-1- L'invention présentée ici concerne un dispositif de récupération de l'énergie de la houle marine pour produire de l'électricité. Parmi les technologies connues, on trouve celle de la centrale hydroélectrique flottante tripode à élévateur dont les trois flotteurs captent les oscillations de tangage et de roulis, pour créer un phénomène de rotulage. La Centrale Flottante Tripode à Pendule Inerte (CFTPI), objet de la présente demande, permet de transformer directement le mouvement de rotulage généré par la houle en rotation de l'axe de la génératrice électrique. Rappelons le principe du captage de l'énergie de la houle par rotulage (Figure 2): Une plate-forme est constituée par un pont et trois flotteurs disposés en un triangle approximativement équilatéral. Deux flotteurs sont alignés avec la direction de propagation de l'onde de houle (flotteurs de tangage, côté bâbord). Le troisième flotteur (flotteur de roulis) est à égale distance des deux premiers, du côté tribord. Lorsque les flotteurs de tangage sont à une hauteur identique en chevauchant une crête, le flotteur de roulis est sur la ligne de crête et incline le pont à bâbord. Quand l'onde aura avancé de la moitié de sa longueur, les deux flotteurs de tangage seront à nouveau à même hauteur, mais en chevauchant un creux. Le flotteur de roulis sera dans un creux et inclinera le pont à tribord. Une demi-onde plus tard, le pont aura repris sa position initiale, inclinée à bâbord. Durant le cycle (celui de l'onde), le pont de la machine roule de bâbord à tribord, puis de tribord à bâbord. Simultanément, il tangue: de l'horizontale, il plonge vers l'avant, revient à l'horizontale puis penche vers l'arrière, et retrouve sa position initiale horizontale. La combinaison des deux oscillations roulis et tangage fait décrire à l'axe perpendiculaire au pont un cône inversé. Le pont est soumis à une inclinaison en perpétuel pivotement autour d'un axe vertical. Il s'agit d'un mouvement oscillo-pivotant constituant un rotulage. Cette composition d'oscillations fait décrire à la ligne de plus grande pente du pont incliné un balayage de 360 degrés par cycle de la houle. La Centrale Flottante Tripode à Pendule Inerte (CFTPI) transforme sans dispositif intermédiaire complexe le mouvement de rotulage en une rotation de l'axe de la génératrice produisant l'électricité. Ce dispositif est indépendant de toute force de réaction externe, selon le principe du système isolé. Il flotte librement comme une bouée en reposant sur ses trois flotteurs disposés en triangle. Il est inchavirable grâce à la masse du contrepoids fixé à l'extrémité inférieure du pendule inerte, lui-même positionné au centre de la plate-forme. La centrale est ancrée afin de ne pas être déplacée par le vent ou les courants marins. Cet ancrage est conçu de façon à ne pas contrarier les oscillations dues à la houle. Utilisant un cabestan à chacun des quatre angles du pont, un ancrage en Y à l'avant et un autre à l'arrière permettent d'adapter l'orientation de la centrale au sens de la houle. La technique de construction relève d'un chantier naval banal. L'architecture ne présente aucun défi technique notoire et utilise des matériaux et des composants facilement réalisables et recyclables. -2- Une forme de l'invention est décrite dans les pages suivantes à titre indicatif et nullement limitatif. Les dessins annexés illustrent l'invention. Figure 1: centrale flottant sur la houle (pour l'abrégé) Figure 2: principe physique du rotulage dû à la houle Figure 3: centrale vue de dessus Figure 4: centrale vue de dessous Figure 5: centrale vue en coupe Figure 6: cardan du pendule inerte et canal circulaire Figure 7: doigt à fourche et palette d'entraînement Figure 8: amplificateur de couple Figure 9: centrale fixée par tube télescopique La Centrale Flottante Tripode à Pendule Inerte (CFTPI) comporte différentes parties détaillées ci-après: 1)- PONT (Figures 1, 2, 3, 4, 6, 9) Le pont 1 de la centrale repose sur trois flotteurs: tangage avant 2, tangage arrière 3 et roulis 4, qui forment un triangle équilatéral. Les deux flotteurs de tangage sont disposés selon la direction de propagation de la houle. Ces trois flotteurs, qui assurent les oeuvres vives, sont de section constante et sont surmontés, chacun, d'un stabilisateur ayant une section conique croissante , afin de présenter une rétroaction stabilisante pour les fortes amplitudes de houle. De plus, aux quatre coins de la plate-forme rectangulaire, des stabilisateurs assurent la sécurité de la centrale pour les cas de gîte extrême: stabilisateurs avant bâbord 5, avant tribord 6, arrière bâbord 7 et arrière tribord 8. Une ossature constituée de trois arches 18 rigidifie la centrale tout en transmettant au doigt 21 le mouvement de rotulage. Elle sert de charpente pour un dôme de protection 17. Le pont comporte, en son centre, une articulation de type Cardan 11 (ou de type rotule à doigt) pour soutenir le pendule 10 qui peut ainsi conserver sa verticalité quelle que soit l'inclinaison imposée à la plate-forme par la houle. 2)- CANAL CIRCULAIRE (Figures 1, 4, 5, 6, 9) Un canal circulaire 15, centré par rapport à l'axe de la centrale, est ménagé dans le pont. Il contient un volume d'eau captif 16 appelé "goulée" qui se rassemble dans sa partie la plus basse. La masse de cette goulée crée un balourd et, du mouvement circulaire de celui-ci, naît une force centrifuge. La goulée est en rotation synchrone avec le mouvement de rotulage du pont. Le pont prend ainsi une gîte résultant de trois facteurs: a) le passage de la houle créant le rotulage, b) l'existence du balourd par la goulée, c) l'action de la force centrifuge due au déplacement circulaire de la goulée d'eau. 2935158 -3- Cet angle de gîte suit, en rotation, la ligne de plus grande pente du pont, constituant ainsi le rotulage autour de faxe vertical matérialisé par le pendule inerte 10. 3)- PENDULE INERTE (Figures 1, 3, 4, 5, 6, 8) Il est constitué d'une tige de forte section munie d'une suspension de Cardan 11 l'attachant au 5 centre du pont. Tous les mouvements angulaires entre pont et pendule sont libres, ce qui permet au pont d'osciller et de pivoter, mais pas de tourner sur lui-même. On obtiendrait le même fonctionnement avec une rotule à doigt. Une bague butoir 9, placée sur le pendule, définit l'angle maximal permis entre pendule et pont. Un lourd contrepoids 13 est fixé, à bonne profondeur, à l'extrémité inférieure du pendule pour 10 assurer la quasi verticalité permanente de ce dernier. Des ailettes de stabilisation 14 peuvent compléter l'effet du contrepoids. Le pont, soumis au mouvement de rotulage créé par la houle et amplifié par l'eau du canal circulaire 15, prend ainsi un angle de gîte par rapport à cette référence verticale. A l'extrémité haute du pendule, et dans son prolongement, est fixée la génératrice électrique 19 dont l'axe est muni d'une palette d'entraînement 20.The invention presented here relates to a device for recovering the energy of the marine swell to produce electricity. Among the known technologies, there is that of the floating tripod hydroelectric plant elevator whose three floats capture the pitching and rolling oscillations, to create a swiveling phenomenon. The Floating Tripod Inertial Pendulum Plant (CFTPI), object of the present application, allows to directly transform the swiveling motion generated by the swell in rotation of the axis of the electric generator. Recall the principle of the capture of swell energy by swiveling (Figure 2): A platform is constituted by a bridge and three floats arranged in an approximately equilateral triangle. Two floats are aligned with the direction of propagation of the wave of waves (pitch floats, port side). The third float (roll float) is equidistant from the first two on the starboard side. When the pitch floats are at an identical height overlapping a ridge, the roll float is on the crest line and tilts the deck to port. When the wave has advanced half its length, the two pitch floats will again be at the same height, but overlapping a hollow. The roll float will be in a recess and will tilt the deck to starboard. Half a wave later, the bridge will have returned to its original position, inclined to port. During the cycle (that of the wave), the bridge of the machine rolls from port to starboard, then from starboard to port. Simultaneously, he pitched: from the horizontal, he plunges forward, returns to the horizontal and then leans backwards, and returns to its initial horizontal position. The combination of the two roll and pitch oscillations causes the axis perpendicular to the bridge to describe an inverted cone. The bridge is tilted in perpetual pivoting about a vertical axis. It is an oscillating-pivoting movement constituting a swiveling. This composition of oscillations makes describe at the line of greater slope of the inclined bridge a scan of 360 degrees per cycle of the swell. The Inflatable Pendulum Tripod Floating Plant (CFTPI) transforms the swiveling movement into a rotation of the axis of the generator generating electricity without a complex intermediate device. This device is independent of any external reaction force, according to the principle of the isolated system. It floats freely like a buoy resting on its three floats arranged in a triangle. It is unviable thanks to the mass of the counterweight attached to the lower end of the inert pendulum, itself positioned in the center of the platform. The plant is anchored so as not to be moved by wind or sea currents. This anchorage is designed so as not to hinder oscillations due to waves. Using a capstan at each of the four corners of the bridge, a Y anchor at the front and a rear anchor make it possible to adapt the orientation of the power station to the direction of the swell. The construction technique is part of a common shipyard. The architecture presents no known technical challenges and uses readily available and recyclable materials and components. A form of the invention is described in the following pages as an indication and in no way limiting. The accompanying drawings illustrate the invention. Figure 1: Wave Floating Power Station (for the abstract) Figure 2: Wave Swiveling Physical Principle Figure 3: Power Station Figure 4: Power Station Figure 5: Power Station Figure 6: Power Station Figure 5: Power Station Figure 6: Power Station of the inert pendulum and circular channel Figure 7: fork finger and drive pallet Figure 8: torque amplifier Figure 9: central fixed by telescopic tube The Inverted Pendulum Floating Plant (CFTPI) has different parts detailed below: 1 ) - BRIDGE (Figures 1, 2, 3, 4, 6, 9) The bridge 1 of the plant is based on three floats: pitch before 2, back pitch 3 and roll 4, which form an equilateral triangle. The two pitch floats are arranged in the direction of propagation of the swell. These three floats, which ensure the live works, are of constant section and are surmounted, each one, of a stabilizer having an increasing conical section, in order to present a stabilizing feedback for the high amplitudes of waves. In addition, at the four corners of the rectangular platform, stabilizers ensure the safety of the plant for cases of extreme heeling: front stabilizers port 5, starboard front 6, rear port 7 and starboard rear 8. A frame consisting of three Arches 18 stiffens the central unit while transmitting finger 21 the swiveling movement. It serves as a framework for a protective dome 17. The bridge comprises, in its center, a cardan-type joint 11 (or finger-ball type) to support the pendulum 10 which can thus maintain its verticality regardless of the inclination imposed on the platform by the swell. 2) - CIRCULAR CHANNEL (Figures 1, 4, 5, 6, 9) A circular channel 15, centered with respect to the axis of the central, is formed in the bridge. It contains a volume of captive water 16 called "goulée" which gathers in its lowest part. The mass of this goulée creates an imbalance and, from the circular movement of it, a centrifugal force is born. The spout is in synchronous rotation with the swiveling movement of the bridge. The bridge thus takes a heel resulting from three factors: a) the passage of the swell creating the swiveling, b) the existence of unbalance by the goulée, c) the action of the centrifugal force due to the circular displacement of the goulée d 'water. This angle of heel follows, in rotation, the line of greatest slope of the bridge, thus constituting the rotulage around vertical faxe materialized by the inert pendulum 10. 3) - INERT STICK (Figures 1, 3, 4, 5, 6, 8) It consists of a rod of large section provided with a cardan suspension 11 attaching it to the center of the bridge. All the angular movements between bridge and pendulum are free, which allows the bridge to swing and rotate, but not to turn on itself. The same operation would be obtained with a finger ball joint. A bumper ring 9, placed on the pendulum, defines the maximum allowed angle between pendulum and bridge. A heavy counterweight 13 is attached, at good depth, to the lower end of the pendulum to ensure the near verticality of the latter. Stabilizing fins 14 can complement the effect of the counterweight. The bridge, subjected to the swiveling motion created by the swell and amplified by the water of the circular channel 15, thus takes a heeling angle with respect to this vertical reference. At the upper end of the pendulum, and in its extension, is fixed the electric generator 19 whose axis is provided with a drive pallet 20.
15 Un soufflet d'étanchéité 12 est placé autour de l'articulation de Cardan du pendule pour interdire à l'eau de mer de pénétrer dans la centrale. 4)- DOIGT A FOURCHE ET PALETTE D'ENTRAINEMENT (Figures 1, 5, 7, 8) Une palette plane 20 montée sur l'axe de la génératrice 19 assure la rotation de cette dernière sous l'influence de la force engendrée par le mouvement de rotulage du pont. Cette force motrice est 20 constamment perpendiculaire à la surface de la palette. Elle est exercée sur la palette par un doigt à fourche 21 solidaire du pont 1 par les arches 18. Ce doigt, libre en rotation, possède un évidement central dans lequel la palette 20 peut coulisser. Afin de transmettre l'importante force tout en permettant le glissement entre les deux pièces, le contact entre la fourche du doigt et la surface de la palette est assurée soit par des rouleaux, soit par des champs de billes soit, encore, par des matières à très faible coefficient 25 de frottement. La courbure générale de la palette 20 est proche de celle d'un arc de cercle afin de recueillir, pour tout angle de gîte, la pression du doigt précité. Palette et doigt sont en contact permanent, quel que soit l'écart angulaire entre eux. Une variante pour la fonction de transmission du couple à la génératrice peut être constituée par 30 un premier levier solidaire de l'axe de la génératrice 19 et relié par pivot à un seconde levier dont l'extrémité comporte un alésage. Cet alésage permet au doigt 21 , simplement cylindrique et non fourchu dans cette variante, de coulisser tout en décrivant sa trajectoire créée par le rotulage. Le débattement angulaire des deux leviers s'effectue dans un plan perpendiculaire à l'axe vertical de la génératrice (axe du pendule). 35 5)- AMPLIFICATEUR DE COUPLE (Figure 8) La Centrale Flottante Tripode à Pendule Inerte présentée ci-dessus fonctionne avec le doigt à fourche 21 fixé au sommet des arches 18, la trajectoire du doigt étant celle du cône de rotulage. 2935158 -4- Dans le but d'accroître le moment de la force motrice appliquée à la génératrice 19, il est ajouté un Amplificateur de Couple qui permet d'agrandir cette trajectoire. Au déplacement du doigt 21 généré par le rotulage du pont 1 transmis par les arches 18, s'ajoute celui dû à deux chariots mobiles combinés 22 et 23. Le doigt 21 se déplace selon deux axes 5 perpendiculaires entre eux et parallèles au pont, de sorte qu'il décrive, autour de l'axe du pendule inerte 10, une trajectoire de plus grand rayon que celui du cône de rotulage initial généré par la houle. La distance doigt ù axe de la génératrice étant plus grande, le moment du couple est augmenté. Guidé par des rails de roulis 24, le doigt 21 se déplace donc sur un chariot de roulis 22, lui-même monté à l'intérieur d'un chariot de tangage 23, guidé par des rails de tangage 25 solidaires du 10 pont. Les déplacements du chariot de roulis sur ses rails de guidage sont provoqués par le jeu du tirant primaire 26, du tirant secondaire 27 et du levier oscillant 28. Les déplacements du chariot de tangage sur ses rails de guidage sont provoqués par le jeu du tirant primaire 29, du tirant secondaire 30 et du levier oscillant 31. Ces leviers et tirants sont articulés grâce à des rotules 32. Un effet de bascule des leviers 15 oscillants a lieu grâce aux pivots 33 solidaires du pont de la centrale. La position des rotules et des pivots est telle que cet effet de décalage du doigt existe pour tout angle de gîte. Ce dispositif de chariots mobiles jouant le rôle d'amplificateur de couple permet un fonctionnement même sur des houles de faible amplitude et de grande longueur d'onde. 6)- GENERATRICE (Figure 1, 5) 20 Fixée à l'extrémité haute du pendule, la génératrice électrique 19 tourne grâce au moment de la force qui s'exerce perpendiculairement sur la palette 20 par le doigt à fourche 21 au cours du rotulage. L'énergie électrique délivrée est envoyée à terre par un câble sous-marin. Suivant le type de génératrice utilisé un multiplicateur de tours peut s'avérer nécessaire. 7)- REMPLACEMENT DU PENDULE PAR UN TUBE TELESCOPIQUE (Figure 9) 25 Pour exploiter l'augmentation de l'amplitude de la houle dans les zones de hauts-fonds, la partie inférieure du pendule 10 prend la forme d'un tube télescopique 34 à embase scellée ou posée sur le fond marin. La section des tubes coulissants doit interdire toute rotation axiale (par exemple, section hexagonale). La référence verticale nécessaire au fonctionnement de la centrale est ainsi parfaitement assurée, 30 tout en permettant à la centrale de suivre le marnage. L'effet de shoaling dirigeant la houle perpendiculairement au rivage dans les zones de hauts-fonds, et le tube télescopique 10 étant fixé à sa base, l'ancrage devient inutile. A sealing bellows 12 is placed around the pendulum's cardan joint to prevent seawater from entering the plant. 4) - FORK FINGER AND DRIVE PALLET (Figures 1, 5, 7, 8) A flat pallet 20 mounted on the axis of the generator 19 rotates the latter under the influence of the force generated by the swiveling movement of the bridge. This driving force is constantly perpendicular to the surface of the pallet. It is exerted on the pallet by a forked finger 21 secured to the bridge 1 by the arches 18. This finger, free in rotation, has a central recess in which the pallet 20 can slide. In order to transmit the large force while allowing the sliding between the two parts, the contact between the fork of the finger and the surface of the pallet is ensured either by rollers, by fields of balls or again by materials at very low coefficient of friction. The general curvature of the pallet 20 is close to that of a circular arc in order to collect, for any angle of heel, the pressure of the aforementioned finger. Palette and finger are in permanent contact, regardless of the angular difference between them. An alternative for the torque transmission function to the generator may be constituted by a first lever integral with the axis of the generator 19 and pivotally connected to a second lever whose end has a bore. This bore allows the finger 21, simply cylindrical and not forked in this variant, to slide while describing its path created by the swiveling. The angular deflection of the two levers takes place in a plane perpendicular to the vertical axis of the generator (axis of the pendulum). 35 5) TORQUE AMPLIFIER (FIG. 8) The Inverted Pendulum Floating Power Station presented above operates with the forked finger 21 fixed to the top of the arches 18, the trajectory of the finger being that of the swiveling cone. In order to increase the moment of the driving force applied to the generator 19, a Torque Amplifier is added which makes it possible to enlarge this trajectory. To the displacement of the finger 21 generated by the swiveling of the bridge 1 transmitted by the arches 18, is added that due to two combined mobile carriages 22 and 23. The finger 21 moves along two axes 5 perpendicular to each other and parallel to the bridge, so that it describes, around the axis of the inert pendulum 10, a trajectory of greater radius than that of the initial swiveling cone generated by the swell. Since the distance between the finger and the axis of the generator is greater, the torque moment is increased. Guided by roll rails 24, the finger 21 thus moves on a roll carriage 22, itself mounted inside a pitch carriage 23, guided by pitch rails 25 integral with the bridge. The movements of the roll carriage on its guide rails are caused by the play of the primary tie rod 26, the secondary tie 27 and the oscillating lever 28. The movements of the pitch carriage on its guide rails are caused by the play of the primary tie rod 29, the secondary tie 30 and the swing lever 31. These levers and tie rods are articulated by means of ball joints 32. A rocking effect of the oscillating levers 15 is achieved by the pivots 33 integral with the bridge of the power station. The position of the ball joints and pivots is such that this finger shift effect exists for any heeling angle. This mobile trolley device acting as a torque amplifier allows operation even on waves of low amplitude and long wavelength. 6) - GENERATOR (Figure 1, 5) 20 Attached to the upper end of the pendulum, the electric generator 19 rotates thanks to the moment of the force which is exerted perpendicularly on the pallet 20 by the forked finger 21 during the swiveling . The electrical energy delivered is sent to shore by an underwater cable. Depending on the type of generator used a multiplier of turns may be required. 7) - REPLACEMENT OF THE PENDULUM BY A TELESCOPIC TUBE (FIG. 9) To exploit the increase in the amplitude of the swell in the shallow areas, the lower part of the pendulum 10 takes the form of a telescopic tube 34 with a sealed base or placed on the seabed. The section of the sliding tubes must prohibit any axial rotation (for example, hexagonal section). The vertical reference necessary for the operation of the plant is thus perfectly ensured, while allowing the plant to follow the tidal range. With the shoaling effect directing the swell perpendicular to the shoreline in the shallow areas, and the telescopic tube being attached to its base, anchoring becomes unnecessary.