FR2985289A1 - METHOD FOR PRODUCING ELECTRICAL ENERGY FROM TIDE MOVEMENT AND MARKER INSTALLATION - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une installation marémotrice comprenant une turbine unidirectionnelle et une machine électrique tournante entraînée par ladite turbine unidirectionnelle, ladite turbine unidirectionnelle étant actionnée par le mouvement des marées. Cette installation comprend en outre : - un réservoir (5 ; 50) susceptible de se remplir à marée montante et de se vider à marée descendante ; - au moins une conduite (10) entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir en vue du remplissage du réservoir à marée montante et de la vidange du réservoir à marée descendante ; - ladite turbine unidirectionnelle (15) étant placée dans ladite conduite pour entraîner la machine électrique tournante (30) lors du remplissage et de la vidange du réservoir ; et des moyens (40, 43) pour fermer ou ouvrir ladite conduite.The invention relates to a tidal installation comprising a unidirectional turbine and a rotating electrical machine driven by said unidirectional turbine, said unidirectional turbine being actuated by the movement of the tides. This installation further comprises: a tank (5; 50) capable of filling at rising tide and emptying at tide down; at least one pipe (10) between the interior and the exterior of the tank for filling the tidal water tank and emptying the tank at low tide; said unidirectional turbine (15) being placed in said duct for driving the rotating electrical machine (30) during filling and emptying of the tank; and means (40, 43) for closing or opening said conduit.
Description
PROCEDE DE PRODUCTION D'ENERGIE ELECTRIQUE A PARTIR DU MOUVEMENT DES MAREES ET INSTALLATION MAREMOTRICE La présente invention concerne en premier lieu un procédé de production d'énergie électrique, et plus particulièrement un tel procédé utilisant une machine électrique tournante entraînée par une turbine unidirectionnelle actionnée par le mouvement des marées. The present invention relates first of all to a method for producing electrical energy, and more particularly to such a method using a rotary electric machine driven by a unidirectional turbine powered by a motor. The invention relates to a method for producing electric energy. the movement of the tides.
On connaît des installations marémotrices construites sur une côte maritime et comprenant un barrage fermant une anfractuosité de cette côte. C'est par exemple le cas de l'installation construite à l'embouchure de l'estuaire de la Rance, en France, où des turbines de type "bulbe" sont installées dans des conduites traversant le barrage. Ces turbines ont des pales orientables de sorte qu'elles tournent dans un sens ou dans l'autre suivant la direction du flux qui les entraîne, à marée montante ou à marée descendante. Les inconvénients de cette technologie sont liés au fait que ces turbines sont complexes, en raison des éléments mobiles notamment, et coûteuses à fabriquer et à maintenir en état. On connaît également des turbines unidirectionnelles, y compris dans des applications à des installations marémotrices. Une turbine unidirectionnelle est une turbine dont le sens de rotation est le même quel que soit la direction du flux qui la traverse. There are tidal installations built on a sea coast and including a dam closing an anfractuosity of this coast. This is for example the case of the facility built at the mouth of the Rance estuary in France, where "bulb" type turbines are installed in pipes crossing the dam. These turbines have steerable blades so that they rotate in one direction or the other in the direction of the flow that causes them, tide rising or tide down. The disadvantages of this technology are related to the fact that these turbines are complex, because of mobile elements in particular, and expensive to manufacture and maintain. Unidirectional turbines are also known, including in applications to tidal installations. A unidirectional turbine is a turbine whose direction of rotation is the same regardless of the direction of the flow that passes through it.
C'est ainsi que le document US 4,222,700 décrit une turbine unidirectionnelle possédant des aubes à section en chevron et prévoit son application à une installation marémotrice. D'autres types de turbines unidirectionnelles ont été proposés, essentiellement dans des applications éoliennes où il importe que les turbines (les "hélices" dans ce cas), ici à axe vertical, tournent dans le même sens quel que soit la direction du vent. Il est toutefois difficile dans une application marémotrice utilisant ce type de turbine de les faire fonctionner dans des conditions nominales optimales, compte tenu que le différentiel de pression entre l'amont et l'aval de la turbine varie en fonction de l'évolution de la marée. L'invention vise à pallier les inconvénients de l'art antérieur. Plus particulièrement, l'invention a pour but de fournir un procédé 5 de production d'énergie électrique et une installation marémotrice permettant de réduire les coûts de fabrication et de maintenance de cette installation par rapport aux installations connues. L'invention a également pour but de fournir une installation marémotrice dans laquelle la turbine fonctionne la plupart du temps dans 10 des conditions optimales, quelle que soit la phase de la marée que l'on considère. A cet effet, l'invention a tout d'abord pour objet un procédé de production d'énergie électrique à l'aide d'une machine électrique tournante entraînée par une turbine unidirectionnelle actionnée par le 15 mouvement des marées, ce procédé comprenant les étapes consistant à : réaliser un réservoir susceptible de se remplir à marée montante et de se vider à marée descendante ; ménager à proximité du fond du réservoir, au moins une conduite entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir en vue du remplissage du 20 réservoir à marée montante et de la vidange du réservoir à marée descendante ; placer une turbine unidirectionnelle dans ladite conduite pour entraîner une machine électrique tournante lors du remplissage et de la vidange du réservoir; et en utilisation : 25 fermer ladite conduite sensiblement à marée basse jusqu'à ce que la différence de niveau d'eau entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir atteigne une première valeur prédéterminée (négative) ; ouvrir alors ladite conduite pour permettre le remplissage du réservoir et l'entraînement de la machine électrique tournante par 30 l'intermédiaire de la turbine unidirectionnelle, sensiblement jusqu'à marée haute ; fermer ladite conduite sensiblement à marée haute jusqu'à ce que la différence de niveau d'eau entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir atteigne une deuxième valeur prédéterminée (positive) ; ouvrir alors ladite conduite pour permettre la vidange du réservoir et l'entraînement de la machine électrique tournante par l'intermédiaire de la turbine unidirectionnelle, sensiblement jusqu'à marée basse. On peut ainsi utiliser une turbine à aubes fixes, notamment une telle turbine dont les aubes sont à section en chevron. Il en résulte une réduction des coûts de fabrication et de maintenance de la turbine. Thus US 4,222,700 discloses a unidirectional turbine having chevron section blades and provides for its application to a tidal installation. Other types of unidirectional turbines have been proposed, mainly in wind turbine applications where it is important that the turbines (the "propellers" in this case), here with a vertical axis, rotate in the same direction regardless of the direction of the wind. However, it is difficult in a tidal application using this type of turbine to operate under optimal nominal conditions, given that the pressure differential between the upstream and downstream turbine varies with the evolution of the turbine. tide. The invention aims to overcome the disadvantages of the prior art. More particularly, the object of the invention is to provide a method of producing electrical energy and a tidal installation making it possible to reduce the manufacturing and maintenance costs of this installation compared to known installations. The invention also aims to provide a tidal installation in which the turbine operates most of the time in optimal conditions, regardless of the phase of the tide that is considered. For this purpose, the invention firstly relates to a method of producing electrical energy using a rotary electric machine driven by a unidirectional turbine driven by the movement of the tides, this method comprising the steps consisting of: making a reservoir that can fill at rising tide and empty at tide down; providing at least one pipe between the interior and the exterior of the tank near the bottom of the tank for filling the tidal reservoir and emptying the tank at tide; placing a unidirectional turbine in said conduit to drive a rotating electrical machine during filling and emptying of the tank; and in use: closing said pipe substantially at low tide until the water level difference between the inside and the outside of the tank reaches a first predetermined (negative) value; then opening said conduit to allow filling of the tank and driving of the rotating electrical machine through the unidirectional turbine, substantially until high tide; closing said pipe substantially at high tide until the difference in water level between the inside and the outside of the tank reaches a second predetermined (positive) value; then open said pipe to allow the emptying of the tank and the driving of the rotating electrical machine through the unidirectional turbine, substantially until low tide. It is thus possible to use a fixed blade turbine, in particular such a turbine whose blades are chevron section. This results in a reduction in turbine manufacturing and maintenance costs.
En fermant temporairement la conduite pendant les phases de marée faiblement montantes ou faiblement descendantes, et en mettant en conséquence à l'arrêt la turbine et la machine électrique tournante, on évite de faire tourner cet ensemble à de très faibles vitesses et avec de très mauvais rendements. By temporarily closing the pipe during the low tide or low tide phases, and consequently stopping the turbine and the rotating electrical machine, it is avoided to rotate this set at very low speeds and with very poor yields.
Dans un premier mode de mise en oeuvre particulier du procédé de l'invention, ledit réservoir est réalisé en fermant par un barrage une anfractuosité d'une côte maritime, telle qu'une anse ou un estuaire de fleuve, et ladite conduite est formée dans l'épaisseur dudit barrage. Le barrage peut par exemple être construit entre les extrémités d'une anse ou en travers de l'embouchure d'un estuaire. Cette construction s'effectue en ménageant une ou plusieurs conduites traversant le voile du barrage, dans laquelle est placée la turbine unidirectionnelle. A marée montante, la partie de la conduite située entre l'extrémité extérieure de la conduite (côté mer) et la turbine forme le canal d'amené de l'eau, et la partie de la conduite située entre la turbine et l'extrémité intérieure de la conduite (côté anfractuosité de la côte) forme le canal de décharge de l'eau. La situation est inversée à marée descendante. Dans un deuxième mode de mise en oeuvre particulier du procédé de l'invention, ledit réservoir est réalisé en construisant un bassin ayant un fond et des parois, le fond étant sensiblement au niveau de la marée basse et les parois s'élevant sensiblement au niveau de la marée haute, et ladite conduite est formée dans le fond ou une paroi du bassin. In a first particular mode of implementation of the method of the invention, said tank is made by closing by a dam an anfractuosity of a sea coast, such as a loop or a river estuary, and said pipe is formed in the thickness of said dam. The dam can for example be built between the ends of a loop or across the mouth of an estuary. This construction is done by providing one or more pipes through the dam dam, in which is placed the unidirectional turbine. At rising tide, the portion of the pipe located between the outer end of the pipe (sea side) and the turbine forms the water intake channel, and the portion of the pipe located between the turbine and the end The inside of the pipe (side of the crevice of the coast) forms the water discharge channel. The situation is reversed at tide. In a second particular embodiment of the method of the invention, said tank is made by constructing a basin having a bottom and walls, the bottom being substantially at low tide and the walls rising substantially at high tide, and said pipe is formed in the bottom or wall of the basin.
Egalement dans un mode de réalisation particulier, la différence de niveau d'eau entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir est maintenue sensiblement constante à ladite première (respectivement deuxième) valeur prédéterminée durant le remplissage (respectivement la vidange) 5 du réservoir, à l'exception de la fin de la phase de remplissage (respectivement la phase de vidange) où les niveaux tendent à s'égaliser. Ainsi, les caractéristiques de la turbine peuvent être choisies de manière à être optimales pour le différentiel de pression amont/aval correspondant à la différence de niveau d'eau. La turbine fonctionne 10 donc à son régime nominal pendant l'essentiel du cycle de marée. L'invention a également pour objet une installation marémotrice comprenant une turbine unidirectionnelle et une machine électrique tournante entraînée par ladite turbine unidirectionnelle, ladite turbine unidirectionnelle étant actionnée par le mouvement des marées, cette 15 installation comprenant en outre : un réservoir susceptible de se remplir à marée montante et de se vider à marée descendante ; au moins une conduite entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir en vue du remplissage du réservoir à marée montante et de la vidange du 20 réservoir à marée descendante ; ladite turbine unidirectionnelle étant placée dans ladite conduite pour entraîner la machine électrique tournante lors du remplissage et de la vidange du réservoir ; et des moyens pour fermer ou ouvrir ladite conduite. 25 Dans un premier mode de réalisation particulier de l'installation marémotrice de l'invention, ledit réservoir est formé d'une anfractuosité naturelle d'une côte maritime, telle qu'une anse ou l'estuaire d'un fleuve, et d'un barrage fermant ladite anfractuosité, ladite conduite étant formée dans l'épaisseur dudit barrage. 30 Plus particulièrement, ladite conduite peut présenter en coupe axiale une forme sensiblement en S, débouchant sensiblement horizontalement à l'intérieur et à l'extérieur du réservoir, ladite turbine unidirectionnelle étant disposée dans la partie médiane de la conduite avec son axe sensiblement vertical. Dans un deuxième mode de réalisation particulier de l'installation marémotrice de l'invention, ledit réservoir est formé d'un bassin ayant un fond et des parois, ladite conduite étant formée dans le fond ou une paroi du bassin. Plus particulièrement, ledit réservoir peut présenter une forme d'entonnoir, ladite turbine unidirectionnelle étant placée au fond dudit entonnoir avec son axe sensiblement vertical. Also in a particular embodiment, the difference in water level between the inside and outside of the tank is kept substantially constant at said first (respectively second) predetermined value during filling (respectively emptying) of the tank, with the exception of the end of the filling phase (respectively the emptying phase) where the levels tend to equalize. Thus, the characteristics of the turbine can be selected so as to be optimal for the upstream / downstream pressure differential corresponding to the difference in water level. The turbine therefore runs at its nominal speed during most of the tidal cycle. The invention also relates to a tidal installation comprising a unidirectional turbine and a rotating electrical machine driven by said unidirectional turbine, said unidirectional turbine being actuated by the movement of the tides, this installation further comprising: a reservoir capable of filling with tide rising and emptying at tide down; at least one pipe between the interior and the exterior of the tank for filling the tide tank and draining the tank at tide; said unidirectional turbine being placed in said conduit for driving the rotating electrical machine during filling and emptying of the tank; and means for closing or opening said conduit. In a first particular embodiment of the tidal installation of the invention, said reservoir is formed of a natural crevice of a sea coast, such as a cove or the estuary of a river, and of a dam closing said anfractuosity, said pipe being formed in the thickness of said dam. More particularly, said pipe may have in axial section a shape substantially S, opening substantially horizontally inside and outside the tank, said unidirectional turbine being disposed in the middle part of the pipe with its substantially vertical axis. In a second particular embodiment of the tidal installation of the invention, said tank is formed of a basin having a bottom and walls, said pipe being formed in the bottom or a wall of the basin. More particularly, said tank may have a funnel shape, said unidirectional turbine being placed at the bottom of said funnel with its substantially vertical axis.
Egalement dans un mode de réalisation particulier de l'installation marémotrice de l'invention, les moyens pour fermer ou ouvrir ladite conduite peuvent comprendre un clapet et des moyens de commande et d'actionnement de l'ouverture et de la fermeture dudit clapet. On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, deux modes 15 de réalisation de l'invention en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels : - les figures 1 à 7 illustrent de manière schématique les phases successives d'un procédé selon l'invention, - la figure 8 est une vue schématique en perspective d'une turbine 20 pouvant être utilisée dans la mise en oeuvre du procédé des figures 1 à 7, - la figure 9 est un plan de masse en coupe du barrage d'une installation marémotrice selon l'invention, - la figure 10 est une vue à plus grande échelle du détail X de la figure 25 9, et - la figure 11 illustre de manière schématique un autre mode de réalisation de l'invention en coupe selon un plan vertical. Si l'on se réfère aux figures 1 à 7, on voit un barrage 1 constitué d'un mur vertical 2, posé sur un radier 3 et soutenu de part et d'autre par 30 des contreforts 4. Le barrage 1 est par exemple construit entre les deux rives d'un estuaire (non représenté). Le barrage 1 délimite, avec les parties des berges de l'estuaire situées en amont du barrage, un réservoir de retenue 5. En aval du barrage se trouve donc la mer dont le niveau oscille en fonction des marées entre un niveau de marée haute 6 et un niveau de marée basse 7. Il ne sera pas tenu compte ici des coefficients de marée, sans incidence sur la description qui suit. Also in a particular embodiment of the tidal installation of the invention, the means for closing or opening said pipe may comprise a valve and means for controlling and actuating the opening and closing of said valve. Two embodiments of the invention will now be described, by way of nonlimiting example, with reference to the appended diagrammatic drawings in which: FIGS. 1 to 7 schematically illustrate the successive phases of a process according to the invention; FIG. 8 is a schematic perspective view of a turbine 20 that can be used in the implementation of the method of FIGS. 1 to 7, FIG. 9 is a sectional ground plane of the dam of an installation. According to the invention, FIG. 10 is an enlarged view of the detail X of FIG. 9, and FIG. 11 schematically illustrates another embodiment of the invention in section along a vertical plane. . With reference to FIGS. 1 to 7, there is shown a dam 1 consisting of a vertical wall 2, placed on a raft 3 and supported on either side by buttresses 4. The dam 1 is for example built between the two banks of an estuary (not shown). The dam 1 delimits, with the parts of the banks of the estuary located upstream of the dam, a reservoir of reservoir 5. Downstream of the dam is thus the sea whose level oscillates according to the tides between a level of high tide 6 and a low tide level 7. Tidal coefficients will not be taken into account here, without affecting the description that follows.
On se réfèrera maintenant plus particulièrement aux figures 9 et 10. On appellera ci-après l'intérieur du réservoir 5 le côté amont du barrage 1, et son extérieur le côté mer. Lors de la construction du barrage 1, des conduites 10 sont ménagées dans le mur 2 du barrage 1 entre les contreforts 4, 10 longitudinalement selon la longueur du barrage. Ces conduites 10 traversent le mur 2 pour relier l'intérieur et l'extérieur du réservoir 5. Une conduite 10 présente en coupe axiale une forme 11 sensiblement en S (figure 1), et débouche à ses extrémités à la fois à l'intérieur et à l'extérieur du réservoir 5 avec son axe horizontal. Une 15 inclinaison de l'axe de la conduite 10 avec l'horizontale à ses débouchés est néanmoins envisageable dans un but d'optimisation de l'écoulement de l'eau. Dans sa partie médiane, l'axe de la conduite 10 est vertical, et une turbine unidirectionnelle 15 est installée en cet emplacement sur des 20 supports non représentés, avec son axe vertical. La turbine unidirectionnelle 15 est ici composée d'un rotor 16 et de deux distributeurs 17 (un seul étant représenté à la figure 8), disposés de part et d'autre du rotor. Il est à noter que par souci de simplification, les distributeurs de la turbine 15 n'ont pas été représentés sur les figures 1 à 25 7, la turbine ayant été illustrée sur ces figures par la représentation schématique du rotor seul. Le rotor de la turbine 15 est composé d'un moyeu 20 (figure 8) sur lequel sont fixées des aubes 21 à section en chevron. Chaque distributeur 17 comporte des aubes 22 orientées pour diriger le flux liquide dans la 30 direction convenable pour actionner les aubes 21 de manière optimale quel que soit le sens d'écoulement de l'eau. De telles turbines unidirectionnelles, tournant dans le même sens quelle que soit la direction du flux qui l'entraîne, sont connues dans l'état de la technique, et celle-ci ne sera donc pas décrite plus en détail. Un alternateur 30 est accouplé à l'axe 31 de la turbine 15 (figure 9) de manière à fournir de l'électricité lorsque la turbine 15 est entraînée par le flux d'eau. Le système peut être réversible, de manière que la turbine 15 fonctionne en pompe lorsqu'elle est entraînée par la machine 30 alimentée en moteur électrique. L'installation selon l'invention comprend en outre un clapet destiné à fermer ou ouvrir la conduite 10. Pour une meilleure compréhension des dessins, ce clapet est représenté aux figures à la fois dans sa position fermée avec la référence 40 et dans sa position ouverte avec la référence 40'. Le clapet 40 est ici constitué par un panneau généralement plan monté pivotant autour d'un axe horizontal 41 sur une chape 42 (figure 10). La chape 42 est installée de toute manière convenable sur l'extérieur du mur 2 du barrage 1. Ainsi, le clapet 40 peut ici s'ouvrir vers l'extérieur du réservoir 5. Des moyens 43 de commande et d'actionnement de l'ouverture et de la fermeture du clapet 40 sont prévus pour assurer les mouvements du clapet 40. La commande peut être manuelle, ou asservie à des prévisions d'éphéméride des marées, ou asservie à des mesures de pression ou autres. La figure 11 décrit un autre mode de réalisation d'une installation marémotrice selon l'invention. Les éléments correspondants à ceux des figures précédemment décrites ont reçu la même référence. Il est à noter que par souci de simplification, les distributeurs de la turbine 15 n'ont pas été représentés sur la figure 11, la turbine 15 ayant été illustrée sur cette figure de manière figurative. Ici, le réservoir 5 est formé d'un bassin délimité par une construction en maçonnerie 50 réalisée de préférence à proximité du rivage d'une mer ou d'un océan bien entendu doté de marées, et installée sur le sol 51 par des supports non représentés, en mer ou à terre. Le bassin possède un fond 52 et des parois latérales 53. Referring now more particularly to FIGS. 9 and 10, the interior of the tank 5 will be referred to hereafter as the upstream side of the dam 1, and its outside as the sea side. During the construction of the dam 1, pipes 10 are provided. in the wall 2 of the dam 1 between the buttresses 4, 10 longitudinally along the length of the dam. These pipes 10 pass through the wall 2 to connect the inside and the outside of the tank 5. A pipe 10 presents in axial section a shape 11 substantially S (Figure 1), and opens at its ends both inside. and outside the tank 5 with its horizontal axis. An inclination of the axis of the pipe 10 with the horizontal at its outlets is nonetheless conceivable for the purpose of optimizing the flow of water. In its middle part, the axis of the pipe 10 is vertical, and a unidirectional turbine 15 is installed at this location on not shown supports, with its vertical axis. The unidirectional turbine 15 is here composed of a rotor 16 and two distributors 17 (only one shown in Figure 8), arranged on either side of the rotor. It should be noted that, for the sake of simplification, the distributors of the turbine 15 have not been shown in FIGS. 1 to 7, the turbine having been illustrated in these figures by the schematic representation of the rotor alone. The rotor of the turbine 15 is composed of a hub 20 (FIG. 8) on which vanes 21 with a chevron section are fixed. Each distributor 17 has vanes 22 oriented to direct the liquid flow in the proper direction to actuate the vanes 21 optimally regardless of the flow direction of the water. Such unidirectional turbines, rotating in the same direction irrespective of the direction of the flow which causes it, are known in the state of the art, and this will not be described in more detail. An alternator 30 is coupled to the axis 31 of the turbine 15 (Figure 9) so as to provide electricity when the turbine 15 is driven by the water flow. The system may be reversible, so that the turbine 15 operates as a pump when driven by the machine 30 powered by an electric motor. The installation according to the invention further comprises a valve intended to close or open the pipe 10. For a better understanding of the drawings, this valve is represented in the figures both in its closed position with the reference 40 and in its open position. with the reference 40 '. The valve 40 is constituted by a generally flat panel pivotally mounted about a horizontal axis 41 on a yoke 42 (Figure 10). The yoke 42 is installed in any suitable manner on the outside of the wall 2 of the dam 1. Thus, the valve 40 can here open towards the outside of the tank 5. Means 43 for controlling and actuating the opening and closing of the valve 40 are provided to ensure the movements of the valve 40. The control can be manual, or subject to forecasts ephemeris tides, or slaved to pressure or other measures. FIG. 11 describes another embodiment of a tidal installation according to the invention. The elements corresponding to those of the previously described figures have received the same reference. It should be noted that for the sake of simplification, the dispensers of the turbine 15 have not been shown in FIG. 11, the turbine 15 having been figuratively illustrated in this figure. Here, the reservoir 5 is formed of a basin delimited by a masonry construction 50 preferably made near the shore of a sea or ocean of course with tides, and installed on the floor 51 by non-existent supports. represented, at sea or on land. The basin has a bottom 52 and side walls 53.
Ce bassin possède, dans le mode de réalisation représenté, une forme d'entonnoir. Le bord supérieur 54 des parois latérales 53 de la maçonnerie 50 est ici légèrement plus haut que le niveau 6 de la marée haute et son fond 52 est sensiblement au niveau 7 de la marée basse. This basin has, in the embodiment shown, a funnel shape. The upper edge 54 of the side walls 53 of the masonry 50 is here slightly higher than the level 6 of the high tide and its bottom 52 is substantially at the level 7 of the low tide.
Le fond de la maçonnerie 50 est ouvert pour former la conduite 11 dans laquelle la turbine 15 telle que décrite ci-dessus avec ses distributeurs (non représentés sur la figure 11) est disposée avec son axe vertical, ainsi que le clapet 40 (40'). La turbine unidirectionnelle 15 est comme précédemment accouplée à un alternateur 30 par l'intermédiaire d'un arbre 31. La partie de la conduite 11 extérieure au bassin est reliée à la mer. On reviendra maintenant aux figures 1 à 7 pour décrire la commande et le fonctionnement de l'installation marémotrice qui vient d'être décrite en référence à ces dites figures. Il ira de soi pour l'homme 15 de métier que la commande et le fonctionnement de l'installation marémotrice de la figure 11 sont équivalents. Les figures 1 à 4 illustrent le remplissage du réservoir 5 et les figures 5 à 7 illustrent sa vidange. La figure 1 représente l'installation à marée basse et en début de 20 marée montante (phase I). Le clapet 40 est fermé. Le niveau du réservoir 5 est alors celui de la marée basse 7 (marée de 0 mètre). La marée est montante. La phase I débute à to. Cette phase s'étend jusqu'à ce que la marée atteigne un niveau 100 tel que sa différence de niveau avec celui du réservoir, c'est-à-dire entre 25 l'intérieur et l'extérieur du réservoir 5, atteigne la première valeur prédéterminée h1, par exemple 1,70 mètre, phase qui peut par exemple durer 1 heure (fin de la phase I à to + 1 heure). Aucun flux ne circule durant cette phase dans la conduite 11 et l'équipage mobile 15, 30 reste fixe. La première valeur prédéterminée hl est alors négative du fait que 30 le niveau à l'intérieur du réservoir est inférieur à celui de l'extérieur. Le clapet 40 est alors ouvert (position 40') et l'installation entre en phase II de fonctionnement (régime nominal). La figure 2 représente cette phase II de fonctionnement, par exemple à to + 1,5 heure, avec un niveau de marée 101 égal par exemple à 2,50 mètres. Durant cette phase, un flux circule dans la conduite 11 de l'extérieur à l'intérieur du réservoir conformément aux flèches F 1 et la turbine entraîne l'alternateur. Les caractéristiques de l'installation, notamment le débit de la ou des turbines, ont été déterminées par l'homme de métier, compte tenu de l'amenée éventuelle d'eau par le fleuve alimentant l'estuaire, de manière que la différence de niveau entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir 5 demeure constante, égale à h1. The bottom of the masonry 50 is open to form the pipe 11 in which the turbine 15 as described above with its distributors (not shown in Figure 11) is disposed with its vertical axis, and the valve 40 (40 ' ). The unidirectional turbine 15 is as previously coupled to an alternator 30 via a shaft 31. The portion of the pipe 11 outside the basin is connected to the sea. Referring now to FIGS. 1 to 7 to describe the control and the operation of the tidal installation that has just been described with reference to these figures. It will be understood by those skilled in the art that the control and operation of the tidal system of Figure 11 are equivalent. Figures 1 to 4 illustrate the filling of the tank 5 and Figures 5 to 7 illustrate its emptying. Figure 1 shows the installation at low tide and at the beginning of rising tide (phase I). The valve 40 is closed. The level of the tank 5 is that of the low tide 7 (tide of 0 meters). The tide is rising. Phase I begins at to. This phase extends until the tide reaches a level 100 such that its difference in level with that of the reservoir, that is to say between the inside and the outside of the tank 5, reaches the first level. predetermined value h1, for example 1.70 meters, which phase may for example last 1 hour (end of phase I to + 1 hour). No flow circulates during this phase in the pipe 11 and the moving element 15, 30 remains fixed. The first predetermined value h1 is then negative because the level inside the reservoir is lower than that of the outside. The valve 40 is then open (position 40 ') and the installation enters phase II of operation (rated speed). FIG. 2 represents this operating phase II, for example at + 1.5 hours, with a tidal level 101 equal, for example, to 2.50 meters. During this phase, a flow flows in line 11 from the outside inside the tank according to the arrows F 1 and the turbine drives the alternator. The characteristics of the installation, in particular the flow rate of the turbine or turbines, were determined by the person skilled in the art, taking into account the possible supply of water by the river feeding the estuary, so that the difference in level between the inside and the outside of the tank 5 remains constant, equal to h1.
La figure 3 montre l'installation dans la même phase II que celle de la figure 2, avec un niveau de marée 105 égal par exemple à 5 mètres à to + 3 heures. Le régime nominal demeure avec une différence de niveau entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir 5 égale à h1 et le flux se poursuit selon les flèches Fl. Figure 3 shows the installation in the same phase II as that of Figure 2, with a tidal level 105 equal for example to 5 meters to + 3 hours. The rated speed remains with a level difference between the inside and the outside of the tank 5 equal to h1 and the flow continues according to the arrows Fl.
Ce régime nominal cesse (entrée en phase III lorsque la différence de niveau h entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir 5 devient inférieure à h1 du fait que la marée devient peu à peu étale haute et que les niveaux intérieur et extérieur s'égalisent peu à peu (figure 4). Le clapet reste néanmoins ouvert (position 40') pour laisser les niveaux s'égaliser et le flux se poursuit selon les flèches F 1 avec un débit diminuant. Le clapet est fermé (position 40) à marée haute (to + 6 heures) alors que la différence de niveau entre l'intérieur et l'extérieur du réservoir 5 devient nulle. This nominal speed ceases (entered in phase III when the difference in level h between the inside and the outside of the tank 5 becomes lower than h1 because the tide gradually becomes high and the inner and outer levels The valve still remains open (position 40 ') to allow the levels to equalize and the flow continues according to the arrows F 1 with a decreasing flow rate The valve is closed (position 40) to high tide (to + 6 hours) while the difference in level between the inside and the outside of the tank 5 becomes zero.
L'installation entre alors en régime de marée descendante. Les différentes phases se reproduisent sensiblement à l'identique en inversant les niveaux intérieur et extérieur. La deuxième valeur prédéterminée h2 est maintenant positive du fait que le niveau à l'intérieur du réservoir est supérieur à celui de l'extérieur. Elle n'est d'ailleurs pas nécessairement égale en valeur absolue à h1 pour tenir compte d'éventuelles circonstances particulières à l'installation. La figure 5 est l'équivalente à marée descendante de la figure 1, la figure 6 est l'équivalente de la figure 2, et la figure 7 est l'équivalente de la figure 4. Les flèches F2 indiquent des flux en sens inverse des flèches Fl. Les phases de temps mort, c'est-à-dire la phase I à marée montante, par exemple comprise entre to et to + 1 heure comme indiqué plus haut à titre d'exemple, et la phase correspondante inverse à marée descendante, durant lesquelles aucun flux ne circule dans la conduite 11 et ne traverse donc la turbine 15, peuvent être compensées par une production d'électricité fournie par une ou plusieurs installations complémentaires comme décrites ci-dessous. The installation then enters the tide. The different phases reproduce substantially identically by inverting the inner and outer levels. The second predetermined value h2 is now positive because the level inside the reservoir is higher than that of the outside. It is not necessarily equal in absolute value to h1 to take into account any circumstances specific to the installation. Figure 5 is the tide equivalent of Figure 1, Figure 6 is the equivalent of Figure 2, and Figure 7 is the equivalent of Figure 4. Arrows F2 indicate flows in the opposite direction of Arrows Fl. The phases of dead time, that is to say phase I at rising tide, for example between to and to + 1 hour as indicated above as an example, and the corresponding phase reverse tide downstream, during which no flow circulates in the pipe 11 and therefore passes through the turbine 15, can be offset by a power generation provided by one or more additional facilities as described below.
Une installation complémentaire (non représentée) comprend par exemple un ou plusieurs réservoirs de gaz comprimé, notamment de l'air, qui sont remplis par un ou plusieurs compresseurs d'air. Le ou les compresseurs d'air sont entraînés en rotation au moyen d'un ou plusieurs moteurs électriques dont l'alimentation électrique est avantageusement fournie par l'alternateur 30 accouplé à la turbine 15, pendant la phase II à marée montante, et la phase correspondante inverse à marée descendante. Il est possible de concevoir que 20 % par exemple de la production d'électricité par l'alternateur 30 durant cette phase II et correspondante inverse soit affectée à la production d'air comprimé comme énergie relais. Cet air comprimé contenu dans le ou les réservoirs d'air comprimé alimentera un ou plusieurs moteurs à air comprimé durant la phase I et la phase correspondante inverse, pour faire tourner un plusieurs autres alternateurs reliés aux moteurs à air comprimé qui sont alimentés par le ou les réservoirs, en l'absence de flux traversant la turbine 15, et assurer ainsi une continuité de production d'électricité pour le réseau électrique alimenté par l'installation marémotrice décrite. An additional installation (not shown) comprises for example one or more tanks of compressed gas, in particular air, which are filled by one or more air compressors. The air compressor or compressors are rotated by means of one or more electric motors whose power supply is advantageously provided by the alternator 30 coupled to the turbine 15, during phase II at rising tide, and the phase corresponding inverse at tide. It is conceivable that, for example, 20% of the generation of electricity by the alternator 30 during this phase II and corresponding inverse is allocated to the production of compressed air as relay energy. This compressed air contained in the compressed air reservoir (s) will supply one or more compressed air engines during phase I and the corresponding reverse phase, to rotate one or more other alternators connected to the compressed air engines which are powered by the reservoirs, in the absence of flow through the turbine 15, and thus ensure continuity of electricity production for the electricity network supplied by the tidal installation described.
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