FR3017906A1

FR3017906A1 - Centrale houlomotrice a flotteurs decales

Info

Publication number: FR3017906A1
Application number: FR1451557A
Authority: FR
Inventors: Diez Jose Antonio Ruiz
Original assignee: WAVES RUIZ
Current assignee: WAVES RUIZ
Priority date: 2014-02-26
Filing date: 2014-02-26
Publication date: 2015-08-28
Also published as: CA2940724A1; WO2015128586A1; JP2017509829A; EP3111082A1; US20170009733A1; CN106133306A

Abstract

Centrale (1) houlomotrice, qui comprend : - une plateforme (2) semi-submersible munie d'au moins un caisson (4) longitudinal qui s'étend d'une proue (7) à une poupe (8) de la plateforme (2) ; - une machine (3) houlomotrice montée sur la plateforme (2), cette machine (3) comportant : o un portique (17) monté transversalement sur le caisson (4) à la proue de la plateforme (2), o des flotteurs (18, 19) agencés pour permettre la transformation de l'énergie de la houle en énergie mécanique, à savoir au moins un flotteur (18) primaire et au moins un flotteur (19) secondaire décalé longitudinalement par rapport au flotteur (18) primaire, o un transformateur (34).

Description

Centrale houlomotrice à flotteurs décalés L'invention a trait au domaine de la production d'énergie, et plus précisément au domaine de la production d'énergie électrique à partir de l'énergie de la houle. L'invention concerne une centrale houlomotrice équipée d'une plateforme et d'une machine houlomotrice montée sur cette plateforme et équipée de flotteurs dont le mouvement d'ascension ou de descente suivant la houle (qui exerce également sur les flotteurs une poussée horizontale) est converti en énergie hydraulique, cette énergie hydraulique étant à son tour convertie en énergie électrique au moyen d'un transformateur : système mécanique, moteur hydraulique associé à un générateur, ou encore turbine hydroélectrique. Plus précisément, on connaît de la demande de brevet français FR 2 992 626 ou de son équivalent international WO 2014/001717 une centrale houlomotrice comprenant : une plateforme semi-submersible munie d'au moins un caisson longitudinal qui s'étend d'une proue à une poupe de la plateforme ; une machine houlomotrice montée sur la plateforme, cette machine comportant : o un portique monté transversalement sur le caisson à la proue de la plateforme, o des flotteurs agencés pour permettre la transformation de l'énergie de la houle en énergie mécanique, chaque flotteur comprenant une proue tournée vers la proue de la plateforme et une poupe tournée vers la poupe de la plateforme, chaque flotteur étant monté en rotation par rapport au portique sur un arbre solidaire de celui-ci, situé du côté de la proue du flotteur, o un transformateur. Une telle centrale présente des dimensions assez imposantes. Sa longueur est généralement de l'ordre de 100 m, et sa largeur de l'ordre de 25 m. Grâce à son architecture, et en particulier grâce aux dimensions de la plateforme, la centrale présente une bonne stabilité dans la houle, ce qui permet de maximiser l'amplitude des mouvements des flotteurs et par conséquent d'optimiser la récupération d'énergie. Dans la centrale houlomotrice décrite dans le document précité, les flotteurs sont montés par paires entre deux portiques, sur deux arbres R008 B006 FR Version : TQD séparés, les flotteurs des deux paires étant animés de mouvements oscillatoires de sens opposés (contrarotatifs). Ces mouvements contrarotatifs permettent de stabiliser la plateforme face à la gîte en limitant (voire annulant) les effets de couple.

Cependant cette architecture nécessite la réalisation de deux portiques abritant chacun un local technique. Il en résulte un alourdissement de la centrale et une maintenance relativement fastidieuse qui nécessite des interventions dans chaque local technique. La solution consistant à monter les flotteurs sur un arbre unique allégerait la structure et simplifierait la maintenance mais entraînerait une diminution du rendement de la plateforme en raison des effets de couple générés sur l'arbre. Ces effets de couple induisent en effet des oscillations de la plateforme elle-même et diminuent l'amplitude des mouvements des flotteurs.

Un objectif est de proposer une centrale houlomotrice offrant l'un au moins (et de préférence l'ensemble) des avantages suivants : bon rendement énergétique, maintenance relativement aisée, bonne stabilité de la plateforme, en particulier face à la gîte. A cet effet, il est proposé une centrale houlomotrice, qui 20 comprend : une plateforme semi-submersible munie d'au moins un caisson longitudinal qui s'étend d'une proue à une poupe de la plateforme ; une machine houlomotrice montée sur la plateforme, cette machine comportant : 25 o un portique monté transversalement sur le caisson à la proue de la plateforme, o au moins un flotteur primaire et au moins un flotteur secondaire agencés pour permettre la transformation de l'énergie de la houle en énergie mécanique, chaque flotteur 30 comprenant une proue tournée vers la proue de la plateforme et une poupe tournée vers la poupe de la plateforme, les flotteurs étant montés en rotation par rapport au portique sur un arbre solidaire de celui-ci, le flotteur secondaire étant décalé du flotteur primaire vers la proue de la plateforme ; 35 o un transformateur. Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison : R008 B006 FR Version : TQD le flotteur primaire est monté en rotation par rapport au portique sur un arbre primaire solidaire de celui-ci, et le flotteur secondaire est monté en rotation par rapport au portique sur un arbre secondaire solidaire de celui-ci et décalé longitudinalement par rapport à l'arbre primaire vers la proue de la plateforme ; la plateforme comprend au moins deux caissons longitudinaux délimitant un chenal central dans lequel est disposé au moins un flotteur primaire, le portique est monté transversalement entre les caissons, et au moins un flotteur secondaire est monté à l'extérieur du chenal central ; la machine houlomotrice comprend au moins deux flotteurs secondaires disposés de part et d'autre du chenal central ; la plateforme comprend, à sa proue, un aileron stabilisateur qui s'étend transversalement en-deçà d'un bord inférieur du caisson ; - la plateforme comprend, à sa poupe, une poutre de flottaison transversale solidaire du caisson ; chaque flotteur comprend un fond et des flancs, est monté en rotation par rapport au portique autour d'une position d'équilibre à laquelle correspond une ligne de flottaison du flotteur, et le flotteur est pourvu d'une paire d'ailerons qui font saillie des flancs au voisinage de sa poupe, chaque aileron ayant un intrados incliné, par rapport à la ligne de flottaison, vers le bas en direction de sa poupe. le transformateur comprend au moins une roue à cliquet ; - le transformateur comprend une roue dentée principale solidaire de l'arbre, en prise directe d'engrenage avec la roue à cliquet ; le transformateur comprend une roue dentée secondaire solidaire de l'arbre, en prise d'engrenage avec une roue à cliquet par l'intermédiaire d'un pignon inverseur ; - le transformateur comprend au moins un volant d'inertie ; la machine houlomotrice comprend au moins un flotteur supplémentaire, monté en rotation par rapport au portique sur l'arbre, du côté de la poupe du flotteur supplémentaire. D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description d'un mode de réalisation, faite ci-après en référence aux dessins annexés dans lesquels : R008 B006 FR Version : TQD la figure 1 est une vue en perspective d'une centrale houlomotrice ; la figure 2 est une vue partielle de dessus de la centrale de la figure 1 ; la figure 3 est une vue en coupe de la centrale de la figure 2, selon le plan de coupe ; la figure 4 est une vue en perspective d'un flotteur équipant la centrale, selon un premier mode de réalisation ; la figure 5 est une vue partielle de côté du flotteur de la figure 4 ; - la figure 6 est une vue partielle de face du flotteur des figures 4 et 5 la figure 7 est une vue en perspective d'un flotteur équipant la centrale, selon un deuxième mode de réalisation ; la figure 8 est une vue de côté du flotteur de la figure 7 ; - la figure 9 est une vue partielle de face du flotteur des figures 7 et 8, la figure 10 est une vue en perspective d'un flotteur équipant la centrale, selon un troisième mode de réalisation ; la figure 11 est une vue de côté du flotteur de la figure 10 ; - la figure 12 est une vue partielle de face du flotteur des figures 10 et 11 ; la figure 13 est une vue schématique partielle montrant un convertisseur d'énergie équipant la centrale, incluant une roue à cliquet et une roue dentée en prise directe d'engrenage avec la roue à cliquet ; la figure 14 est une vue de détail du convertisseur d'énergie de la figure 13, selon l'encart XIV ; la figure 15 est une vue similaire à la figure 13, montrant un convertisseur d'énergie incluant une roue à cliquet et une roue dentée en prise indirecte d'engrenage avec la roue à cliquet, par l'intermédiaire d'un pignon inverseur ; la figure 16 est une vue similaire à la figure 2, montrant une centrale selon une variante de réalisation ; la figure 17 est une vue en coupe de la centrale de la figure 16, selon le plan de coupe XVII-XVII ; la figure 18 est une vue similaire aux figures 2 et 16, montrant une centrale selon une autre variante de réalisation. R008 B006 FR Version : TQD Sur la figure 1 est représentée une centrale 1 houlomotrice. Cette centrale 1, destinée à être installée offshore, comprend une plateforme 2 semi-submersible et une machine 3 houlomotrice montée sur la plateforme 2.

La plateforme 2 semi-submersible est équipée d'au moins un caisson 4 flottant allongé. Dans l'exemple illustré, la plateforme 2 est équipée de plusieurs caissons 4 flottants allongés, disposés sensiblement parallèlement suivant une direction longitudinale qui, lorsque la centrale 1 est en mer, correspond à la direction principale de propagation de la houle (représentée par les flèches situées à gauche sur la figure 2). Dans l'exemple illustré, les caissons 4 sont au nombre de deux et présentent une forme parallélépipédique, à section rectangulaire, d'une hauteur de préférence supérieure à leur largeur. Les caissons 4 présentent des parois 5 latérales pleines ou ajourées qui délimitent conjointement un chenal 6 central qui s'étend d'une proue 7 (à gauche sur les figures 1, 2 et 3) à une poupe 8 (à droite sur les figures 1, 2 et 3) de la plateforme 2. Grâce aux parois 5 latérales des caissons 4, l'eau de mer est 20 canalisée dans le chenal 6 suivant la direction principale de propagation de la houle, ce qui limite les mouvements de roulis (ou gîte) de la plateforme 2. Chaque caisson 4 présente un bord 9 longitudinal supérieur et un bord 10 longitudinal inférieur opposés qui, par mer calme (bien 25 qu'houleuse) à modérément agitée, sont respectivement émergé et immergé. Chaque caisson 4 est de préférence creux, et réalisé par assemblage de plaques métalliques (par exemple en acier traité anticorrosion), en matériau composite ou dans tout autre matériau 30 suffisamment rigide et résistant aux efforts de flexion comme à la corrosion. Chaque caisson 4 peut être raidi au moyen de nervures intérieures, afin de mieux résister aux contraintes de flexion tant dans le plan longitudinal (notamment lorsque le caisson s'étend en porte-à-faux au sommet d'une crête, ou lorsqu'il est porté à ses deux extrémités 35 par deux crêtes successives) que dans le plan transversal (notamment en cas de vortex local). Chaque caisson 4 peut en outre être compartimenté pour former des ballasts pouvant être au moins partiellement remplis d'eau de mer R008 B006 FR Version : TQD ou vidangés de sorte à ajuster la ligne de flottaison. Le remplissage et la vidange des ballasts peuvent être réalisés au moyen de pompes, de préférence actionnées de manière automatique. Cet ajustement est de préférence réalisé de sorte que la ligne de flottaison soit sensiblement médiane sur les caissons 4 - en d'autres termes pour que le tirant d'eau et le franc bord des caissons 4 soient sensiblement identiques. Selon un mode de réalisation illustré sur les figures 1 et 3, chaque caisson 4 présente, à la poupe 8, une extrémité élargie et/ou surélevée (comme cela est plus particulièrement visible sur la figure 3). De la sorte, le volume d'air emprisonné dans les caissons 4 y est supérieur, et la flottabilité de la plateforme 2 est localement accrue à sa poupe 8. Comme on le voit sur les figures 1, 2 et 3, la plateforme 2 comprend, à sa poupe 8, une poutre 11 de flottaison solidaire des caissons 4, et qui s'étend transversalement en les reliant. Outre une 15 fonction d'accouplement et d'entretoisement des caissons 4, et de rigidification de la plateforme 2, la poutre 11 remplit une fonction de flotteur pour maintenir en permanence la poupe 8 au niveau de la mer. En d'autres termes, comme on le voit biens sur la figure 3, la poupe 8 suit la houle (représentée en trait mixte sur cette figure). 20 La poutre 11 peut présenter, en section longitudinale (figure 3) une forme quelconque, mais il est préférable, pour optimiser sa fonction de flotteur, qu'elle présente une forme circulaire. Ainsi, dans l'exemple illustré, la poutre 11 est-elle tubulaire, creuse, à section circulaire. Le positionnement vertical de la poutre 11 est adapté à l'architecture de la 25 plateforme 2 et en particulier à la forme des caissons 4 ; dans l'exemple illustré, la poutre 11 s'étend à environ mi-hauteur des caissons 4. La plateforme 2 comprend en outre au moins un aileron 12 stabilisateur qui, en mer, est normalement immergé en permanence, cet 30 aileron 12 s'étendant transversalement en deçà des bords 10 inférieurs des caissons 4, à la proue 7 de la plateforme 2. L'aileron 12 de proue s'étend sur une partie seulement de la longueur de la plateforme 2 (typiquement entre 1/5 et 1/10 de cette longueur). 35 L'aileron 12 présente une face 13 supérieure ou extrados sensiblement plane, parallèle à et en regard des bords 10 longitudinaux inférieurs des caissons 4, et une face inférieure ou intrados 14 par laquelle la plateforme 2 peut être ancrée sur le fond marin au moyen R008 B006 FR Version : TQD d'une caténaire 15 solidaire de la plateforme 2. L'ancrage de la caténaire 15 sur l'aileron 12 permet d'orienter de manière automatique la plateforme 2 face à la houle, les efforts étant appliqués dans l'axe de celle-ci et assurant une tension continue de la caténaire 15.

L'aileron 12 présente, en section transversale, une forme en U et comprend deux côtés 16 latéraux qui s'étendent à partir des bords 10 inférieurs des caissons 4, dans le prolongement vertical de ceux-ci, de sorte que l'extrados 13 s'étend à distance des bords 10 inférieurs des caissons 4 afin que l'aileron 12, situé en contrebas des caissons 4, soit toujours immergé à une profondeur suffisante pour être à l'abri des effets de la houle. Il en résulte un maintien stable de l'assiette de la plateforme 2 grâce au poids de la colonne d'eau qui surmonte l'aileron 12, et qui fait office d'amortisseur des mouvements de la plateforme 2, notamment de roulis (ou gîte). Les effets combinés de la fonction d'amortisseur de l'aileron 12 et de l'ancrage de la plateforme 2 au moyen de la caténaire 15 font que la proue 7 de la plateforme 2 est peu sensible à la houle et se maintient à une assiette sensiblement constante. A contrario, la poupe 8 suit la houle grâce à la flottaison des extrémités de poupe des caissons 4 combinée à celle de la poutre 11. Ainsi, la houle induit sur la plateforme 2 un mouvement d'oscillation de la poupe 8, centrée sur un axe sensiblement confondu avec une ligne transversale médiane à l'aileron 12. La machine 3 houlomotrice est montée sur la plateforme 2 à sa proue 7. La machine 3 comprend, en premier lieu, un portique 17 monté sur les caissons 4 en s'étendant transversalement entre eux à l'aplomb de l'aileron 12, et qui les accouple du côté de leurs bords 9 supérieurs. La machine 3 houlomotrice comprend, en deuxième lieu, des flotteurs 18, 19 mobiles en rotation par rapport à la plateforme 2, agencés pour permettre la transformation de l'énergie de la houle en énergie mécanique, à savoir : au moins un flotteur 18 primaire monté en rotation par rapport au portique 17 sur un arbre 20 primaire solidaire du portique 17, au moins un flotteur 19 secondaire monté en rotation par rapport au portique 17 sur un arbre 21 secondaire, également solidaire du portique. R008 B006 FR Version : TQD Chaque flotteur 18, 19 comprend une proue 22 tournée vers la proue 7 de la plateforme 2, et une poupe 23 tournée vers la poupe 8 de la plateforme 2. L'arbre 20 primaire est situé du côté de la proue 22 (c'est-à-dire en amont) du flotteur 18 primaire. De même, l'arbre 21 secondaire est situé du côté de la proue 22 (c'est-à-dire en amont) du flotteur 19 secondaire. Ainsi les flotteurs 18, 19 sont animés, en fonctionnement, de mouvements rotatifs oscillants dans le même sens de rotation. Cependant, comme on le voit bien sur les figures 2 et 3, le flotteur 19 secondaire est décalé longitudinalement par rapport au flotteur 18 primaire, vers la proue 7 de la plateforme 2. On note D1 le décalage, mesuré longitudinalement, entre les flotteurs 18, 19. Ce décalage D1 peut être mesuré entre les proues 22 des flotteurs 18, 19, entre leurs poupes 23, ou encore entre leurs centres de gravité respectifs.

Selon un mode particulier de réalisation, illustré notamment sur les figures 1 à 3, l'arbre 21 secondaire est décalé longitudinalement par rapport à l'arbre 20 primaire. On note D2 le décalage, mesuré longitudinalement, entre les arbres 20, 21. Les décalages D1 et D2 peuvent être identiques, notamment lorsque les flotteurs 18, 19 sont identiques. Mais les décalages D1 et D2 peuvent être différents. Selon un mode de réalisation, les décalages D1 et D2 sont compris entre 5 m et 20 m. Comme illustré sur les figures, la machine 3 houlomotrice comprend au moins un flotteur 18 primaire disposé dans le chenal 6, et au moins un flotteur 19 secondaire monté à l'extérieur du chenal 6. Comme on le voit bien sur les figures 1 et 2, l'arbre 21 secondaire s'étend transversalement en saillie de la paroi 5 latérale pour permettre le montage articulé du flotteur 19 secondaire. Dans l'exemple illustré, la machine 3 houlomotrice comprend au moins deux flotteurs 19 secondaires, disposés de part et d'autre du chenal 6. Chaque flotteur 19 secondaire est ainsi monté articulé sur une portion en saillie de l'arbre 21 secondaire. Comme on le voit également, dans l'exemple illustré, la machine 3 houlomotrice comprend deux flotteurs 18 primaires disposés dans le chenal 6. En variante, le nombre de flotteurs 18 ou 19 pourrait être supérieur. Le décalage longitudinal du (des) flotteur(s) 19 secondaire(s) par rapport au(x) flotteur(s) 18 primaire(s) permet de minimiser la gîte prise R008 B006 FR Version : TQD par la plateforme 2 et donc de la stabiliser. En effet, comme illustré sur la figure 3, où un flotteur 19 secondaire est représenté en pointillés, par transparence à travers le caisson 4, les oscillations du (des) flotteur(s) 18 primaire(s) et du de(s) flotteur(s) 19 secondaire(s) ne sont pas synchrones, chaque crête atteignant d'abord le(s) flotteur(s) secondaire(s) 19. Un tel asynchronisme permet de répartir l'effet de couple généré par les flotteurs 18, 19, et donc de diminuer à chaque instant les efforts de flexion appliqués à la plateforme 2 (et plus précisément aux caissons 4). Cela permet de minimiser la section utile des caissons 4 et donc d'alléger la plateforme 2. Les flotteurs 18 primaires et les flotteurs 19 secondaires peuvent être similaires ou identiques (comme dans l'exemple illustré), ou différents. Chaque flotteur 18, 19 comprend un fond 24 et des flancs 25 qui 15 s'étendent à la fois verticalement à partir du fond 24, et longitudinalement depuis la proue 22 jusqu'à la poupe 23. Chaque flotteur 18 (respectivement 19) est solidaire d'un bras 26 rigide, monté en rotation sur l'arbre 20 primaire (respectivement l'arbre 21 secondaire) et qui s'étend en direction de la poupe 8 à partir de 20 l'arbre 20, 21. Chaque flotteur 18, 19 est monté en rotation oscillante sur son arbre 20, 21 autour d'une position d'équilibre (en l'absence de houle) à laquelle correspond une ligne 27 de flottaison du flotteur 18, 19 (en trait mixte sur les figures 5, 8 et 11). 25 Chaque flotteur 18, 19 est de préférence pourvu d'une paire d'ailerons 28 qui font saillie des flancs 25 au voisinage de la poupe 23. Chaque aileron 28 présente un intrados 29 incliné, par rapport à la ligne 26 de flottaison, vers le bas en direction de la poupe 23 du flotteur 18, 19. On note A l'angle d'inclinaison entre l'intrados 29 de 30 l'aileron 28 et la ligne 27 de flottaison. Cet angle A est de préférence compris entre 10° et 45°. Les ailerons 28 accroissent la force de portance exercée par la houle sur le flotteur 18, 19 et de récupérer de l'énergie à partir des efforts horizontaux exercés sur les flotteurs 18, 19 en cas de houle de 35 faible ou moyenne amplitude, ce qui améliore le rendement énergétique de la centrale. En cas de forte houle, les ailerons 28 adopteront sur la crête une orientation sensiblement horizontale, annulant ainsi la portance (et donc les efforts générés sur l'arbre 20, 21, au bénéfice de R008 B006 FR Version : TQD la sécurité de la centrale 1. L'inclinaison du flotteur 18, 19 variant au gré de la houle, on comprend que la portance générée sur les ailerons 28 n'est pas constante. En pratique, plus la houle est forte, moins les ailerons 28 sont utiles. Au contraire, les ailerons 28 offrent leur action maximale en cas de houle faible à moyenne. . Plusieurs modes de réalisation sont envisageables pour chaque flotteur 18, 19. Selon un premier mode de réalisation, illustré sur les figures 4 à 6, l'aileron 28 est formé par une plaque 30 inclinée montée à la poupe 23, et qui dépasse transversalement des flancs 25, de part et d'autre. Comme on le voit bien sur la figure 6, le fond 24 est sensiblement plat et parallèle à la ligne 27 de flottaison, jusqu'à la plaque 30 qui forme un déflecteur 31 incliné s'étendant dans le prolongement des ailerons 28. Selon un deuxième mode de réalisation, illustré sur les figures 7 à 9, le bras 26 s'étend à partir de la proue 22 du flotteur 18, 19 ; le fond 24 est incliné par rapport à la ligne 27 de flottaison, depuis un voisinage du bras 26 jusqu'à la poupe 8. Comme on le voit sur les figures 7 à 9, le flotteur 18, 19 comprend deux rebords 32 qui s'étendent longitudinalement en saillie de part et d'autre du fond 24, dans le prolongement des flancs 25. Ces rebords 32 servent à canaliser partiellement l'eau qui s'écoule sous le flotteur 18, 19. Il en résulte une minimisation des risques de turbulence de l'écoulement au niveau du fond 24 et des ailerons 28, et donc un meilleur rendement du flotteur 18, 19.

Selon un troisième exemple de réalisation, illustré sur les figures 10 à 12, le flotteur 18, 19 est davantage profilé que dans le deuxième mode de réalisation. Les ailerons 28 s'étendent dans le prolongement d'une face 33 supérieure (qui peut être légèrement bombée) du flotteur 18, 19, opposée au fond 24. Comme on le voit sur la figure 11, l'intrados 29 peut être concave (à concavité tournée vers la proue du flotteur 18, 19). En outre, le flotteur 18, 19 peut comprendre un déflecteur 31 qui s'étend à la poupe 23, dans le prolongement de la face 33 supérieure et de manière inclinée par rapport à la ligne 27 de flottaison, tandis que le fond 24 est sensiblement plat et parallèle à celle-ci. Le portique 17 est de préférence dimensionné de façon suffisamment généreuse pour former un local technique accueillant et R008 B006 FR Version : TQD abritant les équipements de la centrale 1, notamment pour la conversion de l'énergie mécanique de la houle en énergie électrique. La machine 3 comprend à cet effet, en troisième lieu, pour chaque arbre 20, 21, au moins un transformateur 34 permettant de transformer les mouvements d'oscillation des flotteurs 18, 19 en mouvement de rotation continue, ce dernier permettant de produire de l'électricité via un générateur (non représenté).. Ce transformateur 34 comprend, pour chaque arbre 20, 21, une paire de roues 35 à cliquets montées sur un arbre 36 moteur parallèle à l'arbre 20, 21.

Selon un mode de réalisation illustré sur les figures, chaque roue 35 comprend une couronne 37 munie d'une denture 38 interne unidirectionnelle et d'une denture externe (non représentée) bidirectionnelle. La roue 35 comprend une roue 39 menée solidaire de l'arbre 36 moteur et sur laquelle est monté en rotation un cliquet 40 en prise unidirectionnelle avec la denture 38. Le cliquet 40 est sollicité vers la denture 38 par un ressort 41. Le transformateur 34 comprend par ailleurs, pour chaque arbre 20, 21, une roue 42 dentée principale solidaire en rotation de l'arbre 20, 21 et en prise directe d'engrenage avec une première roue 35 à cliquet, et plus précisément avec la denture externe de la couronne 37, comme illustré sur les figures 13 et 14. Le transformateur 34 comprend en outre, pour chaque arbre 20, 21, une roue 43 dentée secondaire solidaire en rotation de l'arbre 20, 21 et en prise d'engrenage avec la deuxième roue 35 à cliquet (et plus précisément avec la denture externe de la couronne 37) par l'intermédiaire d'un pignon 44 inverseur. De la sorte, lorsque le flotteur 18, 19, via le bras 26, entraîne, avec l'arbre 20, 21, la roue 42 dentée principale dans un premier sens de rotation (sens horaire sur les figures, cf. flèche F1, figures 13 et 14), celle-ci entraîne la couronne 37 de la première roue 35 à cliquet dans le sens inverse (antihoraire, flèche F2, figure 14). Le cliquet 40, en prise avec la denture 38 interne, entraîne alors la roue 39 menée (et donc l'arbre 36 moteur) dans le même sens que la couronne 37 (antihoraire, flèche F3, figure 14).

Dans le même temps, la roue 43 dentée secondaire entraîne, via le pignon 44 inverseur, la couronne 37 de la deuxième roue 35 à cliquet dans le sens horaire, la couronne 37 tournant alors librement autour de l'arbre 36 moteur. R008 B006 FR Version : TQD Inversement, lorsque le flotteur 18, 19, via le bras 26, entraîne, avec l'arbre 20, 21, la roue 42 dentée principale dans le sens antihoraire, celle-ci entraîne la couronne 37 de la première roue 35 à cliquet dans le sens horaire, la couronne 37 tournant alors librement autour de l'arbre moteur 36. Dans le même temps, la roue 43 dentée secondaire entraîne (sens antihoraire sur les figures, cf. flèche F4, figure 15), via le pignon 44 inverseur (sens horaire, flèche F5), la couronne 37 de la deuxième roue 35 à cliquet dans le sens antihoraire (flèche F6). Le cliquet 40, en prise avec la denture 38 interne, entraîne alors la roue 39 menée (et donc l'arbre 36 moteur) dans le même sens (antihoraire) que la denture. Il résulte de l'architecture décrite ci-dessus que, quel que soit le sens de rotation du bras 26, l'une ou l'autre des roues 42, 43 dentées entraîne l'arbre 36 moteur via l'une ou l'autre des roues 35 à cliquet.

En d'autres termes, la conversion d'énergie est permanente, que le mouvement du flotteur 18, 19 soit ascendant ou descendant. On notera que le transformateur 34 peut inclure un (ou plusieurs) volant(s) 45 d'inertie monté(s) par exemple sur chaque arbre 20, 21 (ou sur l'arbre 36 moteur), de sorte à limiter les à-coups et ainsi réguler la vitesse de rotation de l'arbre 36 moteur (et donc le régime de fonctionnement de la centrale 1). Il en résulte un lissage de la production de courant électrique. Il résulte de l'architecture de la centrale 1 plusieurs avantages. Premièrement, comme nous l'avons vu, le décalage longitudinal des flotteurs 19 secondaires par rapport aux flotteurs 18 primaires permet de limiter la gîte de la plateforme 2 et donc de stabiliser celle-ci, au bénéfice du rendement énergétique de la centrale 1. Deuxièmement, l'unicité du portique 17 facilite la maintenance de la centrale 1, les opérations de maintenance pouvant toutes être réalisées depuis ce seul local technique. Il est à noter qu'il est envisageable de coupler plusieurs centrales 1, soit en les alignant sur une même ligne de vagues, soit en les décalant longitudinalement (i.e. dans le sens de la houle). Diverses variantes de réalisation peuvent être prévues.

Selon une variante de réalisation illustrée sur les figures 16 et 17, la centrale comprend un (ou plusieurs) flotteur(s) 46 supplémentaires, disposés en amont du portique 17 et montés sur l'arbre 21 secondaire. Comme les flotteurs 18 et 19, chaque flotteur 46 présente une proue 22 R008 B006 FR Version : TQD et une poupe 23 et est monté sur l'arbre 21 du côté de la poupe 23 par un ou plusieurs bras 26 (deux dans l'exemple illustré, qui encadrent le flotteur 46 à la manière de flasques). Comme on le voit bien sur la figure 17, chaque flotteur 46 présente en section longitudinale une forme profilée de sorte à offrir un faible coefficient de traînée et ainsi n'opposer qu'une faible résistance frontale à la houle. Dans l'exemple illustré, le flotteur 46 présente un profil elliptique. Le(s) flotteur(s) 46 est (sont) libre(s) en rotation par rapport au(x) flotteur(s) 19 secondaire(s) et est (sont) accouplés à un transformateur 34 de la manière décrite ci-dessus. Ce(s) flotteur(s) 46 améliorent le rendement de la centrale 1 en contribuant à la production d'énergie électrique. Compte tenu de son (leur) orientation, opposée à celle des flotteurs 18, 19, les) flotteur(s) 46 oscille en sens opposé à ceux-ci et procure par conséquent un effet contrarotatif qui tend à stabiliser la plateforme 2. Selon une autre variante illustrée sur la figure 18, l'arbre primaire 20 et l'arbre 21 secondaire sont coaxiaux, l'arbre 21 secondaire s'étendant en saillie à partir d'une paroi 5 latérale. Dans l'exemple illustré, où la machine 3 plusieurs flotteurs 21 secondaires situés de part et d'autre du chenal 6, l'arbre 21 comprend deux portions coaxiales qui s'étendent de part et d'autre des caissons 4. Les flotteurs 18 primaires et les flotteurs 19 secondaires ne s'étendent toutefois pas à la même distance de leur arbre 20, 21, de sorte que le décalage D1 persiste entre eux. En pratique, ce décalage peut être procuré par une différence de longueur des bras 26. Les oscillations des flotteurs 18 primaires et des flotteurs 19 secondaires n'étant pas synchrones, on comprend que les flotteurs 18, 19 ne sont pas solidaires en rotation et entraînent séparément des transformateurs 34 dédiés. R008 B006 FR Version : TQD

Claims

REVENDICATIONS1. Centrale (1) houlomotrice, qui comprend : une plateforme (2) semi-submersible munie d'au moins un caisson (4) longitudinal qui s'étend d'une proue (7) à une poupe (8) de la plateforme (2) ; une machine (3) houlomotrice montée sur la plateforme (2), cette machine (3) comportant : o un portique (17) monté transversalement sur le caisson (4) à la proue de la plateforme (2), o des flotteurs (18, 19) agencés pour permettre la transformation de l'énergie de la houle en énergie mécanique, chaque flotteur (18, 19) comprenant une proue (22) tournée vers la proue (7) de la plateforme (2) et une poupe (23) tournée vers la poupe (8) de la plateforme (1), chaque flotteur (18, 19) étant monté en rotation par rapport au portique (17) sur un arbre (20) solidaire de celui-ci, situé du côté de la proue (22) du flotteur (18, 19), o un transformateur (34). cette centrale (1) étant caractérisée en ce que la machine (3) houlomotrice comprend au moins un flotteur (18) primaire et un flotteur (19) secondaire, décalé du flotteur (18) primaire vers la proue (7) de la plateforme.
2. Centrale (1) houlomotrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que le flotteur (18) primaire est monté en rotation par rapport au portique (17) sur un arbre primaire (20) solidaire de celui-ci, et le flotteur (19) secondaire est monté en rotation par rapport au portique (17) sur un arbre (21) secondaire solidaire de celui-ci et décalé longitudinalement par rapport à l'arbre (20) primaire vers la proue (7) de la plateforme (2).
3. Centrale (1) houlomotrice selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la plateforme (2) comprend au moins deux caissons (4) longitudinaux délimitant un chenal (6) central dans lequel est disposé au moins un flotteur (18) primaire, et en ce que le portique (17) est monté transversalement entre les caissons (4), et en ce qu'au moins un flotteur (19) secondaire est monté à l'extérieur du chenal (6) central. R008 B006 FR Version : TQD
4. Centrale (1) houlomotrice selon la revendication 3, caractérisée en ce que la machine (3) houlomotrice comprend au moins deux flotteurs (19) secondaires disposés de part et d'autre du chenal (6) central.
5. Centrale (1) houlomotrice selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la plateforme (2) comprend, à sa proue (7), un aileron (12) stabilisateur qui s'étend transversalement en-deçà d'un bord (10) inférieur du caisson (4).
6. Centrale (1) houlomotrice selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la plateforme (2) comprend, à sa poupe (8), une poutre (11) de flottaison transversale solidaire du caisson (4).
7. Centrale (1) houlomotrice selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque flotteur (18, 19) comprend un fond (24) et des flancs (25), est monté en rotation par rapport au portique (17) autour d'une position d'équilibre à laquelle correspond une ligne (27) de flottaison du flotteur (18, 19), et en ce que le flotteur (18, 19) est pourvu d'une paire d'ailerons (28) qui font saillie des flancs (25) au voisinage de sa poupe (23), chaque aileron (28) ayant un intrados (29) incliné, par rapport à la ligne (27) de flottaison, vers le bas en direction de sa poupe (23).
8. Centrale (1) houlomotrice selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le transformateur (34) comprend au moins une roue (35) à cliquet.
9. Centrale (1) houlomotrice selon la revendication 8, caractérisée en ce que le transformateur (34) comprend une roue (42) dentée principale solidaire de l'arbre (20, 21), en prise directe d'engrenage avec une roue (35) à cliquet.
10. Centrale (1) houlomotrice selon la revendication 9, caractérisée en ce que le transformateur comprend une roue (43) dentée secondaire solidaire de l'arbre (20, 21), en prise d'engrenage avec une roue (35) à cliquet par l'intermédiaire d'un pignon (44) inverseur.
11. Centrale (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le transformateur comprend au moins un volant (45) d'inertie.
12. Centrale (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la machine (3) houlomotrice comprend au moins R008 B006 FR Version : TQDun flotteur (46) supplémentaire, monté en rotation par rapport au portique (17) sur l'arbre (20), du côté de la poupe (22) du flotteur (46) supplémentaire. R008 B006 FR Version : TQD