FR2985549A1 - Dispositif de colonne oscillante pour convertir l'energie des vagues en energie hydraulique utilisable - Google Patents

Dispositif de colonne oscillante pour convertir l'energie des vagues en energie hydraulique utilisable Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un dispositif permettant de convertir l'énergie des vagues sous forme d'énergie hydraulique, il comporte : - une colonne cylindrique (1) verticale avec à la base un cône (2) reposant sur un socle (3) muni d'un support (9) à rotule (4). - trois pompes hydrauliques (6) disposées à 120 degrés dans un plan horizontal et fixées à la colonne (1) et au socle (3) par l'intermédiaire de rotules situées au niveau des fixations (5) et (10). Des tuyauteries (12) relient les pompes (6) à un local situé à terre. Les forces exercées par les vagues et le ressac entraînent les inclinaisons de la colonne ce qui actionne les pompes hydrauliques et ceci quelle que soit la direction des vagues.

Description

La présente invention concerne un dispositif permettant de convertir l'énergie des vagues sous forme d'énergie hydraulique utilisable. Energie de la houle et des vague La houle crée par le vent au large se propage dans la mer par trains de vagues assez régulières. En Europe, côté Océan Atlantique la puissance moyenne de la houle et des vagues est estimée selon les sites de 30 à 60 kW par mètre linéaire compté dans le sens longitudinal des vagues. Les régions les plus favorisées en Europe correspondent aux côtes Ouest de l'Espagne, du Portugal, de la France et du Royaume Uni. En Méditerranée, la puissance moyenne est estimée à 10 kW par mètre linéaire. Etat de la technique antérieure De nombreuses techniques de récupération de l'énergie de la houle et des vagues ont donné lieu à des expérimentations dont certaines se poursuivent encore actuellement ; on peut citer pour les plus récentes : - les cylindres horizontaux flottants, reliés entre eux et récupérant l'énergie au niveau des articulations de liaison inter-cylindres : système PELAMIS. - les flotteurs comportant à l'intérieur une masse mobile ou oscillante sous l'effet de la houle, le mouvement de cette masse étant utilisé pour produire de l'énergie, par exemple le système de barge avec une masse mobile sur rails ; le système SEAREV avec roue pendulaire actionnant des pompes hydrauliques haute pression. - les dispositifs comportant plusieurs flotteurs basculants : système Oyster. - les flotteurs à déplacements verticaux, reliés par des bras mobiles à une structure support : systèmes Wave Star et Wave Energy module. - le dispositif d'entonnoir à vagues réalisant la surélévation de la masse d'eau : système Wave Dragon. - les dispositifs à volets ou panneaux immergés et basculants, exemple : Waveroller. - les dispositifs à colonne d'eau oscillante produisant de l'air sous pression, par 30 exemple le projet LIMPET. 2 9 8 5 5 4 9 -2- - les bouées produisant de l'énergie hydraulique ou électrique par déplacement vertical guidé. Certains dispositifs n'utilisent qu'une composante des mouvements de la houle et des vagues d'où il en résulte de faibles rendements. Ces différentes techniques, 5 souvent complexes, se sont révélées pour certaines fragiles en cas de tempêtes, et par ailleurs, les puissances développées apparaissent faibles en comparaison avec celles obtenues par les éoliennes. Exposé général de l'invention La présente invention concerne un dispositif permettant de convertir l'énergie des 10 vagues en énergie hydraulique moyenne ou haute pression, et cela plus particulièrement dans les zones côtières où l'amplitude des marées est faible, par exemple pour les plus connues, en Méditerranée, aux Antilles et dans le golfe du Mexique. Ce dispositif destiné à être installé à proximité immédiate d'une côte rocheuse ou d'une digue comprend trois ensembles : 15 - une colonne cylindrique dont l'axe est vertical, comportant une partie inférieure de forme conique qui repose sur un socle par l'intermédiaire d'une rotule permettant l'inclinaison de la colonne dans toutes les directions. En partie basse de la colonne, trois pointe d'attache disposés à 120 degrés dans un plan horizontal reçoivent les fixations supérieures de pompes hydrauliques. 20 Dans une première variante, la colonne est constituée par trois cylindres liés ensemble et raccordés en partie inférieure à un cône unique reposant sur le socle par l'intermédiaire d'une rotule ; cette disposition permet d'augmenter la poussée de la vague pour la direction la plus fréquente de la houle. Dans une seconde variante, la colonne est de forme tronconique, la partie supérieure étant la plus 25 évasée pour favoriser le basculement sous l'action des vagues. Les deux variantes peuvent être combinées. - un socle posé et fixé au fond de la mer ou sur une plateforme immergée; ce socle comporte en son centre un élément conique supportant la rotule de la colonne et latéralement trois points d'attache disposés à 120 degrés dans un plan 30 horizontal et recevant les fixations inférieures de pompes hydrauliques. - trois pompes hydrauliques à moyenne ou haute pression et mouvements 2 9 8 5 5 4 9 - 3 - alternatifs sont fixées à la colonne et au socle par l'intermédiaire de rotules. Des tuyauteries, en partie flexibles au niveau du socle, relient les pompes à un local énergie situé à terre. Principe de fonctionnement : les forces exercée par les vagues et le ressac, 5 entraînent les inclinaisons de la colonne ce qui met en action les pompes hydrauliques et ceci quelle que soit la direction des vagues et du ressac, il en résulte un rendement productif élevé. Enoncé des figures La figure 1 représente une vue latérale par rapport à la direction des vagues du 10 dispositif comprenant de haut en bas : la colonne, les pompes hydrauliques et le socle. La figure 2 représente l'ensemble du dispositif vu de dessus. La figure 3 représente l'ensemble du dispositif vu de dessus de la première variante. 15 La figure 4 représente une vue latérale du dispositif correspondant à la seconde variante. Exposé détaillé de l'invention Le dispositif conforme à l'invention permettant de convertir l'énergie des vagues sous forme d'énergie hydraulique moyenne ou haute pression comprend trois 20 ensembles : - une colonne cylindrique (1) d'axe vertical, fermée des deux cotés, lestée à l'intérieur en partie basse et dont la partie inférieure (2) de forme conique repose sur un socle (3) par 'Intermédiaire d'une rotule (4) ou d'un cardan, ce qui permet l'inclinaison 0 de la colonne sous la poussée de la vague incidente. En partie 25 basse de la colonne (1), trois points d'attache (5) disposés dans un plan horizontal à 120 degrés reçoivent les fixations supérieures des pompes hydrauliques (6). Dans une première variante la colonne est constituée par trois cylindres (7) liés ensembles et raccordés en partie inférieure à un cône ou à un élément en forme de trièdre (13) reposant sur le socle (3) par l'intermédiaire d'une rotule (4) ou d'un cardan. Dans une seconde variante la colonne (8) est réalisée de forme tronconique, la partie supérieure étant la plus évasée. 2 9 8 5 5 4 9 -4- - un socle (3) posé horizontalement et fixé au fond de la mer ou sur une plateforme immergée ; ce socle comporte en son centre une partie conique (9) supportant la fixation de la rotule (4) ou du cardan de la colonne (1). Latéralement trois points d'attache (10) disposés à 120 degrés reçoivent les 5 fixations inférieures des pompes hydrauliques (6). - trois pompes hydrauliques (6) à moyenne ou haute pression et mouvements alternatifs sont fixées à la colonne (1) et au socle (3) par l'intermédiaire de rotules ou cardans situés au niveau des fixations (5) et (10) ; des ressorts de rappel (11) liés aux pompes permettent le retour de la colonne (1) en position 10 verticale. Un ensemble de tuyauteries (12) relie les pompes (6) à un local énergie situé à terre. Il doit être entendu que la description qui précède est donnée à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en 15 remplaçant les ensembles et équipements décrits par d'autres équivalents. Applications industrielles La présente invention, principalement destinée aux zones côtières ou l'amplitude des marées est faible, présente comme avantages d'une part le fait d'être omnidirectionnel et d'autre part la possibilité de récupérer non seulement 20 l'énergie des vagues incidentes mais également celle du ressac. Cette invention présente également un avantage à caractère écologique, en effet elle ne nécessite aucune installation importante sur la côte et ne modifie en rien l'aspect général du paysage. Ce dispositif de conversion de l'énergie des vagues peut être installé en grand nombre le long des côtes des mers et des grands lacs qui 25 disposent de potentiels énergétiques favorables ; il permet avec des moyens classiques installés à terre de transformer l'énergie hydraulique produite en énergie électrique et également, si le site le permet, le stockage de l'énergie sous forme d'eau montée dans un bassin de retenue disposant de surélévation et de volume importants.

Claims (4)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif permettant de convertir l'énergie des REVENDICATIONS1. Dispositif permettant de convertir l'énergie des vagues sous forme d'énergie hydraulique utilisable caractérisé en ce qu'il comporte trois ensembles interdépendants : - une colonne cylindrique (1) fermée, d'axe vertical, dont la partie inférieure (2) de forme conique repose sur un socle (3) par l'intermédiaire d'une rotule (4) ou d'un cardan. En partie basse de la colonne (1) trois points d'attache (5) disposés à 120 degrés dans un plan horizontal reçoivent les fixations supérieures de pompes hydrauliques (6). - un socle (3) horizontal posé et fixé au fond de la mer ou sur une plateforme immergée ; ce socle comporte en son centre un élément conique (9) supportant la colonne (1) par l'intermédiaire d'une rotule (4) ou d'un cardan. Latéralement trois points d'attache (10) disposés à 120 degrés reçoivent les fixations inférieures de pompes hydrauliques (6). - trois pompes hydrauliques (6) à moyenne ou haute pression fixées à la colonne (1) et au socle (3) par l'intermédiaire de rotules ou cardans situés au niveau des fixations (5) et (10) ; ces pompes sont munies de ressorts de rappel (11) assurant le retour de la colonne en position verticale. Des tuyauteries (12) relient les pompes (6) à un local situé à terre.
  2. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la colonne (7) est 20 constituée par trois cylindres liés ensemble et raccordés à la partie inférieure par un cône reposant sur le socle (3) par l'intermédiaire d'une rotule (4) ou d'un cardan.
  3. 3 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la colonne (8) est de forme tronconique, la partie supérieure étant plus évasée. 25
  4. 4 - Dispositif selon les revendications 2 et 3 caractérisé en ce que la colonne est constituée de trois cylindres de forme tronconique dont les parties supérieures sont plus évasées.
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