FR2990476A1 - Eolienne sur support flottant comportant un systeme de maintien de l'eolienne en position priviligiee - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne une éolienne sur support flottant comportent: o des moyens de découplage (4) des mouvements du mat par rapport aux mouvements du support flottant ; o des moyens de maintien (5) du mat dans une position privilégiée, lesdits moyens de maintien étant solidaires du mat, et indépendants des mouvements du support flottant.

Description

9904 76 1 L'objet de cette invention concerne les éoliennes installées en mer sur un support flottant. Plus particulièrement, l'invention concerne un système de maintien de l'éolienne dans une position privilégiée, telle que la verticale. L'invention s'applique aux éoliennes à axe de rotation horizontal ou à axe 5 de rotation vertical. Pour une éolienne à axe horizontal, les pales (généralement deux ou trois équi-réparties) tournent suivant un plan quasi vertical positionnée en avant du mat face au vent (il existe également des pales tournant sous le vent donc en arrière du mat). Les pales sont fixées à un rotor qui tourne suivant un axe 10 quasi horizontal. Le rotor entraine un système transformant l'énergie mécanique de rotation en énergie électrique, la génératrice. L'ensemble rotor-génératrice est contenu dans la nacelle qui a la possibilité de s'orienter par rotation suivant l'axe du mat. Le mat est généralement de forme faiblement tronconique avec un axe quasi vertical. 15 Pour une éolienne à axe vertical, les pales sont quasi verticales également réparties sur une circonférence qui en son centre comporte le rotor vertical relié à la génératrice qui transmets son couple de force réactif à son support qui est le support flottant. Dans le cas d'une éolienne standard, la nacelle. peut porter deux ou trois 20 pales (par exemple de longueur environ 60 m) fixées à un rotor qui entraine, suivant les technologies utilisées une génératrice électrique par l'intermédiaire d'un multiplicateur réducteur de vitesse, ou directement à aimants permanents et des accessoires tels que le système d'orientation des pales, des transformateurs électriques, un système hydraulique, la ventilation. La 25 structure de la nacelle repose sur une couronne d'orientation, elle-même supportée par le mat. La nacelle doit être en permanence orientée en azimut pour avoir le plan de rotation des pales mis face au vent. Pour cela la nacelle est mobile en rotation par rapport à l'axe du mat, par l'entrainement d'un (ou de plusieurs) 30 engrenages motorisés, coopérant avec une couronne dentée.

Cependant, le système "éolienne sur support flottant" est soumis à un ensemble de forces complexes agissant suivant différentes directions, ayant différentes valeurs, statiques, périodiques, apériodiques. Ces forces, liées et interdépendantes, proviennent des effets du vent sur les pales et la nacelle, du mat, du support flottant, des lignes d'ancrages et des effets du vent, des vagues et des courants sur ce support flottant. De ce fait, le mat n'a plus sa position privilégiée, c'est-à-dire la position qui permet d'orienter le plan de rotation des pales perpendiculairement au vent, comme l'illustre la figure 1. Le mat solidaire d'un support flottant aura . -- tendance à s'incliner dans le sens du vent par la force de poussée du vent sur le plan de rotation des pales. Cela a pour conséquence une perte d'efficacité de production électrique puisque le plan de rotation des pales n'est plus orienté quasi perpendiculaire à la direction du vent et par un vent fort des contraintes mécaniques cycliques importantes sont appliquées aux pales pouvant entrainer leurs usures et destructions prématurées. Il est donc nécessaire de stabiliser l'éolienne dans cette position privilégiée de plan de rotation des pales perpendiculairement au vent, pour optimiser le fonctionnement de l'éolienne. Aucune éolienne ne comporte de moyens passifs pour stabiliser la position du mat.

Ainsi, la présente invention concerne une éolienne sur support flottant, comportant un système de stabilisation passif de la position du mat. Ce système comporte des moyens de découplage des mouvements du mat par rapport aux mouvements du support flottant, et des moyens de maintien du mat solidaires du mat, et indépendants des mouvements du support flottant.

De façon générale, l'invention concerne une éolienne (1) sur support flottant (3), dont les moyens de liaison du mat (2) d'éolienne sur le support flottant comportent : - des moyens de découplage (4) des mouvements du mat par rapport aux mouvements du support flottant ; - des moyens de maintien (5) du mat dans une position privilégiée, lesdits moyens de maintien étant solidaires du mat, et indépendants des mouvements du support flottant. Les moyens de découplage (4) peuvent comporter des éléments 5 déformables, tels que des ressorts ou des composés élastomères. Les moyens de découplage (4) peuvent également être de type rotule. Enfin, les moyens de découplage (4) peuvent être composés d'un système de type cardan. Selon un mode de réalisation, les moyens de maintien comportent un bras en prolongement du mat sous le support flottant, auquel est fixé une masse. 10 Selon un mode de réalisation, les moyens de maintien comportent un bras en prolongement du mat sous le support flottant, auquel est fixée une structure reliée par au moins un câble au fond de la mer. Le câble peut constituer une ligne d'ancrage caténaire, ou tendue, ou semi-tendue. La structure peut comporter un écarteur de câble pour écarter le point de fixation 15 du câble de l'axe du mat. Selon un autre mode de réalisation, le support flottant (3) est relié en rotation à un élément, tel qu'une bouée, positionné en surface et fixé au fond de la mer. Selon ce mode de réalisation, les moyens de maintien peuvent comporter un bras en prolongement du mat sous le support flottant, auquel est 20 fixé un bras latéral au bout duquel est fixée une masse, le bras latéral et sa masse étant disposés de façon à s'opposer au moment de renversement subi par l'éolienne et produite par le vent. L'invention sera mieux comprise et ses avantages apparaîtront plus 25 clairement à la lecture des exemples ci-après, nullement limitatifs, et illustrés par les figures ci-après annexées, parmi lesquelles: la figure 1 illustre le principe de transmission des mouvements du support flottant au mat, modifiant la position privilégiée de l'éolienne. Les figures 2A et 2B illustrent un exemple d'éolienne (1) selon l'invention. 30 La figure 2B illustre l'effet des moyens de découplage par rapport à la force du vent.

La figure 3 illustre des moyens de découplage (4) comportant des éléments déformables, tels que des ressorts ou des décomposés élastomères. La figure 4 illustre des moyens de découplage (4) de type rotule. La figure 5A illustre des moyens de découplage (4) comportant un système de type cardan disposé en extérieur au mat La figure 5B illustre suivant un autre mode de réalisation des moyens de découplage (4) comportant un système de type cardan disposé en intérieur du mat La figure 6 montre les moyens de maintien comportent une extension en prolongement du mat sous le support flottant, auquel est fixée une structure type écarteur reliée par câble au fond de la mer. La figure 7 illustre le principe des lignes d'ancrage parallèle qui peuvent être "semi-tendue permettant le maintient du mat vertical en présence de vent., - La figure 8A illustre le principe de maintien vertical du mat avec et sans vent par une structure de type écarteur relié par des câbles parallèles au fond marin. La figure 8B illustre le principe de maintien du mat en contre gite par une structure de type écarteur relié par des câbles qui sont écartés à la base au fond marin. La figure 9A illustre une éolienne sur support flottant ancrée à une bouée et pouvant tourner autour. les pales sont orientées face au vent, le mat et mis en contre gite au moyen d'un bras écarteur et d'une masse pesante La figure 9B illustre le même principe que 8A avec une éolienne et des pales orientées sous le vent L'objet de la présente invention concerne la stabilisation dans une position privilégiée d'une éolienne sur support flottant. On appelle mat de l'éolienne le mat pour une éolienne à axe horizontal et 30 l'axe du rotor pour une éolienne à axe vertical.

La figure 2A illustre un exemple d'éolienne (1) sur support flottant (3) selon l'invention, dont les moyens de liaison du mat (2) d'éolienne sur le support flottant (3) comportent : des moyens de découplage (4) des mouvements du mat par rapport aux mouvements du support flottant ; des moyens de maintien (5) du mat dans une position privilégiée, ces moyens de maintien étant solidaires du mat, et indépendants des mouvements du support flottant.

Les moyens de découplage (4) Les éoliennes sont actuellement fixées rigidement sur leurs supports flottants. De ce fait les mouvements du support flottant sont directement transmis à l'éolienne, le mat de celle-ci ayant alors une position fonction de celle du support flottant. De même, les mouvements de l'éolienne sont transmis au support flottant. Au contraire, les moyens de découplage selon l'invention, permettent de découpler les mouvements du mat par rapport aux mouvements du suppôrt flottant, et réciproquement, comme l'illustre la figure 2B. Les mouvements du support flottant dépendent de son environnement extérieur, le vent et la mer, mais également des actions conjuguées des différents éléments : le vent, les vagues, la houle et les courants marins. Par le découplage mécanique, les mouvements du support flottant ne sont pas transmis à l'éolienne. Selon un premier mode de réalisation (figure 3), les moyens de découplage 25 (4) comportent des éléments déformables, tels que des ressorts ou des composés élastomères. Ces éléments peuvent être positionnés sur le pourtour de la base du mat. Selon un second mode de réalisation (figure 4), les moyens de découplage (4) sont de type rotule. Ces moyens peuvent alors se composer de deux 30 couronnes de formes complémentaires sphériques, séparées par des roulements, ou un matériau élastomère antifriction. Des moyens de buté limitent la rotation d'une couronne sur l'autre. Selon un troisième mode de réalisation (figure 5A), les moyens de découplage (4) composent un système de type cardan disposé en extérieur du 5 mat. Le cardan est de préférence de type annulaire avec passage central pour obtenir une continuité mécanique entre le mat et le prolongement. Il permet la rotation suivant deux axes orthogonaux sensiblement horizontaux, notés X et Y. Le cardan reprend le poids total de l'éolienne et découple les mouvements 10 de rotation suivant les axes orthogonaux X et Y entre le support flottant et l'éolienne. De ce fait l'éolienne est maintenue quasi verticale par les moyens de maintien et cela indépendamment des mouvements du support flottant. Le mat et son prolongement inférieur (figure 9A) passent au travers de la couronne du cardan supportée par l'axe X. Le support flottant reprends ce 15 poids suivant l'axe perpendiculaire Y. Le cardan est composé de deux axes de rotation indépendant et orthogonaux notés X et Y. L'axe X est fixé à l'extérieur du mat, perpendiculairement à celui-ci, libre de rotation par rapport à la couronne annulaire et de préférence suivant la direction principale du flotteur. L'axe Y est fixé à la couronne annulaire, perpendiculairement à X et libre de 20 rotation par rapport à des supports solidaires du flotteur. L'axe Y est orienté de préférence suivant la direction transverse du flotteur pour permettre si nécessaire le basculement du mat sur son support flottant (figure 9B). Les axes X et Y reprennent tous le poids de l'éolienne. Selon un autre mode de réalisation, le cardan annulaire est placé à 25 l'intérieur de la structure (figure 5B) Grâce à l'utilisation de moyens de découplage, les mouvements de rotations du support flottant dus aux conditions de la mer ne sont pas transmis à l'éolienne. Le support flottant reprend, par sa flottabilité, le poids total de 30 l'éolienne sans pour autant subir les contraintes de basculement (moment d'encastrement) du mat. A titre d'exemple, la poussée axiale sur le rotor est d'environ 100 tonnes pour une éolienne à axe horizontal de puissance 5-6 MW (avec une nacelle pesant 350 tonnes) pour une vitesse de vent de l'ordre de 12m/s. La poussée aérodynamique qui s'exerce sur la surface balayée par la rotation des pales engendre, par l'intermédiaire du mat, un moment de basculement considérable qui s'applique sur le support flottant. Le mat d'environ 100 m de hauteur par rapport à la ligne de flottaison, constitue un bras de levier important qu'il est nécessaire de contrebalancer lorsque le mat est fixé de manière rigide au flotteur. L'utilisation de moyens de découplage permet de s'affranchir de ce moment d'encastrement.

Les moyens de maintien (5) Les moyens de maintien (5) du mat dans une position privilégiée sont solidaires du mat, et indépendants des mouvements du support flottant. Selon un mode de réalisation (figure 2A et 2B), les moyens de maintien comportent un bras en prolongement, ou extension, du mat sous le support flottant, auquel est fixée une masse pesante. L'effet pendulaire induit par la masse et le prolongement jouant le rôle de bras de levier, stabilise dans une position privilégiée le mat de l'éolienne et s'oppose à son basculement. En effet, lorsque le mat de l'éolienne a tendance à s'incliner sous l'effet de la poussée du vent sur les pales, l'effet pendulaire de rappel redresse le mat en position quasi verticale. Le moment de la force de rappel de la masse pesante écartée de sa position d'équilibre qui s'applique à la composante de longueur de l'extension du bras de levier du prolongement s'oppose au moment de la force aérodynamique produite par la poussée du vent sur l'ensemble des pales en rotation appliquée à la longueur , contribuant ainsi à redresser l'éolienne. Le prolongement du mat de longueur Li entre les moyens de découplage (4) avec son extrémité comportant une masse pesante M assure par l'effet pendulaire de la force de gravité appliquée à la masse noté Mg et du moment de cette force par le produit MgL1, le maintient vertical le mat de l'éolienne.

En présence de vent, la poussée du vent sur la surface balayée par les pales qui pour une éolienne à axe horizontal est la section de rotation des pales, est une force Fi appliquée suivant l'axe du rotor de direction quasi horizontale. Cette force Fi s'applique à la longueur Li de mat entre les moyens de découplage (4) et le rotor, crée un moment de force de basculement par son moment égal à la longueur de mat entre les moyens de découplage (4) 5 et le rotor Ml= Fi cosi qui produit une inclinaison d'un angle i du mat autour de son point de rotation les moyens de découplage (4). Cette inclinaison est transmise par les moyens de découplage (4) au prolongement pour un même angle i. La masse pesante M écartée de son point d'équilibre vertical produit un moment de rappel M2= Mg.L.sini s'oppose au moment de la force Fi 10 induite par la poussée du vent sur la surface balayée par les pales appliquée à la longueur du mat. Pour une géométrie adaptée de la longueur du prolongement et de la valeur de la masse, le couple de rappel produit par l'éolienne sous les moyens de découplage (4) est suffisamment important pour s'opposer en présence de 15 vent au couple de basculement de l'éolienne, cela pour ramener le mat en position quasi-verticale (ou dans une position privilégiée faiblement inclinée par rapport à la verticale). Exemple de réalisation : 20 Le prolongement du mat, immergé sous le support flottant, peut être composé de différents tronçons, de flotteurs de ballastage et d'éléments de raccordement. Ces éléments de raccordement peuvent être en forme de treillis ou composé d'ensembles de tubes parallèles reliés entre eux par des plaques. La structure du prolongement doit être suffisamment rigide pour transmettre 25 le moment de la force de rappel et en complément constituer un amortisseur hydrodynamique des mouvements de pilonnement du support flottant. Pour cela des plaques de métal sont soudées perpendiculaires aux ensembles de tubes verticaux constituant le prolongement. Ces plaques qui rigidifient la partie prolongement constituent des amortisseurs hydrauliques des 30 mouvements verticaux du support flottant. Ces amortisseurs passifs (donc sans dépense d'énergie extérieure) limitent l'amplitude verticale du 2 9904 76 9 mouvement de pilonnement du support flottant, mouvements retransmis par le cardan à 'éolienne. La masse peut être disposée dans un container en équi-pression avec le milieu extérieur. C'est une structure métallique de type panier contenant généralement du minerai de fer, peu couteux et performant. La masse estimée est de l'ordre de 700 tonnes, cette masse sera calculée en fonction de l'effet de pendule recherché. Avec une densité moyenne de 4 (en tenant compte de l'espace inter blocs) le volume du panier est de 175m3 = 5x5x7m Selon un autre mode de réalisation (figure 6), les moyens de maintien comportent un bras en prolongement du mat sous le support flottant, auquel est fixée une structure reliée par câble au fond de la mer. En complément de l'effet pendulaire pour maintenir l'éolienne dans une position privilégiée, on utilise la force de la poussée du vent sur les pales, force transmise par le mat et le prolongement, aux lignes d'ancrages et éventuellement à un écarteur. L'effort appliqué, proportionnel à la vitesse du vent, assure le maintient quasi vertical du mat de l'éolienne. a) Ligne d'ancrage dite "souple" ou "semi-tendue" (figure 7) Les supports flottants, type TLP par exemple, sont généralement maintenus à une distance constante par rapport au fond de la mer par un ensemble de lignes hyper tendues soumises à d'importantes tractions cycliques. Ces forces de traction sont fonction de l'état de la mer et plus particulièrement de la variation du niveau de la mer. Pour cela, le support 25 flottant s'enfonce plus ou moins dans l'eau lorsque le niveau de l'eau monte et inversement tout en gardant en permanence les lignes d'ancrages tendues. De telles lignes d'ancrages hyper tendues peuvent annuler les effets souhaités du découplage, selon l'invention, des mouvements du support flottant par rapport aux mouvements de la partie éolienne. 30 Pour éviter cet inconvénient, on utilise, selon un mode préférentiel de l'invention, des lignes d'ancrage dites "souples" ou "semi-tendues".

Ces lignes d'ancrage "souples" ou "semi-tendues" peuvent être de préférence en matériaux synthétiques, comme du polyester. Elles comportent à leurs extrémités haute et basse des tronçons de chaines en acier pour éviter le contact de la ligne polyester avec le sol marin ou avec le support flottant. La sur-longueur des lignes permet au support flottant de suivre le niveau de la mer, variable avec la marée. b) Écarteur de lignes d'ancrage (figure 8A et 8B) Selon un autre mode réalisation, on utilise au moins un écarteur Ude lignes d'ancrages est un élément mécanique rigide fixé perpendiculairement au moyen de maintien (prolongement du mat) ou au mat lui-même. Un tel écarteur de câble a pour but d'écarter le point de fixation du câble de l'axe du mat. Pour obtenir une position stable du mat il y aura de préférence trois ou quatre écarteurs également répartis. Les lignes d'ancrages peuvent être fixées aux extrémités des écarteurs, chaque ligne reprenant la force de rappel assurant la stabilité du système flottant. De préférence, les lignes d'ancrages tendues ou semi-tendues sont fixées à l'extrémité de l'écarteur suivant la géométrie d'un parallélogramme déformable. Par construction l'écarteur reste toujours parallèle au sol marin (supposé horizontal) de sorte que l'extension et le mat restent verticaux. L'écarteur peut être fixé perpendiculairement à l'extension, et positionné à différent niveau du prolongement, en pied du prolongement, au milieu, sous la surface à la flottaison, ou en surface entre les moyens de découplage et la ligne de flottaison ou au dessus des moyens de découplage.

L'écarteur peut, suivant un mode particulier, être par construction repliable le long du mat puis maintenu horizontal par des câbles. Les lignes d'ancrages sont fixées aux extrémités de chaque écarteur. Les lignes d'ancrage sont de préférence calculées pour permettre au support flottant des déplacements suivant les axes X, Y, Z sans contraintes d'efforts pour les lignes d'ancrages en l'absence de vent ou par vent faible et en présence de marées.

Ainsi, plusieurs géométries d'écarteurs et de lignes d'ancrages sont proposées : Ancrages caténaires fixés à l'écarteur en pied de l'extension Ancrages par lignes tendues ou semi-tendues fixées à l'écarteur en pied de l'extension o les lignes d'ancrages tendues ou semi-tendues sont parallèles deux à deux et l'écarteur est fixé à la base de l'extension. (Fig 8.A) o Les lignes d'ancrages sont légèrement écartées à la base au niveau de l'ancrage avec le fond marin (Fig 8B) o les différents positionnements de l'écarteur sur l'extension Selon ces configurations, les lignes d'ancrage peuvent être utilisées pour reprendre les efforts et contribuer à redresser le mat. Les lignes d'ancrages faiblement tendues sont reliées à un écarteur qui est fixé en son milieu 15 perpendiculairement à l'extension. Suivant la configuration de lignes d'ancrages tendues ou semi-tendues parallèles deux à deux et l'écarteur est fixé à la base de l'extension. (Fig 8.A) Ces lignes d'ancrage forment par géométrie un parallélogramme déformable, géométrie telle que l'écarteur reste toujours parallèle au fond 20 marin (supposé horizontal). Comme l'écarteur reste par géométrie toujours parallèle à une référence horizontale, l'extension et le mat (ou l'axe de rotation pour une éolienne à axe vertical) restent en position verticale, même sous l'effet d'une force de traction comme celle appliquée par le support flottant aux lignes d'ancrages (qui restent maintenues parallèles). Cet effet de correction de 25 verticalité s'applique automatiquement pour des vents moyennement forts à très forts par la force de poussée du vent sur la section de rotation des pales. Cette force, suivant la direction du vent, est transmise au rotor et par le mat au support flottant qui sous l'action de cet effort se déplace latéralement suivant la direction du vent dans la limite des ancrages et de leurs 30 allongements.

Suivant la configuration particulière de lignes d'ancrages légèrement écartées à la base au niveau de l'ancrage avec le fond marin (Fig.8B) Lorsque le support flottant se déplace latéralement sous l'effet du vent, les lignes d'ancrages se tendent à l'opposé de la direction du vent. Suivant cette 5 configuration la tension sur les lignes d'ancrage est appliquée à l'extrémité de l'extension produit une sur correction d'inclinaison qui tend à incliner le mat à l'opposé de la direction du vent. Cette sur-correction est maximale lorsque les trois points: point d'ancrage au sol, point de fixation en extrémité de l'extension et le point de rotation au cardan sont alignés. Cette configuration 10 est intéressant pour les vents dit "fort" de vitesse 15 à 30 m/s, Cette sur correction s'ajoute à l'effet pendulaire pour le maintient du mat vertical Avantages -En termes de fabrication. La reprise du moment de basculement par les 15 moyens de maintien (5) devrait réduire de façon considérable les dimensions du support flottant (en particulier selon les directions horizontales). Cette réduction des dimensions devrait se répercuter par une réduction des coûts de fabrication du support flottant, le surcoût additionnel restant le cardan, l'extension et la masse pesante. 20 'En terme d'utilisation: Le maintien de la partie éolienne en position verticale, ou sensiblement verticale, sur son support flottant devrait permettre un meilleur positionnement du plan de rotation des pales faces au vent et donc: Rendement électrique amélioré, 25 Diminution de la maintenance, ou d'une durée de fonctionnement allongée, Et final une diminution du coût du MW-hr produit. L'utilisation de moyens de découplage (4) présente de nombreux avantages: 30 - efficacité accrue de l'éolienne comparée à une éolienne offshore qui n'en disposerait pas, - diminution des problèmes de fatigue supplémentaire des pales, - diminution des contraintes appliquées au support flottant, -diminution de la taille du support flottant pour les axes X et Y mais avec une augmentation de la flottaison (Z) devant reprendre les poids additionnels de l'extension et de la masse pesante, -diminution (probable) de la masse de l'ensemble. De plus le cardan (4) peut permettre de faire basculer le mat de l'éolienne partie émergée et immergée par la rotation autour de l'axe Y qui est transverse à la plus grande longueur du support flottant. L'éolienne peut être ainsi transportée en position quasi horizontale sur son site d'utilisation puis basculée par le ballastage de réservoirs prévus à cet effet pour progressivement la faire basculer de la position quasi horizontale à verticale et inversement. Le transport et l'installation de l'éolienne avec un tel cardan est ainsi réalisée sans l'utilisation de moyen de manutention lourd comme une grue sur support flottant. La présence du prolongement du mat (5) en partie immergée suivant l'innovation proposée permet (autorise) l'installation de plaques de métal soudées perpendiculairement aux ensembles de tubes verticaux constituant le prolongement pour constituer un amortisseur hydrodynamique passif à moindre couts et ainsi limiter les mouvements de pilonnement du support flottant L'éolienne fonctionne en permanence avec une efficacité maximum 25 puisque le mat (ou l'axe de rotation d'une éolienne à axe vertical) est maintenu en permanence en position quasi-verticale, cela sans dépense d'énergie extérieure. Éolienne ancrée à une bouée (figures 9A et 9B) 30 Suivant un autre mode de conception, le support flottant (3) est relié en rotation à un élément, tel qu'une bouée, positionné en surface et fixé au fond de la mer. Par exemple, le support flottant de l'éolienne est raccordé de façon rigide suivant le plan horizontal X,Y mais articulé suivant la direction verticale Z par rapport à point quasi fixe avec la possibilité de tourner autour de ce point de rotation quasi fixe au moyen d'un joint tournant.qui est à la fois mécanique et électrique. Suivant ce principe l'éolienne et son support flottant tourne autour du point de rotation que constitue la bouée, cela en fonction de la direction du vent agissant sur le plan de rotation des pales et de la direction des courants marins agissant sur le flotteur de l'éolienne La bouée, point de rotation quasi fixe, est retenues par des lignes d'ancrages de type caténaire par exemple avec le sol marin. Cette bouée est installée au préalable de son raccordement à l'éolienne. La bouée comporte suivant son axe vertical un joint tournant mécanique composé d'une couronne de roulements qui reprennent les efforts transmis par le support flottant suivant les axes horizontaux X, Y du support flottant par rapport aux mouvements de la bouée. Le point de rotation comporte suivant son axe Z un joint tournant électrique pour transférer l'énergie électrique produite par l'éolienne vers la bouée et un câble de transport électrique. Suivant l'invention, l'éolienne sur son support flottant comporte le système type cardan (4) comme moyens de découplage entre la partie éolienne 20 comprenant les parties émergée et immergée et son support flottant, une extension immergée et une masse pesant pour effet pendulaire de stabilité Suivant un autre variante de l'éolienne ancrée à une bouée et applicable aux types d'éoliennes à axes horizontal telles qu'une éolienne avec un plan de rotation des pales face au vent (« up wind ») (figure 9A) ou bien sous 25 le vent (« down wind) » (figure 9B) ainsi qu'aux éoliennes ayant un axe vertical de rotation, il est proposé de créer en l'absence ou par un vent faible une contre gite du mat dans le sens opposé au vent (ou face au vent). Cette contre gite est obtenue par un système mécanique passif composé d'un bras latéral de longueur 1 quasi perpendiculaire à l'extension partie immergée situé à son 30 extrémité inférieure et d'une masse pesante M. Le moment de la cette masse est =Mxl. Ce moment de force produira une contre gite d'un certain angle d'inclinaison i en l'absence ou par une faible vitesse de vent. Cette contre gite s'annulera progressivement à fur et à mesure de l'augmentation de la vitesse du vent produisant une force de poussée appliqué par le plan de rotation des pales sur le rotor et transmis par la longueur du mat entre le rotor et le cardan. Suivant les deux types d'éoliennes au vent (figure 9A) ou bien sous le vent (figure 9B) ou l'éolienne à axe vertical considérée comme au vent, le bras latéral et sa masse sont disposés de façon à s'opposer au moment de renversement subi par l'éolienne et produite par le vent, c'est-à-dire qu'ils sont disposés de façon à ce que le moment de la force produite par le vent sur la longueur du mat s'oppose au moment de la masse pesant appliquée au bras latéral et à la longueur de l'extension située en partie immergées ayant une certaine masse. Ainsi, par fort vent, on obtient une meilleure efficacité et des 15 contraintes mécaniques réduites sur les pales en rotation, puisque le plan des pales est quasi perpendiculaire à la direction du vent.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1) Éolienne (1) sur support flottant (3), caractérisée en ce que des moyens de liaison du mat (2) d'éolienne sur le support flottant comportent : des moyens de découplage (4) des mouvements du mat par rapport aux mouvements du support flottant ; des moyens de maintien (5) du mat dans une position privilégiée, lesdits moyens de maintien étant solidaires du mat, et indépendants des mouvements du support flottant.
2. 2) Éolienne selon la revendication 1, dans laquelle les moyens de découplage (4) comportent des éléments déformables, tels que des ressorts ou des composés élastomères.
3. 3) Éolienne selon la revendication 1, dans laquelle les moyens de découplage (4) sont de type rotule.
4. 4) Éolienne selon la revendication 1, dans laquelle les moyens de découplage (4) composent un système de type cardan.
5. 5) Éolienne selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les moyens de maintien comportent un bras en prolongement du mat sous ledit support flottant, auquel est fixé une masse.
6. 6) Éolienne selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les moyens de maintien comportent un bras en prolongement du mat sous ledit support flottant, auquel est fixée une structure reliée par au moins un câble au fond de la mer.
7. 7) Éolienne selon la revendication 6, dans laquelle le câble constitue une ligne d'ancrage caténaire, ou tendue, ou semi-tendue.
8. 8) Éolienne selon l'une des revendications 6 à 7, dans laquelle la structure comporte un écarteur de câble pour écarter le point de fixation du câble de l'axe du mat
9. 9) Éolienne selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle ledit support flottant (3) est relié en rotation à un élément, tel qu'une bouée, positionné en surface et fixé au fond de la mer.
10. 10) Éolienne selon la revendication 9, dans laquelle les moyens de maintien comportent un bras en prolongement du mat sous ledit support flottant, auquel est fixé un bras latéral au bout duquel est fixée une masse, le bras latéral et sa masse étant disposés de façon à s'opposer au moment de renversement subi par l'éolienne et produite par le vent.