FR3006370A1 - Dispositif de conversion d'energie thermique en energie mecanique - Google Patents

Abstract

Dispositif de conversion d'énergie thermique en énergie mécanique L'invention concerne un dispositif permettant la conversion en énergie mécanique avec une bonne efficacité de l'énergie thermique entre une source chaude et une source froide à faible différence de températures. Il comprend une ou des enceintes dans lesquelles une multitude de micro gouttelettes dispersées dans la vapeur formée par leur propre évaporation sont accélérées vers le haut. Le dispositif permettant la récupération de l'énergie de ces gouttelettes et dans le même temps la condensation de la vapeur formée est optimisé pour assurer un fonctionnement sur et avec une bonne efficacité de la conversion. Le dispositif selon l'invention est particulièrement adapté à la conversion de l'énergie thermique des mers.

Description

La présente invention concerne un dispositif de conversion d'énergie thermique en énergie mécanique. Il s'applique à la conversion de l'énergie thermique entre une source chaude et une source froide à faible différence de températures et plus particulièrement à l'énergie thermique des mers.

La conversion en énergie mécanique de l'énergie thermique entre une source chaude à température modérée et une source froide avec une faible différence de température est depuis longtemps un enjeu important. De telles configurations sont particulièrement nombreuses et on peut citer à titre d'exemple : - la géothermie de faible température - les rejets industriels de chaleur à faible température - l'énergie thermique des mers ( ETM ) soit la différence de température entre les couches de surface et les couches profondes des océans qui atteint prés de 20°C dans les zones inter tropicales. De nombreux dispositifs de conversion de cette énergie thermique en énergie mécanique ont été proposés mais les applications industrielles sont encore peu nombreuses compte tenu des points suivants : - Les différences de température très faibles entre la source chaude et la source froide impliquent un taux maximal théorique de conversion de l'énergie thermique en énergie mécanique très faible ( de l'ordre de 7% pour l'ETM) - L'efficacité des dispositifs proposés reste très limitée ce qui réduit encore ce taux de conversion. - En conséquence les volumes de fluide à traiter sont extrêmement importants nécessitant des dispositifs d'échange de chaleur très grands. - Les contraintes liées à l'environnement marin.

On peut diviser les solutions proposées dans l'art antérieur ainsi : - les solutions qui font appel à un cycle de Rankine organique c'est à dire dans lequel le fluide chaud provenant de la source chaude cède sa chaleur à un fluide de travail à travers un échangeur pour le vaporiser. Le fluide de travail se détend à travers une turbine en fournissant un travail mécanique et est ensuite condensé dans un condenseur en échangeant avec le fluide froid de la source froide pour être finalement mis sous pression par une pompe. Ce cycle dit fermé présente l'avantage de permettre l'utilisation d'un fluide de travail présentant des densités volumiques de vapeur importantes aux températures considérées et donc des turbines de dimensions raisonnables. Il présente cependant des inconvénients majeurs notamment la dimension très importante des échangeurs de chaleur entre les sources chaudes et froides et le fluide de travail pour pouvoir traiter des débits très importants avec un pincement de température minimum. Les risques de biofouling de ces échangeurs dans le cas de l'ETM sont très sensibles et la nécessité d'utiliser des fluides de travail comme l'ammoniaque présente également de réels impacts pour l'environnement. - Les solutions dans lesquelles le fluide chaud ( en général de l'eau) est vaporisé en partie grâce à sa propre chaleur spécifique ( vaporisation flash), sa vapeur détendue dans une turbine où elle fournit un travail mécanique, la vapeur étant par la suite condensée grâce à l'échange thermique ( le plus souvent direct ) avec le fluide de la source froide ( en général de l'eau). Cette solution dite cycle ouvert présente l'avantage d'éviter d'avoir recours à des échangeurs de chaleur surdimensionnés entre 2 fluides différents. Elle présente cependant des limitations majeures notamment dans le cas de l'ETM. En effet, dans ce cas, la température de la source chaude ( environ 28°C) correspond à des pressions de vapeur extrêmement faibles de l'ordre de 3 centième de bars. A cette pression, la masse volumique de la vapeur est très faible et il est donc nécessaire de faire passer à travers la turbine un débit volumique extrêmement important ce qui implique à la fois des diamètres de rotor très élevés et des vitesses périphériques élevées. Les forces centrifuges sur les éléments de la turbine deviennent alors trop importantes pour des puissances à partir de quelques MW. De plus l'inertie de la turbine devient également très importante ce qui peut générer des problèmes de couplage au réseau électrique. Ce cycle ouvert est donc de moins en moins envisagé pour des puissances supérieurs à quelques MW. - On peut également citer les nombreux dispositifs utilisant des turbines dites diphasiques. A ce jour, aucun dispositif de ce type n'a prouvé son efficacité, notamment dans le domaine des très faibles différences de température entre la source chaude et la source froide. - Des solutions dans lesquelles l'eau chaude est vaporisée flash, sa vapeur détendue dans un divergent vertical où elle communique une partie de son énergie à de l'eau liquide de façon à élever cette eau dans le dispositif en luttant contre la gravité. Ces solutions permettent d'éviter les échangeurs de chaleur des cycles fermés et les turbines surdimensionnés des cycles ouverts mentionnés ci dessus.

Les solutions proposées sont : 1. sous forme de bulles, brevet US 3967449 dans lequel des bulles de vapeur sont produites dans la phase liquide de façon à diminuer la densité de l'ensemble. Ce dispositif présente de grandes difficultés à maintenir les conditions de pression nécessaires à la formation de bulles dans la phase liquide. 2. sous forme de mousse, brevet US 4249383 dans lequel une mousse composée de vapeur, d'eau chaude et d'un agent moussant est formée et élevée par la vapeur. La nécessité d'utiliser un agent moussant et la difficulté a conserver la stabilité de la mousse semblent rédhibitoires. 3. sous forme de gouttes brevet US 4216657 et brevet US 4441321 ( inventeur Stuart L Ridgway ) dans lequel des micro gouttes sont élevées par leur propre vapeur dans une enceinte verticale ( mistlift ). L'énergie est ensuite récupérée par simple turbinage hydraulique de la phase liquide avant élevation. Le terme « mistlift » désignera dans la suite du texte le procédé par lequel des gouttes de fluide chaud sont élevées contre la gravité par leur propre vapeur sous l'effet de la différence de pression de vapeur entre la partie inférieure chaude et la partie supérieure froide du dispositif. Bien que simple, le dispositif proposé présente un certain nombre d'inconvénients : - nécessité d'une section de passage de la vapeur très grande compte tenu de la très faible masse volumique de la vapeur et de sa vitesse initiale nécessairement limitée) associée à une hauteur très importante. A titre d'exemple un tel dispositif de 4 MW pour l'ETM ferait 20m de diamètre pour prés de 100m de haut impliquant des difficultés de réalisation, d'opération et de coût considérables. - Importantes pertes énergétiques par collision des micro gouttelettes avec les parois ou entre elles compte tenu de la distance verticale très grande à parcourir. - Les gouttelettes d'eau chaude doivent être captées par un spray de gouttelettes d'eau froide avec lesquelles elles coalescent. On peut s'interroger sur l'efficacité de cette captation des gouttes d'eau chaude par les gouttes d'eau froide et sur les pertes énergétiques lors de chaque collision sur le parcours de cet ensemble de gouttes. - Les gouttes d'eau froide sont sprayées de façon à concentrer le flux résultant vers la partie haute. Même avec l'énergie cinétique complémentaire apportée par les chocs avec les gouttes chaudes, la composante horizontale de leur vitesse comparée avec sa composante verticale, compte tenu de la gravité, sera importante en partie supérieure du dispositif rendant difficile la phase de concentration finale. - On peut s'interroger sur la stabilité du spray d'eau froide dans son mouvement ascendant, soumis au choc des gouttelettes d'eau chaude et devant fusionner en un jet unique de composante verticale d'autant plus que le dispositif peut être flottant sur la mer et donc soumis aux nombreux mouvements dus à l'influence des vents, des courants et des vagues et que les températures respectives de l'eau chaude et de l'eau froide peuvent varier entraînant des transferts d'énergie cinétique différents et donc des géométries de jets différentes.

La demande de brevet US 20130031903 essaie de résoudre ces problèmes en reprenant le procédé décrit dans le brevet US 4441321 et en apportant les propositions suivantes : le procédé est reproduit dans une pluralité de cellules verticales adjacentes permettant une plus grande surface d'échange thermique entre vapeur à condenser et eau froide. Différentes configurations du spray d'eau froide sont proposées avec pour chacune d'entre elles une direction du spray d'eau froide ascendant et proche de la verticale formant un spray se transformant en jet libre à savoir que les surfaces d'appui éventuelles sont situées au dessus du jet et ne peuvent donc constituer une surface d'appui relativement à la gravité. Le spray d'eau froide restant libre, ses caractéristiques géométriques peuvent varier en fonction des températures de l'eau chaude et de l'eau froide et des mouvements éventuels du dispositif ainsi que d'autres instabilités. Afin de tenir compte de ces variations, il est proposé un système de récupération du jet amélioré et pouvant varier en fonction des caractéristiques géométriques du jet. Il est également proposé de faire varier les conditions d'injection du jet d'eau froide pour une meilleure adaptation. Dans l'art antérieur faisant appel au procédé mistlift et notamment dans les demandes de brevet citées précédemment, des gouttelettes d'eau chaude animées d'une vitesse ascendante et accélérées par leur propre vapeur viennent percuter un spray d'eau froide ascendant auquel elles communiquent une partie de leur énergie cinétique et, sous l'effet de coalescences multiples, l'ensemble des gouttes se transforme en un jet liquide unique. Le spray d'eau froide a la double fonction de réaliser la condensation de la vapeur ( d'où la nécessité d'un spray pour obtenir des surfaces d'échange thermique suffisantes) et, par collision multiples entre gouttelettes, de devenir un jet liquide unique. Ainsi qu'il est exposé plus en détail dans la description des figures 1, 3, 4 et 5, le transfert d'énergie, la transformation en un jet unique et sa captation posent des problèmes importants.

Le dispositif selon l'invention, tout en conservant le principe mistlift de gouttelettes d'eau entraînées vers le haut contre la gravité par leur propre vapeur, permet d'apporter une réponse aux difficultés liées au dispositifs qui ont été proposés dans l'art antérieur: - Il permet de limiter le volume du dispositif grâce à la possibilité de choisir des vitesses initiales de vapeur plus importantes tout en conservant une hauteur réduite. - Les collisions des micro gouttelettes chaudes avec les parois ou entre elles sont limitées. - Il y a peu de collisions entre gouttelettes d'eau chaude et gouttelettes d'eau froide - Le dispositif permet de fusionner et de transmettre l'énergie cinétique des gouttelettes d'eau chaude avec un écoulement monophasique liquide stable et bien établi permettant d'assurer le minimum de pertes énergétiques au dispositif. - Le dispositif est peu sensible aux mouvements de la plate forme dans le cas d'un dispositif flottant et permet un réglage simple de son fonctionnement lorsque les températures de fluide froid et de fluide chaud varient. - Sa construction est simple, à base de matériaux peu coûteux et sans contraintes de précision importantes. - Il n'utilise aucun fluide présentant des risques pour l'environnement notamment dans le cas ou le fluide des sources chaudes et froides est de l'eau.

Dans le texte qui suit, les termes gouttelettes de très petites dimensions où gouttelettes désignent des gouttelettes de diamètre depuis une dizaine de microns à quelques millimètres. Brouillard désigne un amas de gouttelettes ( plusieurs millions voir milliards par m3) dispersées dans la vapeur générée par leur propre évaporation partielle.

Le dispositif selon la présente invention permet la conversion en énergie mécanique de l'énergie thermique contenue dans un liquide chaud provenant d'une source chaude et un liquide froid provenant d'une source froide à faible différence de température et comprend au moins : - une ou des enceintes (1) résistant à la pression extérieure maintenue à une pression intérieure inférieure à la pression extérieure ; - Une ou des canalisations (2) permettant de recevoir le liquide chaud en provenance de la source chaude et de distribuer ce liquide chaud à un dispositif (4) à l'intérieur de l'enceinte (1) ; - Des moyens (4) permettant de générer en partie inférieure de l'enceinte (1) un brouillard (6) formé de gouttelettes de liquide chaud (23) de très petites dimensions animées d'une vitesse initiale ascendante (5) et dispersées dans la vapeur formée par leur propre évaporation partielle ; - Une partie (30) de l'enceinte (1) permettant de guider ce brouillard suivant une trajectoire avec une forte composante verticale ascendante et de détendre la vapeur formée, celle ci communiquant une partie de son énergie cinétique aux gouttelettes ; - un ou des moyens permettant la condensation par refroidissement au moyen du liquide de la source froide de la vapeur produite ; - Des moyens permettant l'évacuation des gaz non condensables et de la fraction de vapeur qui n'aurait pas été condensée dans le ou les dispositifs de condensation ; - les moyens nécessaires à l'évacuation des liquides hors de l'enceinte ; - Des moyens permettant de générer de l'énergie mécanique par turbinage de liquides ; - Les moyens de contrôle et de commande ainsi que toutes les vannes nécessaires au dispositif ; - Une ou des parois (14) situées dans l'enceinte (1) et/ou faisant partie de l'enceinte, au dessus de la partie (30) de l'enceinte (1), inclinées d'un angle compris entre 0 et 20° par rapport à la verticale et sur laquelle une nappe monophasique liquide (13) animée d'une vitesse ascendante s'écoule et s'appuie, les gouttelettes d'eau chaude accélérées en sortie de la partie (30) de l'enceinte (1) venant s'intégrer dans cette nappe avec un faible angle incident en lui communiquant tout ou partie de leur énergie cinétique. Le dispositif peut comprendre au moins une buse d'injection (12) de liquide (11) positionnée dans l'enceinte (1) pour former une nappe liquide (13) s'écoulant sur la paroi (14) avec une vitesse initiale ascendante. Le dispositif peut comprendre au moins une buse d'injection ( 20 ) permettant de projeter dans l'enceinte (1) un spray de liquide froid provenant de la source froide, animé d'une vitesse ascendante, au dessus et sensiblement parallèle à la paroi (14).

Le dispositif peut comprendre au moins une buse d'injection ( 20 ) permettant de projeter dans l'enceinte (1) un spray de liquide froid provenant de la source froide, animé d'une vitesse ascendante, au dessus et sensiblement parallèle à la nappe liquide (13). Le dispositif peut comprendre au moins une buse d'injection ( 18 ) permettant de projeter dans l'enceinte (1) un spray de liquide froid (21) provenant de la source froide, animé d'une vitesse ascendante au dessus et sensiblement parallèle à l'écoulement de gouttelettes chaudes (23). Le liquide alimentant les buses d'injection (12) pour former une nappe liquide (13) peut provenir de la source froide. Le liquide alimentant les buses d'injection (12) pour former une nappe liquide (13) peut provenir d'une recirculation d'une partie du liquide (17) alimentant le collecteur supérieur (16).

Le liquide alimentant les buses d'injection (12) pour former une nappe liquide (13) peut provenir de la source chaude. Le mode opératoire de la ou des turbines hydrauliques de production d'énergie mécanique peut être ajusté pour influer sur les caractéristiques du procédé thermodynamique prenant place dans l'enceinte (1).

La ou les turbines hydrauliques de production d'énergie mécanique peuvent être des pompes turbines réversibles et peuvent être utilisées en mode pompage. La ou les turbines hydrauliques de production d'énergie mécanique peuvent être situées dans les conduits (34), et/ou (11), et/ou (1) et peuvent être opérées simultanément, par groupe de deux ou indépendamment. La source chaude peut être l'eau chaude en surface de l'océan et la source froide l'eau froide de l'océan en profondeur. Le dispositif peut être flottant. Les dessins annexés illustrent l'invention : La figure 1 représente parmi l'art antérieur un schéma représentant le dispositif mistlift tel que présenté dans le brevet US 4441321 La figure 2 représente parmi l'art antérieur un schéma représentant une vue de dessus du dispositif en nid d'abeille tel que proposé dans la demande de brevet US 20130031903 La figure 3 représente parmi l'art antérieur un schéma représentant une vue en coupe verticale d'une cellule de nid d'abeille utilisant un spray convergent d'eau froide tel que proposé dans la demande de brevet US 20130031903 La figure 4 représente parmi l'art antérieur un schéma représentant une vue en coupe verticale d'une cellule de nid d'abeille utilisant un spray divergent d'eau froide tel que proposé dans la demande de brevet US 20130031903 La figure 5 représente parmi l'art antérieur un schéma représentant une vue en coupe verticale d'une cellule de nid d'abeille utilisant une combinaison de sprays convergent et divergent d'eau froide tel que proposé dans la demande de brevet US 20130031903 La figure 6 représente un schéma de principe vu en coupe verticale d'une enceinte composant le dispositif de la présente invention La figure 7 représente une vue détaillée d'un mode de réalisation de la zone autour de la ou des buses d'injection de la nappe liquide (13) et du spray d'eau froide (21). La figure 8 représente un mode de réalisation du dispositif dans lequel l'eau de la nappe liquide provient d'une recirculation partielle de l'eau alimentant le collecteur supérieur (16). La figure 9 représente un mode de réalisation du dispositif dans lequel l'eau de la nappe liquide provient de l'eau chaude à proximité immédiate du dispositif. La figure 10 représente un mode de réalisation d'un dispositif complet composé de plusieurs enceintes dans une configuration flottante en coupe verticale La figure 11 représente un mode de réalisation en coupe vue de dessus du dispositif représenté en figure 10.

La figure 12 représente un schéma de principe vu en coupe verticale d'un mode de réalisation du dispositif de la présente invention en forme de cone de révolution. La figure 13 représente un schéma de principe vu en coupe verticale d'une enceinte composant le dispositif de la présente invention et comprenant plusieurs parois (14) Les dispositifs représentés dans les différentes figures sont adaptés pour l'ETM, à savoir que le liquide chaud désigné par eau chaude est ici de l'eau de mer extraite en surface à une température pouvant varier en général entre 20 et 30°C et le liquide froid désigné par eau froide de l'eau de mer extraite des profondeurs ( en général entre 500 et 1500m de profondeur) et à une température environ entre 5 et 10°C, conditions que l'on trouve dans les océans des zones intertropicales. Les dispositifs décrits pourraient bien sur fonctionner dans un autre contexte que l'ETM avec des fluides chaud et froid différents de l'eau de mer ( par exemple avec la géothermie et de l'eau chaude provenant du sous sol et de l'eau froide provenant d'une rivière, ou avec de la récupération de chaleur industrielle) ou à des températures sensiblement différentes de celles indiquées ci dessus à la condition d'adaptations sur le dispositif évidentes pour un spécialiste. La figure 1 représente le procédé décrit dans le brevet US 4441321 L'eau chaude (101) prise en surface (100) de l'océan est éjectée avec une vitesse verticale ascendante par un dispositif (104) permettant de produire une multitude de micro gouttelettes dans une enceinte ou un vide poussé est maintenu.

Les gouttelettes sous l'effet du vide se vaporisent partiellement (vaporisation flash). La vapeur est alors détendue dans un divergent vertical (108) ou elle communique une partie de son énergie aux gouttelettes d'eau en les élevant contre la gravité. De l'eau froide pompée des profondeurs est injectée le long des parois à mi hauteur de l'enceinte (102) sous forme de spray (106) avec une vitesse ascendante initiale. Ce spray est lui même entraîné par l'ensemble gouttelettes d'eau chaude et vapeur vers le haut. Ce spray d'eau froide permet de condenser graduellement la vapeur dans la partie haute de l'enceinte. L'ensemble spray d'eau froide, gouttelettes d'eau chaude et vapeur restante converge au sommet de l'enceinte pour former un jet liquide. La partie liquide est rejetée dans l'océan.

Une pompe à vide (112) permet d'évacuer les non condensables de l'enceinte. L'énergie du dispositif est récupérée au moyen d'une turbine hydraulique (116) insérée dans le canal d'amenée de l'eau chaude. Bien que simple, ce dispositif présente l'inconvénient de nécessiter des sections de passage de la vapeur très grandes ( compte tenu de la très faible masse volumique de la vapeur et de sa vitesse initiale nécessairement limitée, la pression en amont du générateur de brouillard étant diminuée par la perte de charge due à la turbine hydraulique) associés à des hauteurs très importantes. A titre d'exemple un tel dispositif de 4 MW pour l'ETM ferait 20m de diamètre pour prés de 100m de haut. Les gouttelettes devront donc parcourir cette longue distance avec une très forte probabilité de collision entre gouttes ou avec les parois. En effet, bien qu'homogène au départ, les dimensions et les vitesses des gouttes deviennent de plus en plus hétérogènes au fur et à mesure des collisions et des phénomènes de coalescence, entraînant des vitesses de gouttelettes différentes. Chaque collision constitue une perte d'énergie pour le dispositif. Il semble donc qu'une perte importante se fera à travers ces collisions. Les gouttes les plus grosses ne seront pas ou peu entraînées par la vapeur et risquent de retomber dans l'enceinte. La convergence des gouttelettes pour former un jet unique ne pourra se faire sans une importante perte d'énergie. De plus, la surface de contact entre spray d'eau froide et vapeur doit être très importante nécessitant une fine atomisation du spray d'eau froide pour obtenir les échanges thermiques nécessaires à une condensation totale de la vapeur par l'eau froide. Dans ces conditions, les collisions des gouttelettes composant le spray d'eau froide et des gouttelettes d'eau chaude se transformant ensuite en un jet liquide unique devrait consommer beaucoup d'énergie ( collisions successives). Il est également important de citer les problèmes de stabilité du spray d'eau froide. Il s'agit en effet d'un spray libre, ne s'appuyant et n'étant guidé contre l'effet de la gravité par aucune paroi. Il aura donc nécessairement tendance à s'éloigner de la paroi du dispositif sous l'effet de la gravité. Il est peu probable que les collisions avec les gouttelettes de fluide chaud maintiendront le spray froid plaqué contre la paroi. Le spray froid sera donc instable et lié aux conditions énergétiques du système ( par exemple variation des températures d'eau froide ou d'eau chaude) rendant sa géométrie instable et sa captation aléatoire. Sa géométrie sera particulièrement perturbée et aléatoire en partie haute du dispositif. De la même façon, dans le cas d'un dispositif flottant, les mouvements de l'ensemble perturberont nécessairement la géométrie du jet d'eau froide. Les figures 2, 3, 4 et 5 représentent le dispositif proposé dans la demande US 20130031903. Le dispositif proposé dans cette demande s'appuie sur le procédé mistlift en proposant des variantes afin notamment de résoudre les problèmes liés aux perturbations du jet.

La figure 2 représente en vue de dessus une pluralité de cellules verticales adjacentes contenues dans une enceinte et dans chacune desquelles le procédé mistlift est reproduit. L'avantage principal de cette configuration est de permettre une plus grande surface d'échange thermique entre vapeur à condenser et eau froide. Différentes configurations du spray d'eau froide pour améliorer sa stabilité sont proposées dans les figures 3,4 et 5. Sur la figure 3, le spray d'eau froide forme une enveloppe conique convergente vers le sommet et entourant le brouillard ascendant de gouttelettes. Sur la figure 4, le spray d'eau froide est central, de forme conique divergent vers le haut. La figure 5 représente une combinaison des 2 configurations du spray d'eau froide des figures 3 et 30 4. Dans chacune des configurations proposées, le spray d'eau froide forme un spray libre c'est à dire qu'il n'est guidé relativement aux forces de gravité par aucune surface d'appui, les surfaces d'appui potentielles se trouvant au dessus du spray. L'ensemble spray d'eau froide et gouttelettes d'eau chaude se transforme en un jet unique ( par 35 coalescences successives ) au sommet du dispositif. Le spray restant libre, sa géométrie et notamment sa trajectoire peuvent varier en fonction de l'énergie cinétique transmise par les gouttes d'eau chaude ( elle même dépendant des températures de l'eau chaude et de l'eau froide et des conditions de pulvérisation de l'eau chaude) et des mouvements éventuels de l'ensemble du dispositif lorsqu'il est flottant ainsi que d'autres instabilités dynamiques. La récupération du jet au sommet du dispositif devient alors difficile. Il faut en effet constater que le système de récupération du jet doit intervenir lorsque sa vitesse ascendante est minimum afin de minimiser les pertes énergétiques du système. Le jet étant, dans la zone supérieure du dispositif à faible vitesse, l'influence de la gravité sur sa direction par rapport à la verticale devient alors très sensible car le jet est libre. Afin de tenir compte de ces variations, il est proposé en partie supérieure du dispositif un système de récupération du jet amélioré et pouvant varier en fonction des caractéristiques géométriques du jet. Il est également proposé de faire varier les conditions d'injection du jet d'eau froide en vitesse et direction pour une meilleure adaptation en temps réel aux conditions données par des capteurs, notamment de position de la plate forme. Ces adaptations ne répondent que partiellement aux difficultés décrites ci dessus et inhérentes au dispositif décrit dans le brevet US 4441321.De plus, elles semblent extrêmement complexe à mettre en oeuvre. La figure 6 représente un schéma de principe vue en coupe verticale permettant de comprendre le fonctionnement du dispositif proposé dans la présente demande d'invention. Les dessins sont purement schématiques et ont pour fonction d'aider à la compréhension du dispositif. Afin de faciliter la compréhension du dispositif, les échelles et les angles ne sont pas conservées. Le dispositif est présenté dans une configuration d'ETM comme les autres figures et plus particulièrement dans la configuration d'un dispositif flottant. Bien que la configuration d'un dispositif flottant présente de nombreux avantages, le dispositif selon l'invention peut également être installé dans toute autre configuration, a terre, posé et semi immergé ou tout autre configuration compatible avec son fonctionnement. La figure 6 ne représente pas l'ensemble d'une installation flottante selon la présente invention mais seulement un schéma de principe permettant de comprendre son fonctionnement, les conditions nécessaires à sa flottaison dans de bonnes conditions n'étant pas prises en compte dans cette figure. Les moyens d'amenée de l'eau chaude et de l'eau froide ne sont pas représentés sur les figures. Un vide partiel est maintenu dans une enceinte (1) résistant à la pression extérieure. L'eau chaude (28) est collectée en partie supérieure de l'océan (31) et est amenée dans la ou les conduites (2). Elle peut être filtrée et un premier dégazage des gaz non condensables aux températures envisagées peut être réalisé avant son introduction dans l'enceinte (1) par la ou les conduites (2). L'eau chaude sous l'effet de la différence de pression entre le distributeur (3) et l'intérieur de l'enceinte (1) passe à travers un générateur de brouillard (4) qui peut être par exemple une plaque métallique percée d'une multitude de trous de faible diamètre. Une multitude de jets d'eau chaude de faible diamètre se transformant rapidement en gouttelettes sont alors produits par le générateur de brouillard (4). Les gouttelettes sont animées à la sortie du générateur de brouillard (4) d'une vitesse initiale ascendante (5) inclinée d'un angle (b) par rapport à la verticale (9), dont le module est dépendant de la pression dans le distributeur (3). Sous l'effet de la pression très faible ( inférieure à la pression de saturation ) maintenue dans l'enceinte (1), une partie des gouttelettes s'évaporent ( évaporation flash transférant la chaleur sensible du liquide en chaleur latente d'évaporation) produisant un volume très important de vapeur compte tenu de la densité très faible de la vapeur d'eau à la température des gouttes chaudes. Un brouillard (6) formé de vapeur d'eau à très faible pression ( environ 2.4KPa) et de gouttelettes est donc formé, la masse de vapeur représentant quelques % de la masse de l'eau liquide et son volume plus de 500 fois le volume du liquide. Les gouttelettes et la vapeur sont animées en sortie de générateur (3) de la même vitesse initiale. La combinaison de cette vitesse initiale et de la section disponible pour la vapeur au niveau de la sortie du générateur de brouillard (3) permet de déterminer la quantité de vapeur qui pourra être produite et par conséquence la quantité d'énergie initiale échangée lors de la transformation de la chaleur sensible des gouttelettes en chaleur latente d'évaporation. La partie supérieure de l'enceinte (1) étant maintenue à une température plus basse ( environ 13°C) et donc à une pression de vapeur ( environ 1.2 KPa) inférieure à la zone de production du brouillard, la vapeur se déplace rapidement vers la partie supérieure de l'enceinte (1). La variation de section de l'enceinte dans sa partie (30) au cours du déplacement vers le haut de la vapeur permet de contrôler la détente de la vapeur, sachant que les gouttelettes sous l'effet de la diminution de la pression continuent à produire de la vapeur en se refroidissant. La vapeur, sous l'effet des forces de frottement et de viscosité communique une partie de son énergie cinétique aux gouttelettes. Compte tenu de la très petite taille des gouttelettes, les forces de frottement ( proportionnelles au carré du rayon de la gouttelette) sont très supérieures au forces de gravité ( proportionnelle au cube du rayon de la gouttelette). Les gouttelettes subissent donc une accélération vers le haut de l'enceinte sur toute la partie (30) dite d'accélération. Dans cette partie (30), une grande partie de l'enthalpie de la vapeur a été transformée en énergie cinétique, elle même transmise aux gouttelettes d'eau chaude.

Une ou plusieurs buses (12) permettant d'éjecter une nappe continue d'eau sous l'effet de la pression sont positionnées dans l'enceinte au dessus de la zone d'accélération. Elles sont alimentées en eau (10) sous pression par une ou des conduites d'amenée (11). Cette eau peut être de l'eau froide provenant des profondeurs de l'océan ou de l'eau chaude captée à proximité immédiate du dispositif ou encore une recirculation d'une partie de l'eau collectée dans le collecteur supérieur (16). La figure 6 représente la configuration ou l'eau (10) est de l'eau (38) provenant des profondeurs de l'océan au moyen d'une conduite non représentée sur la figure. Cette configuration permet de réaliser une partie de la condensation de la vapeur grâce à la nappe liquide (13) qui sera froide. Elle nécessite cependant un apport d'eau froide important.

Les figures 8 et 9 représentent quand à elles, respectivement les configurations où l'eau (10) provient d'une recirculation d'une partie de l'eau collectée dans le collecteur supérieur (16) et où l'eau (10) provient de l'eau chaude captée à proximité immédiate du dispositif. Sous l'effet de la différence entre la pression de l'eau dans la conduite d'amenée (11) et à l'intérieur de l'enceinte (1), l'eau (10) est éjectée par les buses (12) avec une vitesse initiale ascendante, sensiblement parallèle à la paroi (14) de l'enceinte. Cette eau forme une nappe liquide (13) continue s'écoulant vers le haut parallèlement et au dessus ou directement sur la paroi ( 14). Cette paroi (14) est inclinée par rapport à la verticale (9) d'un angle (a) compris entre 0 et 20°. La paroi (14) peut être plane ou non, sachant qu'elle doit permettre à la nappe liquide de rester continue dans son écoulement vers le haut. Au cours de son écoulement le long de la paroi (14) la nappe liquide (13) intercepte les gouttelettes d'eau chaude (23) en provenance de la partie inférieure de l'enceinte où elles ont été accélérées par la vapeur. Celles ci s'incorporent dans la nappe liquide (13) en lui communiquant une grande partie de leur énergie cinétique.

Un dispositif de condensation de la vapeur formée est également nécessaire dans l'enceinte (1). Dans le cas ou la nappe liquide (13) est constituée d'eau froide, celle ci contribue en partie à la condensation de la vapeur. Il ne peut cependant s'agir que d'une faible partie étant donné les surfaces d'échange thermique limitées. Le dispositif principal de condensation de la vapeur sera formé d'un des 2 moyens suivants ou d'une combinaison des deux : - un ensemble de buses (20) alimentées en eau froide (38) en provenance des profondeurs de l'océan par l'intermédiaire d'un dispositif (24) pulvérise dans l'enceinte (1) un spray formé de gouttelettes d'eau froide (21) au dessus de la nappe liquide (13) et sensiblement parallèle à celle ci. Sous l'effet de leur vitesse d'éjection, ces gouttelettes montent dans l'enceinte le long de la nappe liquide (13). Par contact direct, elles condensent la vapeur. Elles sont finalement captées par la nappe liquide (13) sous l'effet de la gravité et / ou des chocs avec les gouttelettes d'eau chaude (23). - un ensemble de buses (18) alimentées en eau froide (38) en provenance des profondeurs de l'océan par l'intermédiaire d'une conduite (25) pulvérise dans l'enceinte (1) un spray formé de gouttelettes (19) d'eau froide au dessus du flux de gouttelettes d'eau chaude (23) et sensiblement parallèle à celui ci. Sous l'effet de leur vitesse d'éjection, ces gouttelettes d'eau froide montent dans l'enceinte suivant une trajectoire sensiblement parallèle à celle des gouttelettes d'eau chaude (23). Par contact direct, elles condensent la vapeur. Elles sont finalement captées par la nappe liquide (13).

Afin de limiter le travail à fournir par les moyens (26) d'évacuation des non condensés et de la partie de vapeur non condensée, un dispositif final de condensation (27) peut être installé pour compléter la condensation de la vapeur qui n'aurait pas été condensée par les moyens principaux de condensation de vapeur. Il peut s'agir d'un échangeur à contact direct ou autre et il sera situé à proximité immédiate des moyens (26) et sera alimenté en eau froide (38) issue des profondeurs. Les moyens (26) en partie supérieure de l'enceinte permet l'évacuation des gaz non condensés et de la vapeur d'eau résiduelle.

La nappe liquide (13) est donc composée dans sa partie supérieure de l'eau provenant de la nappe liquide à la sortie des buses (12), de l'eau provenant des gouttelettes d'eau chaude (23), de l'eau provenant de la vapeur condensée et enfin de l'eau froide (21) et (19) provenant des moyens de condensation principal. Etant guidée par et supportée par la paroi (14) lors de son trajet ascendant, sa trajectoire est imposée et permet d'assurer sa position dans l'espace notamment en partie supérieure. En partie supérieure de l'enceinte (1), la nappe liquide (13) perd progressivement de la vitesse sous l'effet de la gravité. Si la nappe (13) n'était pas guidée mais libre, la composante horizontale (quasi constante compte tenu du peu de frottement dans la vapeur) de sa vitesse deviendrait de plus en plus importante par rapport à sa composante verticale ( décroissante du fait de la gravité ). Sa trajectoire deviendrait aléatoire compte tenu des effets variables agissant sur cette nappe ( chocs avec les gouttes d'eau chaude, mouvements du dispositif, variation des conditions ). Il s'agit la du problème principal rencontré dans les dispositifs cités précédemment de l'art antérieur. La paroi (14) permet d'éviter ces problèmes en maintenant la nappe (13) suivant une trajectoire imposée favorable à son captage par les moyens (15).

Peu avant l'apogée de sa trajectoire, les moyens de captage (15) permettent de dévier ce flux et de le déverser dans un collecteur (16). La nappe liquide (13) crée par des buses (12) en partie inférieure de la paroi (14) permet un contrôle du débit de cette nappe et donc de l'énergie cinétique que possédera le flux en partie haute du dispositif. Elle permet également d'assurer une captation efficace des gouttelettes d'eau chaude (23) comme des gouttelettes d'eau froide (21) et/ou des gouttelettes du spray (19). Dans un autre mode de réalisation de la présente invention, la nappe liquide (13) s'écoulant sur la paroi (14) n'est pas crée par un flux provenant d'une buse (12) mais est crée par les premières gouttelettes d'eau chaude (23) ou d'eau froide (21) percutant la paroi (14) pour y créer par apports successifs une nappe continue (13) s'écoulant sur la paroi (14). Dans ce cas, les buses (12) ne sont pas nécessaires au dispositif. Le collecteur (16) qui peut prendre par exemple la forme d'un canal rectangulaire alimente à son tour une ou des conduites descendantes (34). L'énergie mécanique générée par le dispositif est captée par l'intermédiaire d'un ou de plusieurs groupes hydroélectriques (29) composés chacun d'une turbine hydraulique et d'une génératrice. Ce ou ces groupes (29) peuvent être (configuration 29a) entraînés par le flux (17) s'écoulant dans la conduite (34) ou par (configuration 29b) le flux (10) s'écoulant dans la conduite (11) ou par (configuration 29c) le flux (28) s'écoulant dans la conduite (2) ou par n'importe quelle combinaison de 2 de ces configurations voir par les 3 configurations simultanées. Afin de faciliter la compréhension du dispositif, la combinaison des 3 configurations est représentée sur la figure 6. Toute captation d'énergie diminue la pression du fluide en aval du ou des groupes (29). Elle est cependant nécessaire à la transformation de l'énergie générée par le dispositif en énergie mécanique puis en électricité. La configuration (29a) permet de récupérer de l'énergie en diminuant la charge sur le flux (17) en l'adaptant très exactement à la valeur nécessaire (environ 1 atmosphère) à son rejet dans l'océan (31) hors de l'enceinte (1) ou règne une pression très faible. Elle permet également, l'énergie étant récupérée sous la forme d'une élévation de l'altitude du flux (13), de positionner l'ensemble supérieur du dispositif en hauteur au dessus du niveau (22) de l'océan ( par exemple 25m) à l'abri des vagues. La configuration (29b) présente l'avantage de pouvoir régler, en faisant varier la puissance extraite, la pression régnant au niveau des buses (12) et de pouvoir adapter cette pression aux variations des conditions ( températures de l'eau chaude ou/et de l'eau froide changeante, puissance demandée changeante, mouvements du dispositif entraînant une géométrie différente, etc.... ) La configuration (29c) permet elle aussi par variation de la puissance extraite une adaptation aux conditions, notamment à la température de l'eau chaude et à ses conséquences sur la formation de vapeur et la quantité d'énergie disponible. La figure (6) représente le dispositif dans le cas ou il flotte dans l'océan (31). Cette configuration permet l'avantage d'éviter la plupart des installations de pompage dans le dispositif ( à l'exception du dispositif (26) de rejet des gaz non condensés et du dispositif alimentant le condenseur final (27)).

Les différences de pression entre la charge hydrostatique diminuée des pertes de charges dans les organes d'amenée et la pression régnant dans l'enceinte (1) permet d'alimenter le générateur de brouillard (4) ainsi que les buses (12), (20) et (18). Hormis le coût très élevé des installations de pompage évitées et leur complexité, des systèmes de jet ou de buses présentent d'excellents rendements ( par exemple 98%) comparés à des rendements inférieurs à 90% des systèmes pompes et moteurs. Dans un mode de réalisation, un ou plusieurs groupes (29) sont des installations réversibles à savoir capable de fonctionner en mode turbine génératrice et en mode pompe moteur. Dans ce cas, le démarrage de l'installation ou son contrôle pourrait être grandement facilité. En effet, lors du démarrage de l'installation et pendant les phases transitoires, le flux (13) peut ne pas disposer de l'énergie nécessaire à atteindre le niveau du dispositif (15) nécessaire pour son évacuation. Un complément d'énergie pourrait être alors fourni par un des groupes (29) fonctionnant en mode pompe moteur pendant le temps nécessaire. La figure 7 représente, dans un mode de réalisation, un détail de la zone d'injection dans l'enceinte (1) de la nappe liquide (13) et du spray d'eau froide (21). Le flux d'eau (10) alimente la buse (12) qui génère la nappe liquide (13). De l'eau froide (38) en provenance des profondeurs de l'océan alimente le conduit (24) équipé de buses (20) créant un spray d'eau froide (21). Le conduit (24) peut être une conduite ou encore, dans le cas ou le flux (10) est de l'eau froide (38) en provenance des profondeurs, une simple paroi de séparation, la buse (20) étant alimentée directement par le flux (10). La figure 8 représente un mode de réalisation où le flux (10) provient d'une recirculation d'une partie (32) du flux (17) s'évacuant du collecteur (16). Dans ce cas le flux (17) est divisé en un flux (32) devenant le flux (10) et un flux (33) directement rejeté dans l'océan. Cette configuration permet d'utiliser moins d'eau froide (38) que la configuration de la figure 6. Elle permet d'obtenir un débit important pour la nappe liquide (13) et donc de diminuer pour une même puissance de l'installation la hauteur nécessaire. Le flux (32) est alors un mélange d'eau chaude et d'eau froide dont la température dépend de leur proportion. Il faudra également veiller à assurer la condensation de la vapeur générée par la nappe (13). Cette figure 8 représente les groupes (29) en configuration (29a) et (29c).

La figure 9 représente un mode de réalisation où le flux (10) provient de la proximité immédiate du dispositif et est donc composé d'eau chaude. Le flux (17) s'évacuant du collecteur (16) est d'abord turbiné par le groupe (29a) avant d'être rejeté dans l'océan. Cette configuration permet d'utiliser moins d'eau froide (38) que la configuration de la figure 6. Elle permet d'obtenir un débit important pour la nappe liquide (13) les organes d'amenée de l'eau chaude étant minimum. Cependant, il faudra veiller à assurer la condensation de la vapeur générée par la nappe (13). Cette figure 9 représente les groupes (29) en configuration (29a), (29b) et (29c). La figure 10 représente, en coupe BB verticale repérée sur la figure 11, le dispositif dans un mode de réalisation où il flotte sur l'océan et en verticale prenant en compte les critères de flottabilité. Les échelles ne sont pas conservées afin que la figure soit plus représentative.

Le dispositif est composé de plusieurs enceintes (1) telles que décrites précédemment. Les enceintes (1) sont positionnées par groupe de 2 symétriquement par rapport à un plan vertical (39) perpendiculaire au plan de coupe. Les enceintes (1) sont séparées par une structure (35) l'ensemble étant symétrique par rapport au plan (39). Cette symétrie permet d'assurer la verticalité du plan (39) en configuration flottante.

La structure (35) peut être partiellement vide ou pleine, le remplissage permettant de régler la flottabilité et la stabilité de l'ensemble. Elle peut être constituée de béton ou d'acier ou d'une combinaison des deux. Le matériau de remplissage peut être du béton ou tout ballast. La structure étant symétrique par rapport au plan (39) un certain nombre de moyens peuvent être communs à plusieurs enceintes (1).

Par exemple, la figure 10 représente une conduite d'arrivée de l'eau froide (38) des profondeurs, un collecteur supérieur (16), un groupe (29c) et son évacuation à l'océan, les moyens (26) d'évacuation des gaz non condensés et une conduite d'arrivée d'eau chaude (28) communs à plusieurs enceintes (1).

La figure 11 représente le dispositif de la figure 10 en coupe AA horizontale repérée sur la figure 10. Douze enceintes constituent le dispositif, symétriques 2 à 2 par rapport au plan vertical (39) chaque groupe de 2 étant accolé à un autre groupe.

La structure (35) constitue la partie centrale. Chaque enceinte (1) fait apparaître au niveau du plan de coupe la paroi (14) sur laquelle s'écoule la nappe liquide (13), surmontée de la zone d'écoulement du spray d'eau froide (21). Dans le mode de réalisation représenté, les parois (14) sont des plans. Des parois (14) planes permettent d'assurer un écoulement stable à la nappe liquide (13) en évitant la nécessité de concentrer dans le sens de la largeur cette nappe liquide (13), la largeur restant constante. On obtient ainsi un dispositif plus efficace. Les gouttelettes d'eau chaude (23) dans leur course vers le haut occupent le dessus de la zone de spray, elles même surmontées par le spray d'eau froide (19). Bien entendu, les autres modes de réalisation décrits précédemment pourraient être adaptées.

La paroi extérieure (36) de l'enceinte (1) soumise à la pression extérieure hydrostatique a été représentée en forme de voûte afin d'assurer une bonne résistance. Ces voûtes s'appuie sur des parois (40) qui permettent à la fois de reporter les efforts vers la structure (35) mais également de séparer les enceintes (1) successives. On obtient donc un dispositif flottant ayant de bonnes caractéristiques de flottabilité, de stabilité et de sécurité. Les dimensions pourraient être pour une puissance totale de 100MW électrique de 200m de longueur pour une largeur totale de 60m et une hauteur de 80m dont 25m au dessus de la surface de l'océan. Chaque enceinte peut être utilisée séparément ou par groupe de 2 ce qui permet à la fois de moduler la puissance fournie par l'ensemble du dispositif mais également de mettre à l'arrêt des enceintes pour maintenance ou réparation alors que les autres sont en fonctionnement. La figure 12 représente un mode de réalisation du dispositif de la présente invention dans lequel l'enceinte (1) a une symétrie circulaire de révolution autour d'un axe vertical (41) La paroi (14) est conique, de même axe (41) et pointe vers le haut. Cette disposition permet de conserver l'appui sur la paroi (14) de la nappe liquide (13). Cette nappe liquide se concentre au cours de sa montée. Le spray (21) et la nappe (13) forment des surfaces coniques d'axe (41), entourées du flux de gouttes chaudes (23) elles mêmes entourées du spray (19) de forme également conique d'axe (41).

Ce mode de réalisation pourrait présenter un avantage par rapport au mode de réalisation présenté en figure 11 pour des puissances d'installation plus faibles ( quelques MW). La figure 13 représente une enceinte contenant 2 parois (14). A noter que le nombre de parois peut être supérieur à 2 dans une même enceinte.

Cette configuration permet de diminuer la hauteur nécessaire de l'enceinte au dessus de la partie (30) d'accélération. En effet, cette hauteur est conditionnée par la dimension horizontale dans le plan de coupe de l'enceinte et l'angle entre la trajectoire des gouttes chaudes (23) et la paroi (14). Pour des raisons d'efficacité du transfert d'énergie, cet angle doit être le plus faible possible ce qui augmente très sensiblement la hauteur du dispositif. Une configuration avec plusieurs parois permet de diminuer cette hauteur nécessaire. Sur la configuration représentée en figure 13, chacune des parois possède son collecteur supérieur (16) ainsi que ses moyens de condensation de la vapeur alimentés en eau froide (38) en provenance des profondeurs. Le dispositif étant essentiellement constitué de béton, le coût de production de l'électricité pourrait être particulièrement compétitif dans un environnement océanique d'îles dont les coûts énergétiques sont élevés et l'indépendance énergétique peu assurée, d'autant plus qu'il s'agit d'une énergie renouvelable non émettrice de CO2 en quantité illimitée par rapport aux besoins et pouvant fonctionner 24h/24. 25

Claims (13)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de conversion en énergie mécanique de l'énergie thermique contenue dans un liquide chaud provenant d'une source chaude et un liquide froid provenant d'une source froide à faible différence de température comprenant au moins : - une ou des enceintes (1) résistant à la pression extérieure maintenue à une pression intérieure inférieure à la pression extérieure ; - Une ou des canalisations (2) permettant de recevoir le liquide chaud en provenance de la source chaude et de distribuer ce liquide chaud à un dispositif (4) à l'intérieur de l'enceinte (1) ; - Des moyens (4) permettant de générer en partie inférieure de l'enceinte (1) un brouillard (6) formé de gouttelettes de liquide chaud (23) de très petites dimensions animées d'une vitesse initiale ascendante (5) et dispersées dans la vapeur formée par leur propre évaporation partielle ; - Une partie (30) de l'enceinte (1) permettant de guider ce brouillard suivant une trajectoire avec une forte composante verticale ascendante et de détendre la vapeur formée, celle ci communiquant une partie de son énergie cinétique aux gouttelettes. - un ou des moyens permettant la condensation par refroidissement au moyen du liquide de la source froide de la vapeur produite ; - Des moyens permettant l'évacuation des gaz non condensables et de la fraction de vapeur qui n'aurait pas été condensée dans le ou les dispositifs de condensation. - les moyens nécessaires à l'évacuation des liquides hors de l'enceinte ; - Des moyens permettant de générer de l'énergie mécanique par turbinage de liquides ; - Les moyens de contrôle et de commande ainsi que toutes les vannes nécessaires au dispositif. caractérisé en ce qu'il comprend au moins : Une ou des parois (14) situées dans l'enceinte (1) et/ou faisant partie de l'enceinte, au dessus de la partie (30) de l'enceinte (1), inclinées d'un angle compris entre 0 et 20° par rapport à la verticale et sur laquelle une nappe monophasique liquide (13) animée d'une vitesse ascendante s'écoule et s'appuie, les gouttelettes d'eau chaude accélérées en sortie de la partie (30) de l'enceinte (1) venant s'intégrer dans cette nappe avec un faible angle incident en lui communiquant tout ou partie de leur énergie cinétique.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que au moins une buse d'injection (12) de liquide (11) est positionnée dans l'enceinte (1) pour former une nappe liquide (13) s'écoulant sur la paroi (14) avec une vitesse initiale ascendante.
3. 3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que au moins une buse d'injection ( 20 ) permet de projeter dans l'enceinte (1) un spray de liquide froid provenant de la source froide, animé d'une vitesse ascendante, au dessus et sensiblement parallèle à la paroi (14).
4. 4. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que au moins une buse d'injection ( 20 ) permet de projeter dans l'enceinte (1) un spray de liquide froid provenant de la source froide, animé d'une vitesse ascendante, au dessus et sensiblement parallèle à la nappe liquide (13).
5. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que au moins une buse d'injection ( 18 ) permet de projeter dans l'enceinte (1) un spray de liquide froid (21) provenant de la source froide, animé d'une vitesse ascendante au dessus et sensiblement parallèle à l'écoulement de gouttelettes chaudes (23).
6. 6. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le liquide alimentant les buses d'injection (12) pour former une nappe liquide (13) provient de la source froide.
7. 7. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le liquide alimentant les buses d'injection (12) pour former une nappe liquide (13) provient d'une recirculation d'une partie du liquide (17) alimentant le collecteur supérieur (16).
8. 8. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que le liquide alimentant les buses d'injection (12) pour former une nappe liquide (13) provient de la source chaude.
9. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le mode opératoire de la ou des turbines hydrauliques de production d'énergie mécanique peut être ajusté pour influer sur les caractéristiques du procédé thermodynamique prenant place dans l'enceinte (1).
10. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la ou les turbines hydrauliques de production d'énergie mécanique sont des pompes turbines réversibles et peuvent être utilisées en mode pompage.
11. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la ou les turbines hydrauliques de production d'énergie mécanique peuvent être situées dans les conduits (34), et/ou (11), et/ou (1) et peuvent être opérées simultanément, par groupe de deux ou indépendamment.
12. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la source chaude est l'eau chaude en surface de l'océan et la source froide l'eau froide de l'océan en profondeur.
13. 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le dispositif est flottant.