basse 12 à la partie haute 13 de l'installation, sous l'effet de la poussée d'Archimède, malgré l'augmentation de la différence de pression entre le fluide 11 contenu dans une enveloppe 2 et le milieu 3 fluide ambiant l'enveloppant, durant son déplacement de bas en haut. S'agissant d'un matériau non extensible de densité inférieure à celle du milieu 3 fluide, l'enveloppe participera dans sa phase de déplacement ascendant au mouvement moteur contenant le fluide 11, et demandera un léger travail pour réaliser le déplacement du haut vers le bas de l'enveloppe 2 vidée de son fluide 11. S'agissant d'un matériau plus dense que l'eau, l'enveloppe produira un léger travail durant sa phase descendante, et en tout cas pourra descendre au point bas sous l'effet de la gravité, et viendra réduire légèrement l'effet de la poussée d'Archimède dans la phase ascendante de l'enveloppe 2 remplie de fluide 11. Le choix de la densité du matériau de l'enveloppe sera déterminé de préférence en fonction du mode d'acheminement des enveloppes 2 en partie basse, en sorte de minimiser le travail nécessaire à ce déplacement. Dans l'exemple de la figure 1, le milieu 3 fluide est de l'eau, et le fluide 11 injecté dans les enveloppes 2 est un fluide gazeux, quelconque, par exemple choisi par rapport à des critères de production, chimique ou mécanique, de coûts de revient faibles, et/ou de masse volumique réduite : cela peut être de l'air comprimé notamment. Dans le cas d'une production du fluide 11 gazeux par voie chimique, l'acétylène peut être utilisé, notamment avec récupération du gaz en partie haute après usage. 10 15 20 25 30 35 40 Sur la figure 1, la poussée d'Archimède appliquée à chaque enveloppe 2 a été représentée avec la référence 14. Les enveloppes 2 peuvent être toutes d'une forme semblable, par exemple sphérique comme représenté sur la figure 1, mais d'autres formes peuvent être utilisées, définissant un Cx favorable au déplacement de l'enveloppe 2 dans le milieu 3 fluide liquide, c'est à dire réduisant la traînée au maximum lors de la remontée des enveloppes 2 contenant le fluide 11. Les moyens de transformation 5 du mouvement des enveloppes 2 du bas vers le haut en un mouvement de rotation de l'arbre rotatif 1, selon l'exemple de la figure 1 comprennent avantageusement : - des moyens de câble 6 de type en boucle, connectés à l'arbre rotatif 1, s'étendant de la partie basse 12 à la partie haute 13 de l'installation, - des moyens 15 de liaison des enveloppes 2 de la pluralité d'enveloppes le long des moyens de câble 6, -des moyens de renvoi 7 des moyens de câble 6, disposés en partie haute 13, - des moyens de renvoi 8 des moyens de câble 6, disposés en partie basse 12, - l'arbre rotatif 1 étant avantageusement connecté à l'un des moyens de renvoi 7, 8 des moyens de câble, par exemple les moyens de renvoi 7 situés en partie haute 13. Le câble 6 est par exemple un câble métallique, ou une chaîne, ou analogue, suffisamment rigide pour résister à la traction due aux forces générées par la poussée d'Archimède, et aux forces de résistance de rotation de l'arbre rotatif 1, et suffisamment souple pour suivre la courbure des moyens de renvois 7 et 8. Les moyens de renvois 7, 8 sont par exemple constitués chacun d'une poulie de renvoi du câble 6, permettant de faire circuler le câble 6 en boucle fermée verticalement comme représenté sur la figure 1, entre les parties haute 13 et basse 12 de l'installation. La poulie de renvoi inférieure 8 sera avantageusement ancrée selon tous moyens connus, par exemple par câble 20 ou analogue, sur le sol 22 sur lequel le milieu 3 liquide repose, un tel ancrage permettant ainsi d'assurer, conjointement avec le câble 6, la fonction de moyens de guidage 20 du déplacement de la pluralité des enveloppes 2 dans le milieu 3 fluide selon la direction verticale 21. La poulie supérieure 7 de renvoi sera par exemple maintenue dans sa position haute 13, de préférence hors du milieu 3 fluide comme représenté sur la figure 1, par une station (non représentée) ancrée sur le sol 22 du milieu 3 fluide ou sur un bord 23 ferme de celui-ci selon les besoins et les possibilités en fonction du site dans lequel l'installation selon la figure 1 est placée. Il est également possible d'envisager la liaison des poulies de renvoi 7 et 8 définissant un entraxe pour le câble 6, au moyen d'un mât (non représenté) posé et ancré sur le sol du milieu ou flottant à la surface libre du milieu. Une extrémité de l'arbre rotatif 1 peut être en prise directe avec la poulie de renvoi 7 supérieure par exemple, ou de manière alternative, être en prise avec tout système de transmission du couple induit par le câble 6 sur une poulie de renvoi 7, 8 à l'arbre rotatif 1, par exemple une ligne de transmission par arbre rotatif et cardan (non représentée), cette ligne pouvant provenir de la poulie inférieure 8 le cas échéant. L'autre extrémité de l'arbre rotatif 1 est par exemple solidaire du rotor d'une génératrice 24 ou analogue afin de 10 15 20 25 30 35 40

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produire de l'électricité, cette génératrice pouvant être disposée en tout endroit approprié, par exemple sur le bord 23 solide entourant le milieu 3 comme représenté sur la figure 1, ou sur le fond 22 du milieu le cas échéant. Le rotor de la génératrice peut être en prise directe sur une poulie de renvoi 7, 8. Les moyens 15 de liaison des enveloppes 2 de la pluralité d'enveloppes le long des moyens de câble 6 peuvent être réalisés de toutes manières connues. Par exemple, la liaison d'une enveloppe 2 au câble peut être réalisée avec des moyens de liaison libérables du type de ceux utilisés pour la liaison des nacelles ou des cannes de traction sur les câbles dans les remontées mécaniques pour randonneur en montagne ou skieur. Ainsi, chaque enveloppe 2 stationne en partie basse 12 de l'installation, par exemple à proximité de la poulie 8 de renvoi inférieure afin d'être remplie de fluide 11, puis lorsque le remplissage est achevé, l'enveloppe 2 pleine de fluide 11 et ainsi soumise à une poussée d'Archimède 14 est embrayée sur le câble 6 qui se meut vers le haut sous l'effet de la traction induite par les enveloppes 2 supérieures déjà en prises sur la partie montante du câble 6, comme représenté sur la figure 1. L'enveloppe 2 ainsi nouvellement embrayée, participe à son tour à la motricité du câble durant son parcours de bas en haut. Lorsque l'enveloppe 2 arrive en partie haute 13, elle peut avantageusement être débrayée du câble afin d'être vidée de son fluide 11, de préférence lorsqu'elle est hors du milieu 3 fluide, par exemple dans une station 9 de vidage ou d'évacuation du fluide 11 ; une fois vidée, l'enveloppe 2 peut ànouveau être embrayée sur le câble 6 afin d'être acheminée par celui-ci en offrant le moins de résistance possible au déplacement dans l'eau, jusqu'à la partie basse 12 de l'installation pour recommencer un cycle moteur ascendant. La station d'évacuation 9 du fluide 11 hors des enveloppes 2 de la pluralité d'enveloppes, disposée de préférence en partie haute 13, est avantageusement composée d'un récupérateur (non représenté) du fluide 11 sous pression contenu dans chaque enveloppe 2 arrivant à la station 9, et comprend avantageusement des moyens de recyclage 16 dudit fluide retiré de chaque enveloppe 2 en partie haute 13, en vue d'utiliser l'énergie recueillie du fluide sous pression pour injecter le fluide 11 en partie basse 12, comme cela sera expliqué plus loin. Les moyens d'injection 4 comprennent avantageusement : - des moyens de compression 17 du fluide 11 gazeux à un taux au moins égal à la pression du milieu 3 fluide en partie basse 12, de préférence supérieur à celle-ci, - des moyens d'injection 18, 19 du fluide gazeux 11 comprimé dans une enveloppe 2 en partie basse 12 de l'installation. Les moyens de compression 17 peuvent adopter la forme d'une centrale de production de gaz comprimé (non représentée), de préférence sous la forme d'un gaz liquéfié stocké dans un réservoir approprié alimentant une buse d'injection 18 située en partie basse 12, par une canalisation 19 appropriée reliant le réservoir de stockage à la buse comme représenté sur la figure 1. De manière avantageuse, A l'effet d'utiliser l'énergie recueillie du fluide 1l sous pression contenu dans les enveloppes 2 en partie haute 13 et alors inutile pour le fonctionnement de l'installation, les moyens de recyclage 16 comprennent une canalisation d'amenée de ce fluide vers la centrale de production de gaz 10 15 20 25 30 35 40 comprimé en vue de récupérer son énergie pour la ré-injecter dans la production de gaz comprimé. Sur la figure 1, les enveloppes 2 étant conçues pour travailler à volume constant ou sensiblement constant du bas jusqu'en haut du milieu 3 fluide, la poussée d'Archimède 14 est-elle-même constante ou sensiblement constante pendant tout le déplacement de bas en haut d'une enveloppe 2. Par contre, la pression à laquelle doit résister l'enveloppe 2 est croissante de bas en haut, le fluide ayant été injecté au moins à la pression du milieu 3 en partie basse 12, de préférence à une pression supérieure à celle-ci, et le matériau doit en principe être choisi en fonction, afin de résister à la pression du point le plus haut. La poussée d'Archimède étant appliqué au centre de poussée du volume défini par l'enveloppe emplie de fluide 11, il y a création du couple sur le câble lorsque l'enveloppe est lié à celui- ci par un point de sa surface, comme représenté sur la figure 1. Ainsi, pour compenser ce couple, il est possible d'envisager une forme d'enveloppe 2 appropriée permettant une application de la poussée d'Archimède 14 suivant le câble 6, par exemple un tore (non représenté) entourant ce câble, éventuellement ouvert, ou d'adjoindre une autre enveloppe (non représentée) au même niveau sur le câble 6 mais située à l'opposé de la première afin de compenser les couples exercés en un point du câble. Les enveloppes 2 de la figures 1 travaillant à volume constant génère une vitesse de déplacement du câble constante ou sensiblement constante. Dans l'exemple représenté sur la figure 2, les éléments exerçant une fonction identique à celle des éléments correspondant sur la figure 1, sont représentés avec les mêmes références numériques. La différence essentielle de l'exemple de la figure 2 par rapport au premier exemple est que chaque enveloppe 2 de la pluralité d'enveloppes 2 est constituée d'un matériau extensible, par exemple un matériau élastique, en sorte que son volume augmente durant son mouvement de bas 12 en haut 13 dans le milieu 3 fluide sous l'effet de la poussée d'Archimède 14. Une autre différence est que l'installation selon la figure 2 comprend en outre des moyens de pliage 10 des enveloppes 2, disposés en partie haute. L'enveloppe 2 constituée d'un matériau élastique va voir son volume augmenter durant son déplacement du bas vers le haut, en raison de la diminution de la pression dans le milieu 3 fluide environnant externe à l'enveloppe 2 au fur et à mesure que celle-ci se rapproche de la surface libre, alors que la quantité de fluide contenu dans l'enveloppe reste constante de bas en haut, sous l'effet d'un équilibre des pressions interne et externe à l'enveloppe, et donc va voir la poussée d'Archimède 14 générée augmenter également en proportion de l'augmentation de volume. De ce fait, l'enveloppe 2 subit une accélération de bas en haut susceptible de générer une vitesse moyenne du câble supérieure à la vitesse générée par l'enveloppe 2 située en partie basse du milieu, induisant en fait une contre-productivité de cette enveloppe 2 dans la partie basse de son trajet ascendant jusqu'à ce que le volume de celle-ci atteigne la valeur correspondant à celle d'une enveloppe motrice. Ainsi, afin d'éviter une telle contre-productivité notable, il y aura lieu de contrôler la vitesse du câble 6, par exemple au moyen de la génératrice ou analogue accouplée à l'arbre rotatif 1, en sorte que cette vitesse de câble soit telle que l'enveloppe la plus petite soit 10 15 20 25 30 35 40 motrice. Dans l'exemple représenté sur la figure 3, les éléments exerçant une fonction identique à celle des éléments correspondant sur la figure 1, sont représentés avec les mêmes références numériques. La différence essentielle de l'exemple de la figure 3 par rapport au premier exemple est que chaque volume 30 de la pluralité de volumes 30 est constituée d'un matériau rigide, par exemple plein comme notamment du liège, du polystyrène expansé, ou analogue, ou par exemple creux comme une enveloppe rigide étanche en matière plastique contenant un gaz à l'intérieur, notamment de l'air, en sorte que sa masse volumique d'ensemble soit inférieure à celle du milieu fluide 3. Une autre différence est que l'installation selon la figure 3 comprend en outre des moyens d'acheminement des volumes 30 en partie basse 12 par un conduit 35 étanche au milieu fluide 3, dont l'extrémité haute est ouverte à l'air ambiant au dessus du milieu fluide 3, dont la pression intérieure est inférieure à la pression du milieu fluide en partie basse 12, et dont l'extrémité basse 36 est dotée d'un sas 37 en communication avec le milieu 3 fluide. La pression à l'intérieur du conduit 35 de la partie haute 13 à l'entrée du sas 37 pourra être de préférence la pression atmosphérique et ainsi les volumes 30 peuvent être acheminés dans le conduit 35 jusqu'au sas 37 par gravité, c'est à dire en produisant une énergie éventuellement récupérable, puis tranférés dans le milieu fluide 3 par l'intermédiaire du sas qui fonctionne selon tout moyen de sas connu, par exemple comme un sas de sous-marin, tantôt à la pression intérieure du conduit 35, tantôt à la pression du milieu fluide 3. Lorsqu'un volume 30 arrive dans le milieu fluide 3, il est guidé jusqu'au contact du câble 6, par exemple par une continuation du conduit 35 (non représentée), où les moyens de liaison 15 sont activés afin que le volume 30 soit en prise sur le câble. Une fois le volume 30 associé au câble 6, une trappe (non représentée) sur la continuation du conduit 35 peut libérer le volume afin qu'il puisse effectuer son déplacement vers le haut. Il sera noté que l'énergie dépensée pour le fonctionnement du sas, à savoir une injection d'un fluide gazeux à la pression égale ou supérieure à celle du milieu fluide 3 en partie basse 12 afin de chasser l'eau du sas, pourra être récupérée avant de libérer la porte du sas côté extrémité basse 36 du conduit 35, en vue de l'introduction dans le sas du volume 30 suivant résidant à l'extrémité basse du conduit 35. Sur la figure 3, les volumes 30 arrivant en partie haute 13 à partir de la partie basse 12, pourront être aiguillés vers un transporteur 38 utilisant avantageusement un système de câble (non représenté), afin d'être acheminés au dessus du conduit 35, comme représenté sur la figure 3 ; les volumes 30 étant liés au transporteur 38 par leur moyens de liaison 15 libérable de la même manière qu'ils sont liés au câble 6 durant leur déplacement du bas vers le haut. Un exemple de procédé selon l'invention, permettant de générer un mouvement de rotation d'un arbre 1 rotatif va maintenant être décrit. Il comprend les étapes suivantes : - disposer dans un milieu 3 fluide liquide une pluralité d'enveloppes 2, par exemple le long d'un câble 6 vertical tendu entre deux poulies de renvois 7 et 8, situées respectivement en partie haute 13 du milieu 3 ou de préférence au dessus de la surface libre du milieu 3 liquide, et en partie basse 12 de ce milieu 3 liquide, 10 15 20 25

12

- injecter un fluide 11 gazeux, obtenu par exemple à partir d'un procédé mécanique comprenant au moins une étape de compression du fluide, ou de manière alternative obtenu à partir d'un procédé chimique, à l'intérieur de chaque enveloppe 2 de la pluralité d'enveloppes lorsqu'elle se trouve en partie basse dans le milieu 3, en sorte que l'enveloppe 2 et le fluide 11 injecté ajouté forment un volume 30 dont la masse volumique est inférieure à celle du milieu fluide, et en sorte que chaque enveloppe 2 se déplace dans le milieu 3 fluide du bas 12 vers le haut 13 sous l'effet de la poussée d'Archimède 13 en entraînant le câble 6, - transformer le mouvement dans le milieu 3 liquide de chaque enveloppe 2 contenant le fluide 11 du bas 12 vers le haut 13, en un mouvement moteur de rotation de l'arbre rotatif 1, par exemple en connectant l'arbre rotatif à une poulie de renvoi 7, 8 entraînée en rotation par le câble 6, - évacuer avantageusement le fluide 11 hors de chaque enveloppe 2, par exemple lorsqu'elles arrivent chacune en position haute 13, - déplacer ensuite chaque enveloppe 2 vidée du fluide 11, du haut 13 vers le bas 12 dans le milieu 3 fluide, par exemple le long du câble 6, - injecter une deuxième fois un fluide 11 de masse volumique inférieure à celle du milieu 3 fluide, à l'intérieur de chaque enveloppe 2, lorsqu'elles arrivent respectivement en partie basse 12, en sorte que chaque enveloppe 2 se déplace à nouveau dans le milieu 3 fluide du bas 12 vers le haut 13 sous l'effet de la poussée d'Archimède 14, - renouveler le cycle de déplacement des enveloppes, afin de produire autant de temps moteurs ascendants que nécessaire en vue d'obtenir un mouvement de rotation continu de l'arbre rotatif 1. Les exemples d'installations décrits plus haut à l'aide des figures 1 ou 2 permettent de mettre en oeuvre un tel procédé. 10 15 20 25 30 35 40

Claims (4)

REVENDICATIONS

1. Procédé permettant de générer un mouvement de rotation d'un arbre (1) rotatif, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes : - disposer dans un milieu (3) fluide une pluralité de volumes (30) dont la masse volumique est inférieure à celle dudit milieu fluide, en sorte que lesdits volumes se déplacent dans ledit milieu fluide du bas vers le haut sous l'effet de la poussée d'Archimède (14), - transformer le mouvement dans ledit milieu desdits volumes du bas vers le haut, en un mouvement moteur de rotation de l'arbre rotatif.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape consistant à disposer dans un milieu (3) fluide une pluralité de volumes (30) dont la masse volumique est inférieure à celle dudit milieu fluide, en sorte que lesdits volumes se déplacent dans ledit milieu fluide du bas vers le haut sous l'effet de la poussée d'Archimède (14), comprend au moins les étapes suivantes : - disposer dans ledit milieu (3) fluide une pluralité d'enveloppes (2) constituant de manière partielle ladite pluralité de volumes (30), respectivement, - injecter un fluide (11) à l'intérieur d'une enveloppe au moins de ladite pluralité d'enveloppes, en sorte que la masse volumique de ladite enveloppe et du fluide injecté ajouté soit inférieure à celle dudit milieu fluide, ladite au moins une enveloppe formant un au moins desdits volumes de ladite pluralité de volumes.

3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à acheminer lesdits volumes (30) de la partie haute à la partie basse.

4. Procédé suivant les revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes suivantes : - évacuer ledit fluide (11) hors de ladite au moins une enveloppe (2) lorsque cette dernière est en position haute (13), - déplacer ladite au moins une enveloppe vidée dudit fluide du haut vers le bas (12) dans ledit milieu fluide, - injecter une deuxième fois un fluide à l'intérieur de ladite au moins une enveloppe, lorsque celle-ci arrive en partie basse, en sorte que la masse volumique de ladite enveloppe et du fluide injecté ajouté soit inférieure à celle dudit milieu fluide, et que ladite au moins une enveloppe se déplace dans ledit milieu fluide du bas vers le haut sous l'effet de la poussée d'Archimède. 8. Procédé suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'étape consistant à acheminer lesdits volumes de la partie haute vers la partie basse est effectuée dans un conduit à l'intérieur duquel la pression est inférieure à la pression dudit milieu fluide en partie basse. 9. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il consiste à produire ledit fluide (11) destiné à être injecté dans ladite au moins une enveloppe (2) à partir d'un procédé mécanique comprenant au moins une étape de compression du fluide. 10 15 20 25 30 35 407. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il consiste à produire ledit fluide (11) destiné à être injecté dans ladite au moins une enveloppe (2), à partir d'un procédé chimique. 8. Installation permettant de générer un mouvement de rotation d'un arbre (1) rotatif, caractérisée en ce qu'elle comprend : - une pluralité de volumes (30) dont la masse volumique est inférieure à celle d'un milieu (3) fluide destiné à les entourer, en sorte que lesdits volumes soient aptes à se mouvoir dans ledit milieu du bas vers le haut sous l'effet de la poussée d'Archimède (14), définissant une partie basse (12) de l'installation et une partie haute (13) de celle-ci, - des moyens de transformation (5) du mouvement desdits volumes du bas vers le haut dans ledit milieu fluide en un mouvement de rotation de l'arbre rotatif. 9. Installation suivant la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comprend : - une pluralité d'enveloppes (2) apte à contenir un fluide (11), en sorte que lesdites enveloppes et ledit fluide contenu forment respectivement lesdits volumes (30) dont la masse volumique est inférieure à celle dudit milieu fluide, et soient aptes à se mouvoir dans ledit milieu du bas vers le haut sous l'effet de la poussée d'Archimède (14), -des moyens d'injection (4) dudit fluide dans une enveloppe au moins de ladite pluralité d'enveloppes, située en partie basse. 10. Installation suivant la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'acheminement desdits volumes (30) en partie basse (12) par un conduit dont la pression intérieure est inférieure à la pression dudit milieu fluide en partie basse, et dont l'extrémité basse est dotée d'un sas en communication avec ledit milieu (3) fluide. 11. Installation suivant la revendication 9 ou 10, caractérisée en ce qu'une enveloppe (2) au moins de ladite pluralité d'enveloppes est constituée d'un matériau extensible en sorte que son volume augmente durant son mouvement de bas (12) en haut (13) dans le milieu (3) fluide sous l'effet de la poussée d'Archimède (14). 12. Installation suivant l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisée en ce qu'une enveloppe (2) au moins de ladite pluralité d'enveloppes comprend un matériau non extensible en sorte que le volume de l'enveloppe reste constant ou sensiblement constant durant son mouvement de bas (12) en haut (13) sous l'effet de la poussée d'Archimède (14). 13. Installation suivant l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisée en ce que les moyens de transformation (5) du mouvement des volumes (30) du bas (12) vers le haut (13) en un mouvement de rotation de l'arbre rotatif (1) comprennent : - des moyens de câble (6) de type en boucle, connectés à l'arbre rotatif, s'étendant de la partie basse (12) à la partie haute (13) de l'installation, - des moyens de liaison (15) des volumes de la pluralité de volumes (30) le long desdits moyens de câble pour un déplacement des volumes de la partie basse vers la partie haute, - des moyens de renvoi (7) desdits moyens de câble, disposés en partie haute (13), - des moyens de renvoi (8) desdits moyens de câble, disposés en partie basse (12). 14. Installation suivant la revendication 13, caractérisée en ce que l'arbre rotatif 10 15 20 25 30(1) est connecté à l'un desdits moyens de renvoi (7, 8) desdits moyens de câble. 15. Installation suivant l'une quelconque des revendications 9 à 14, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens d'évacuation (9) dudit fluide (11) au moins en partie haute (13) hors des enveloppes (2) de ladite pluralité d'enveloppes. 16. Installation suivant la revendication 15, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens de recyclage (16) dudit fluide (11) retiré des enveloppes (2) de ladite pluralité d'enveloppes au moins en partie haute (13), en vue d'utiliser l'énergie recueillie du fluide sous pression pour injecter le fluide (11) en partie basse (12). 17. Installation suivant les revendications 13 et 15, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens de liaison (15) desdites enveloppes (2) le long desdits moyens de câble (6) de type en boucle, pour un déplacement desdites enveloppes de la partie haute (13) vers la partie base (12). 18. Installation suivant la revendication 13 ou 17, caractérisée en ce que lesdits moyens de liaison (15) des volumes (30) ou des enveloppes (2) le long desdits moyens de câble (6) sont des moyens de liaison libérable. 19. Installation suivant l'une quelconque des revendications 9 à 18, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens de pliage (10) desdites enveloppes (2), disposés en partie haute. 20. Installation suivant l'une quelconque des revendications 9 à 19, caractérisée en ce que ledit milieu (3) fluide comprend de l'eau, et ledit fluide (11) injecté dans une enveloppe (2) au moins de ladite pluralité d'enveloppes est constitué d'au moins un fluide gazeux. 21. Installation suivant la revendication 20, caractérisée en ce que lesdits moyens d'injection (4) comprennent : - des moyens de compression (17) du fluide gazeux (11) à un taux au moins égal à la pression du milieu (3) fluide en partie basse (12), - des moyens d'injection (18, 19) du fluide gazeux (11) comprimé dans une enveloppe (2) en partie basse (12). 22. Installation suivant l'une quelconque des revendications 9 à 21, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de guidage (20) du déplacement de ladite pluralité de volumes (30) dans le milieu (3) fluide selon une direction verticale (21).