DIGUE MARINE GÉNÉRATRICE À PRODUCTION CONTINUE ET PROCÉDÉS ASSOCIÉS INTRODUCTION L'invention digue marine génératrice (100) est constituée de modules agençables et juxtaposables à la demande, lesdits modules pouvant assurer à la fois la production d'énergie et la protection du littoral. Les différents modules du dispositif selon l'invention comportent notamment des moyens majoritairement houlomoteurs brise-lames (110,140) constitués de moyens aptes à récupérer et convertir en énergie les masses d'eau générées par la houle et/ou les vagues, de moyens nnajoritairement marémoteurs (150) principalement mus par les élévation/abaissement du niveau de l'eau, de moyens hydromoteurs principalement constitués de filets à nasses génératrices et d'écluses génératrices (170,180) convertissant en énergie les courants générés par les flux et reflux, de moyens aéromoteurs (120,130) et de moyens de stockage dont bassins de rétention (160). L'ensemble de ces moyens peuvent ainsi être combinés pour obtenir une pluralité de configurations répondant au cahier des charges du site d'installation qui l'accueille. Parmi ces configurations, les différents modules du dispositif selon l'invention peuvent être agencés notamment : - pour constituer une digue de protection par implantation en mer. - pour protéger le littoral de l'érosion marine par implantation sur la grève. - pour la création de ports. - pour la protection de parcs d'élevage. - pour la protection de parcs de générateurs marins de différents types. - comme digue de rétention d'un dispositif marémoteur. et/ou toute autre combinaison d'utilisation des dispositifs selon l'invention. Les modules houlomoteurs et marémoteurs constitutifs de l'invention digue marine génératrice (100) regroupent dans une même installation un ensemble de dispositifs qui permettent la conversion en énergie électrique de l'énergie cinétique et gravitationnelle produite par le déplacement des masses d'eau marines qu'elles aient comme origine le simple flux et reflux des marées, les oscillations de la houle ou encore le déferlement des vagues (110,140,150). L'invention digue marine génératrice (100) est caractérisée en ce que les modules qui la constituent comportent des moyens de conversion en énergie électrique des courants marins notamment constitués de dispositifs comportant une pluralité d'hydrogénérateurs à flottabilité neutre installés dans des filets immergés (170) ou dans des écluses (180). L'invention digue marine génératrice (100) est caractérisée en ce que les modules qui la constituent comportent des moyens additionnels de production électrique notamment constitués par des aérogénérateurs (120,130) de différents types et des panneaux solaires.
L'invention digue marine génératrice (100) est caractérisée en ce que les modules qui la constituent comportent une pluralité de moyens de "stockage" des énergies renouvelables utilisées dont notamment des dispositifs (160) de retenue d'eau accumulée au moment du flux ou accumulée par pompage, ou encore d'autres dispositifs permettant la restitution de l'énergie captée dont notamment des hydrogénogénérateurs.
L'invention digue marine génératrice (100) est d'autre part caractérisée en ce qu'elle comporte tous autres moyens propres à faire fonctionner ladite unité, et notamment ceux permettant la régulation de la production entre consommation et stockage, et ceux permettant d'optimiser le rendement de l'installation. L'invention digue marine génératrice (100) a été avantageusement conçue pour proposer des solutions propres à apporter des réponses innovantes pour notamment assurer la continuité de la production ou le stockage de l'électricité produite par les énergies renouvelables. L'invention digue marine génératrice (100) a été avantageusement conçue pour être exécutée à partir de composants standardisables et fabriqués en grande série pour en abaisser le coût. La digue marine génératrice (100) peut par ailleurs être implantée pour constituer une protection du littoral côtier contre l'érosion maritime, pour constituer ou consolider une jetée de port, ou encore être utilisée comme protection périphérique d'installations maritimes notamment productrices d'énergie électrique. La digue marine génératrice (100) selon l'invention a été avantageusement conçue pour proposer des solutions propres à s'intégrer harmonieusement dans l'environnement et ainsi apporter des réponses innovant es aptes à répondre aux contraintes environnementales et notamment en concevant chacun des éléments visibles pour rappeler l'aspect visuel de ce qu'on peut trouver sur le littoral, notamment en matière d'installations techniques. Enfin, l'intégration et la combinaison de l'utilisation de plusieurs types de générateurs sur le même ouvrage permet de réduire le coût unitaire des structures d'accueil ainsi que de réduire l'emprise sur le domaine maritime d'une telle installation et d'en augmenter l'acceptabilité, et ainsi permettre à l'invention de figurer parmi les solutions novatrices à mettre en oeuvre dans le cadre de la transition énergétique. ÉTAT DE LA TECHNOLOGIE Chacune des sources d'énergie utilisées par l'invention a fait l'objet d'études et de dépôts de brevets. La transformation de l'énergie des mouvements de la mer et particulièrement celle fournie par les vagues ou la houle a fait l'objet de nombreux brevets, comme notamment le document FR 2894299 Al présentant un "dispositif permettant de convertir l'ondulation et/ou les oscillations d'un liquide dans lequel il est au moins partiellement immergé, en une énergie utilisable", ou encore plus récemment le document FR 2 932 231 Al présentant un "dispositif pour convertir une énergie de houle en énergie utilisable notamment électrique", dont un prototype a été installé au large du Croisic en France et qui utilise les oscillations de la houle pour actionner des générateurs, ou encore le document VVO/2010/ 024741 Al présentant "a wawepower unit" qui tire son énergie des vagues, en utilisant le différentiel de hauteur existant entre la crête et le creux des vagues, différentiel récupéré par une bouée de surface dont le mouvement entraine un générateur linéaire à aimant permanent ancré sur le fond, ou encore le document WO 2013156637 Al présentant "un dispositif de transformation d'énergie houlomotrice en électricité au moyen de forces ou de moments de torsion cumulés" qui récupère l'énergie produite par le déferlement des vagues pour la convertir en énergie électrique au moyen de turbines alignées en série, lequel déferlement étant également la source d'énergie principale comme dans les brevets WO 2011114072 Al ou encore le brevet français FR 2 548 739. Concernant les aérogénérateurs, il en existe un très grand nombre de tous types et de toutes formes, et plus précisément concernant les aérogénérateurs à axe vertical, comme par exemple le document WO 2003074868 Al présentant un "Aérogénérateur à axe vertical"; ou encore le document EP 0064440 A2 10 présentant un "Aérogénérateur à axe vertical à double rotor et à flux canalisé", ou plus récemment le document WO 2001036819 Al présentant un "Aérogénérateur à axe vertical". L'ensemble de ces inventions, si elles ont incontestablement fait progresser l'état de la technique, présentent un certain nombre de points faibles comme par exemple la discontinuité de la production où la non intégration naturelle à l'environnement, points faibles que l'invention ici présentée a cherché à corriger. 15 PRÉSENTATION DE L'INVENTION L'invention digue marine génératrice (100) est caractérisée en ce qu'elle comporte dans le même ouvrage une pluralité de dispositifs notamment constitués de moyens assurant : - la récupération des masses d'eau provenant du déferlement des vagues (110). - la conversion en énergie des forces engendrées par gravité et/ou par écoulement des masses d'eau 20 provenant du déferlement des vagues (140). - la conversion en énergie des forces engendrées par les flux et reflux de marées (150). - la conversion en énergie de l'effet du vent (120,130). - la conversion en énergie des courants marins (170,180). - la conversion en énergie de l'ensoleillement, optionnellement. 25 - le "stockage" direct ou indirect des énergies ainsi captées (160). - le pilotage de l'installation. L'invention digue marine génératrice (100) est caractérisée en ce qu'elle est constituée de modules qui comportent notamment des moyens de récupération des masses d'eau provenant du déferlement des vagues et des dispositifs de conversion en énergie des forces engendrées par gravité et/ou par écoulement 30 des dites masses, ces dispositifs étant notamment constitués d'une pluralité de structures (111) de récupération des masses d'eau provenant du déferlement des vagues crées par la houle, comme suit: - Chaque structure est caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens aptes à canaliser l'eau et à la faire se déverser, après franchissement du seuil de ladite structure, dans une cavité (112) carénée jouant le rôle de déversoir dont le fond est muni d'une ouverture de taille adaptée pour que les masses d'eau ainsi 35 piégées puissent être évacuées en totalité entre deux ondulations; étant précisé que la pénétration de l'eau dans la cavité déversoir est protégée par une grille amovible (113) pour éviter l'intrusion d'éléments risquant d'endommager les différents composants du dispositif dont notamment les hydrogénérateurs (114), et que chaque structure reçoit dans ses fonds un bac décanteur de récupération (115) des éléments de taille inférieure au maillage de ladite grille, le vidage desdits bacs décanteurs étant possible après ouverture de ladite grille par rotation sur son axe horizontal. Pour compléter le dispositif de protection contre les intrusions de tous types et protéger les installations en cas de tempête, les structures superposées peuvent être recouvertes par un rideau articulé par exemple métallique (118) installé dans la partie supérieure émergée de l'ouvrage, étant précisé que l'extrémité inférieur dudit rideau est pourvu d'un rebord (119) faisant office de godet permettant de recevoir les déchets en provenance desdits bacs et de les évacuer par le haut de l'installation par remontée dudit rideau. - La partie avant de chaque structure est d'une dimension plus faible que la partie arrière, et l'assemblage de chacune des structures avec celle qui la précède permet d'obtenir un plan incliné dont l'inclinaison est fonction du différentiel de hauteur existant entre la partie avant et la partie arrière de ladite structure, le choix de ce différentiel permettant d'obtenir la forme de l'inclinaison souhaitée en fonction du site d'installation, étant précisé que la hauteur totale de l'assemblage doit pouvoir couvrir les plus forts marnages dudit site d'installation. - En présence de houle, les paquets d'eau de mer en provenance des déversoirs (112) les récupérant sont amenés par des dispositifs d'évacuation jusqu'au droit d'un dispositif qui les convertit en énergie de la façon suivante: > à leur sortie des canalisations (116) d'évacuation, l'énergie cinétique des masses d'eau en déplacement est convertie par des hydrogénérateurs adaptés au débit (114), lesdites canalisations pouvant être fermées par vannes notamment du type "guillotine" actionnées par un système possiblement à vis sans fin (149) pour permettre la vidange de la cuve réceptrice (140) et la maintenance desdits hydrogénérateurs et autres dispositifs contenus dans la cuve. > après passage dans les hydrogénérateurs, les flux d'eau sont récupérés par un système constitué d'un flotteur principal (141) dont la partie supérieure est emménagé en réservoir destiné à recevoir les masses d'eau déferlantes canalisées, étant précisé qu'un flotteur secondaire (142) est installé à l'intérieur dudit réservoir et est mis en mouvement vertical par effet de la montée temporaire des eaux au moment du déversement, puis par la redescente progressive dudit flotteur pendant l'évacuation de l'eau ayant pénétré dans ledit réservoir, ladite évacuation actionnent un ou plusieurs hydrogénérateurs (143), dont le débit est adapté au volume d'eau à évacuer. > ledit déversement des eaux dans le réservoir supérieur du flotteur principal puis leur évacuation dans les hydrogénérateurs entrainent concomitamment : >> un mouvement oscillatoire généré par le flotteur secondaire et transformé en mouvement rotatif au moyen d'au moins un dispositif de conversion de mouvement linéaire en mouvement rotatif, comme par exemple une crémaillère, lequel mouvement rotatif est converti en énergie électrique notamment par des générateurs (144) mécaniques ou hydrauliques. >> un mouvement oscillatoire généré par l'enfoncement momentané du flotteur principal, ledit enfoncement étant transformé en mouvement rotatif par un système comportant au moins un dispositif (147) de conversion de mouvement linéaire en mouvement rotatif, comme par exemple une crémaillère, fixé sur le fond de la structure supérieure de l'unité, ledit mouvement rotatif étant converti en énergie électrique notamment par des générateurs (145) mécaniques ou hydrauliques, étant précisé que lesdits générateurs sont par exemple réversibles pour permettre la remontée dudit flotteur pour assurer la maintenance de l'installation. > seules les structures de récupération des masses d'eau provenant du déferlement des vagues crées par la houle situées en dessus du niveau de l'eau permettent à ces dites masses de se déverser dans le réservoir supérieure du flotteur, mais ceux situés au-dessous dudit niveau transmettent partiellement les mouvements de houle sous-marins et résiduels jusqu'au dit flotteur contribuant ainsi à accroître l'amplitude des oscillations. > en l'absence de houle, le système fonctionne comme un dispositif marémoteur, les entrées/sorties s'effectuant par une canalisation (117) pourvue au moins d'un hydrogénérateur réversible (118), ladite canalisation pouvant être fermée par une vanne notamment du type "guillotine" pour en assurer la vidange de la cuve, laquelle vidange étant faîte au moment du reflux, complétée par une pompe (148) après fermeture de ladite vanne.
L'invention digue marine génératrice (100) est caractérisée en ce qu'elle est constituée de modules qui comportent notamment des moyens de conversion en énergie des forces engendrées par les flux et reflux de marées (150) comportant notamment un générateur marémoteur avantageusement conçu pour convertir en énergie électrique l'ensemble des sources potentielles d'énergie induites par le cycle des marées, par un ensemble de dispositifs constitués comme suit: > accolée à la cuve (140) où sont converties les masses d'eau en provenance du déferlement des vagues, l'invention comporte une deuxième cuve (150), les deux dites cuves étant reliées entre elles par des dispositifs hydrogénérateurs multi-étages (158); étant précisé que cette deuxième cuve (150) est étanche en sorte que les pression/dépression de l'air confiné dans le réservoir étanche consécutive aux montée/descente de l'eau dans ladite cuve puissent être converties en énergie par des dispositifs adaptés (152). > ladite cuve (150) est pourvue d'ouvertures dans sa partie inférieure pour permettre l'entrée et la sortie de l'eau au cours des flux et reflux, étant précisé que l'énergie engendrée par les courants ainsi induits sont convertis en énergie électrique par au moins un hydrogénérateur (158) mono ou multi-étages, et que lesdites ouvertures pouvent être fermées par vannes notamment du type "guillotine" actionnées par un système possiblement à vis sans fin (159) pour permettre la vidange de la cuve (150) et la maintenance desdits hydrogénérateurs > ladite cuve (150) est par ailleurs pourvue d'ouvertures dans sa partie supérieure pour permettre l'entrée et la sortie de l'air mis en pression/dépression par les montée/descente du niveau d'eau à l'intérieur de ladite cuve étanche, étant précisé que l'énergie engendrée par les flux d'air ainsi induits sont convertis en énergie électrique par des dispositifs (152) du type aérogénérateurs bidirectionnels ou des dispositifs du type moteur à air. > est installé à l'intérieur du réservoir un dispositif convertissant en énergie électrique la poussées d'Archimède à la montée des eaux et la poussée inverse à la descente générée par le poids de la partie supérieure et flottante dudit dispositif, étant précisé que ledit dispositif est notamment constitué d'au moins un flotteur (151) dont le mouvement vertical pendant les montée/descente est transformé en mouvement rotatif par un système comportant au moins un dispositif (157) de conversion de mouvement linéaire en mouvement rotatif, comme par exemple une crémaillère, fixé sur le fond de la structure supérieure, ledit mouvement rotatif étant converti en énergie électrique notamment par des générateurs (155) mécaniques ou hydrauliques, étant précisé que lesdits générateurs peuvent être réversibles pour permettre la remontée dudit flotteur pour assurer la maintenance de l'installation et étant précisé que le déclenchement desdits moyens de conversion peut être retardé par fermeture à marée haute des vannes (153) pour permettre la rétention de l'eau accumulée pendant le flux, et ainsi de réguler les flux d'eau pour en augmenter la pression ou en décaler l'écoulement par exemple en retardant la libération de l'eau ainsi stockée à marée montante pour optimiser jusqu' à la fin de l'étal de marée basse la production électrique par augmentation de la pression ou décalage de ladite libération entrainant les différents hydrogénérateurs et autres dispositifs. L'invention digue marine génératrice (100) est caractérisée en ce qu'elle est constituée de modules qui comportent notamment des moyens de conversion en énergie des courants engendrées par l'effet des marées (170,180) lesdits moyens constitués comme suit: > un dispositif (170) notamment constitué d'une ligne optionnelle de flottaison comportant des flotteurs (176) générateurs à absorption de houle reliés entre eux par au moins une tige semi-rigide et d'une pluralité d'éléments hydrogénérateurs assemblés et agencés en forme de filet, les dits éléments étant caractérisés en ce qu'ils comportent : - une partie périphérique (171) constituées de mailles de taille suffisante pour être traversées par la faune maritime locale - une partie centrale constituée d'une poche souple déflectrice (172) au centre de laquelle est installé un hydrogénérateur réversible (173) dont la flottabilité neutre est assurée par une réserve de flottabilité (174) notamment insérée dans la partie supérieure de la dite poche déflectrice, étant précisé que les caractéristiques de ladite proche réflectrice sont telles que ledit hydrogénérateur central peut se déplacer librement en fonction du sens du courant sans que son mouvement soit entravé au moment de la renverse, et étant précisé que ledit dispositif est maintenu en position par des dispositifs similaires à ceux utilisés pour la pose d'un filet de pêche complétés par des systèmes d'ancrage, lequel filet dans une variante d'exécution peut être fabriqué avec les câbles électriques transportant l'énergie électrique produite par lesdits hydrogénérateurs. Dans les sites d'exploitation à forte migration halieutique, lesdits hydrogénérateurs peuvent être protégés par une grille (175) possiblement conique dont l'une des fonctions est de dévier la faune locale vers les mailles périphériques qu'ils peuvent traverser. > un dispositif (180) conçu pour être notamment installé dans des configurations nécessitant à la demande la libre circulation d'embarcations, variante rigide du dispositif précédent en ce que les générateurs sont montés sur un bâti constituant d'une écluse à un ou deux battants pouvant être déplacés par rotation ou mouvement linéaire, et comportant une pluralité d'hydrogénérateurs installés dans l'épaisseur desdits b'attants. L'invention digue marine génératrice (100) est caractérisée en ce qu'elle est constituée de modules qui comportent des moyens de régulation de la production notamment par des dispositifs étant constitués de moyens de pompage de l'eau de mer (148), de moyens de stockage (160), et de déstockage par vannes notamment du type "guillotine" actionnées par un système possiblement à vis sans fin (169), lequel déstockage entrainant le fonctionnement d'au moins un hydrogénérateur (168) mono ou multi-étages, et d'au moins un dispositif (162) du type aérogénérateur ou moteur à air. L'invention digue marine génératrice (100) est caractérisée en ce qu'elle est constituée de modules qui comportent des systèmes convertissant l'énergie du vent, notamment constitués d'une pluralité d'aérogénérateurs à axe horizontal installés sur la partie supérieure (120) des installations frontales assurant la récupération des masses d'eau provenant du déferlement des vagues (110), et d'au moins un aérogénérateur à axe vertical à plusieurs niveaux donnant à l'ensemble (130) un aspect de type "phare". L'invention digue marine génératrice (100) est caractérisée en ce qu'elle est constituée de modules qui comportent une pluralité d'aérogénérateurs bidirectionnels à axe horizontal (121) installés sur la partie frontale supérieure (120) desdits modules, aérogénérateurs dont le rendement est amélioré par un déflecteur possiblement conique entourant ledit aérogénérateur pour y concentrer le flux d'air, étant précisé que ledit aérogénérateur peut être protégé en cas de tempête par un volet rigide possiblement métallique dont la mise en oeuvre est assurée par un système moteur (129) par exemple à vis sans fin, étant précisé que ledit élément réflecteur est relevable par pivotement autour d'un axe par exemple horizontal (123) pour permettre l'accès par l'extérieur et notamment par la coursive (126) au dit aérogénérateur et au système (118,119) permettant la récupération des déchets récupérés par le rideau protégeant les déversoirs, étant précisé que les flux d'air entrants ou sortants sont canalisés dans une cheminée (124) protégée par une grille amovible (125), le tout permettant à l'ensemble de fonctionner dans les deux sens en cas de vents favorables.
L'invention digue marine génératrice (100) est caractérisée en ce qu'elle est constituée de modules qui comportent optionnellement au moins un assemblage (130) de différents type d'aérogénérateurs positionnés à différents niveaux visant à donner à l'installation un aspect de type "phare", ledit assemblage étant notamment constitué comme suit, autour d'un pilier central : - un aérogénérateur hélicoïdal à axe vertical symbolisant un fanal de phare (131) - un aérogénérateur turbine à axe vertical symbolisant la plateforme supérieure d'un phare (132) - un aérogénérateur à axe vertical spécialement conçu pour symboliser la tour d'un phare (133). - chacun des aérogénérateurs comporte notamment des générateurs électriques (134) constitués d'au moins d'un ensemble comportant un rotor supportant une pluralité d'aimants permanents et un stator supportant une pluralité de bobinages aptes à transformer en énergie électrique le champ magnétique créé par les éléments du rotor en rotation, la connexion desdits bobinages entre eux étant pilotée par un système électronique permettant leur adaptation à ia demande en terme de voltage et de phase, mais également de combiner lesdites connections afin d'utiliser lesdits rotor/stator comme source de régulation de la vitesse de rotation desdits aérogénérateurs, par exemple en mettant en oeuvre des dispositifs de commande par exemple de réduction ou d'augmentation de voilure, ou encore comme frein électromagnétique permettant de bloquer lesdits aérogénérateurs en cas de tempête. L'invention digue marine génératrice (100) est caractérisée en ce que l'aérogénérateur à axe vertical situé au niveau inférieure de l'ensemble et conçu pour symboliser la tour d'un phare, est mû par au moins deux pales (135) et que lesdites pales sont constituées possiblement de matériau souple comme par exemple de la toile, lesdites toiles rappelant des voiles de bateaux bien que de forme notamment rectangulaire, et étant envoyées/réduites par un système à doubles enrouleurs/dérouleurs motorisés (136), étant précisé que la mise en rotation desdits enrouleurs/dérouleurs est alimentée et commandée par les systèmes électroniques pilotant l'utilisation de la production des rotors/stators décrits plus haut; lesdites pales souples étant constituées d'une partie pleine et d'une partie évidée, de sorte que la prise au vent de ladite pale est maximum quand la partie pleine est totalement déployée et quasi nulle quand cette dernière est enroulée et que seule la partie évidée est soumise au vent, et étant précisé que les enrouleurs/dérouleurs motorisés intérieurs sont installés tout autour du pilier central. L'invention digue marine génératrice (100) est constituée de modules agencables et juxtaposables à la demande, lesdits modules regroupant dans un même local technique (102) une pluralité de moyens de contrôle, de régulation et de pilotage des installations et notamment l'ensemble des algorithmes et programmes informatiques aptes à optimiser le pilotage de l'unité en fonction des conditions extérieures et de la demande planifiée, ainsi que différents dispositifs optionnels permettant la restitution de l'énergie captée dont notamment différents types de super-condensateurs ou batteries, ou encore des hydrogénogénérateurs ou tous autres dispositifs permettant le "stockage" de l'électricité produite par l'unité. L'invention digue marine génératrice (100) est caractérisée en ce que la partie supérieure des cuves (140,150) de chaque module est aménageable en chaussée (101), laquelle chaussée peut être utilisée en voie de service permettant notamment l'accès aux installations et être partiellement recouverte de panneaux solaires (106), étant précisé que la dite voie peut être ouverte au public piétonnier pour y déambuler et s'approprier l'installation en mettant avantageusement à la disposition dudit public des dispositifs d'affichage permettant de visionner en temps réel la puissance délivrée par les différents générateurs.