FR3026149B1 - Installation pour le deplacement vertical d'une masse d'air - Google Patents

Abstract

L'installation (1) conforme à l'invention, pour le déplacement vertical d'une masse d'air, est caractérisée par le fait qu'elle comprend : - une structure (2) en forme de tour verticale d'au moins 1500 mètres de hauteur, - au moins une tuyère (3) verticale ou sensiblement verticale qui est portée par ladite structure (2) en forme de tour verticale et qui est munie d'une extrémité inférieure (4) et d'une extrémité supérieure (5) située à une hauteur d'au moins 1500 mètres, et - des moyens (6) pour prélever dans l'atmosphère de l'air extérieur à ladite tuyère (3), au niveau de l'une desdites extrémités inférieure (4) ou supérieure (5), et pour propulser ledit air prélevé dans ladite tuyère (3), en direction de son autre extrémité (4, 5).

Description

Domaine technique auquel se rapporte l'invention

La présente invention concerne une installation pour le déplacement vertical d’une masse d’air, en particulier pour la production d’eau et/ou pour le refroidissement de l’air à basse altitude.

Arrière-plan technologique

On connaît par le document WO/FR2006/002602 une installation comportant un rotor éolien entraînant un compresseur frigorifique qui alimente un condenseur et un évaporateur, permettant de condenser la vapeur d’eau contenue dans l’air et de la récupérer sous forme d’eau qui est, par la suite, filtrée et stockée pour une utilisation ultérieure.

Une telle installation permet de produire de l’eau douce par condensation de vapeur d’eau contenue dans l’air avec un rendement énergétique correct dans des conditions de vent et d’hygrométrie régulières. Toutefois elle ne peut fonctionner de manière optimale que lorsque le vent (et donc l’énergie éolienne) est suffisamment important et constant. D’autre part, il n’existe pas, à la connaissance des demandeurs, d’installations permettant de refroidir une masse d’air à proximité du sol ou à basse altitude, en particulier pour améliorer les conditions de vie ou limiter certains phénomènes météorologiques néfastes, comme les cyclones, les ouragans, les typhons et plus généralement le réchauffement climatique.

Objet de l’invention

La présente invention propose une solution technique permettant de profiter des températures négatives en altitude (au dessus de 1500 mètres, et de préférence encore au dessus de 2000 mètres), pour condenser l’eau contenue dans l’air de basse altitude, et la récupérer, et/ou pour refroidir une masse d’air et restituer de l’air frais à basse altitude.

Pour cela, l’installation selon l’invention, pour le déplacement vertical d’une masse d’air, est caractérisée par le fait qu’elle comprend : - une structure en forme de tour verticale d’au moins 1500 mètres de hauteur - au moins une tuyère verticale ou sensiblement verticale qui est portée par ladite structure en forme de tour verticale et qui est munie d’une extrémité inférieure et d’une extrémité supérieure située à une hauteur d’au moins 1500 mètres, et - des moyens pour prélever dans l’atmosphère de l’air extérieur à ladite tuyère, au niveau de l’une desdites extrémités inférieure ou supérieure, et pour propulser ledit air prélevé dans ladite tuyère, en direction de son autre extrémité.

La structure en forme de tour consiste de préférence en une structure porteuse de type hyperboloïde, mais d’autres types de structures peuvent aussi être envisagés.

La hauteur de cette structure porteuse est avantageusement supérieure à 2000 mètres, et l’extrémité supérieure de ladite tuyère est située à une hauteur avantageusement supérieure à 2000 mètres.

De préférence encore, la hauteur de la structure porteuse, et celle de l’extrémité supérieure de ladite tuyère, sont situées à une hauteur entre 3000 et 4000 mètres.

Selon une autre caractéristique, les moyens pour prélever dans l’atmosphère de l’air extérieur à ladite tuyère, au niveau de l’une de ses extrémités inférieure ou supérieure, pour propulser ledit air prélevé, en direction de son autre extrémité, et pour réinjecter vers l’extérieur ledit air au niveau de cette autre extrémité, consistent en des dispositifs ventilateurs.

Dans un mode de réalisation particulier, lesdits dispositifs ventilateurs aptes à propulser l’air dans la tuyère ou hors de la tuyère sont ménagés à l’extrémité d’une ou de plusieurs canalisations horizontales aboutissant à ladite tuyère verticale.

Toujours selon une autre particularité, la structure support en forme de tour est équipée d’une pluralité de rotors éoliens, placés à différentes altitudes, lesquels rotors éoliens assurent au moins une partie de l’alimentation électrique desdits moyens pour propulser l’air dans les tuyères.

De préférence encore, l’installation comporte des moyens de filtration de l’air avant sa réinjection dans l’atmosphère.

Selon encore une autre particularité, l’installation comporte des moyens aptes à créer un flux d’air global ascendant et/ou descendant à un débit supérieur à 10 000 000 m3/heure et de préférence supérieur à 30 000 000 m3/heure.

Une telle installation peut servir à produire de l’eau à partir de l’humidité ambiante de l’air.

Pour cela, l’installation selon l’invention comprend : - au moins une tuyère verticale ou sensiblement verticale comportant une extrémité inférieure et une extrémité supérieure, - des moyens pour prélever dans l’atmosphère de l’air extérieur à ladite tuyère comportant une charge en humidité, à une altitude H1 comprise entre 0 et 300 mètres, de préférence entre 100 et 200 mètres, et pour propulser ledit air prélevé dans ladite tuyère, en direction de son extrémité supérieure, pour former un flux d’air ascendant, - des moyens, ménagés au sein de ladite tuyère, sur le trajet de propulsion dudit flux d’air, aptes à réaliser la condensation d’au moins une partie de l’humidité contenue dans ledit flux d’air, lesdits moyens de condensation étant ménagés à une altitude H2 à laquelle la différence de température entre ledit flux d’air ascendant et l’air extérieur permet le début de la condensation naturelle, laquelle altitude H2 est comprise entre 500 et 4000 mètres, de préférence entre 1500 et 3000 mètres, - des moyens pour récupérer l’eau de condensation obtenue, et - des moyens pour canaliser l’eau récupérée jusqu’au sol par gravité.

Dans une forme de réalisation particulière, les moyens aptes à réaliser la condensation d’au moins une partie de l’humidité contenue dans le flux d’air comprennent la paroi d’un tronçon de tuyère qui conduit ledit flux d’air, laquelle paroi dudit tronçon de tuyère est réalisée en matériau bon conducteur thermique tel que l’inox ou le verre.

En complément, les moyens aptes à réaliser la condensation d’au moins une partie de l’humidité contenue dans le flux d’air peuvent aussi comprendre une structure de profilés inclinés par rapport à l’horizontale, réalisés en matériau bon conducteur thermique tel que l’inox ou le verre, cloisonnés dans ledit tronçon de tuyère.

Dans ce cadre, l’installation comporte avantageusement une pluralité de profilés inclinés, disposés de manière rayonnée à l’intérieur dudit tronçon de tuyère, à partir de l’axe de ce dernier et aboutissant au niveau de la surface intérieure de sa paroi, la surface de projection horizontale de chacun desdits profilés étant inférieure à la section dudit tronçon de tuyère, et la juxtaposition des surfaces de projection horizontale de ladite pluralité de profilés couvrant totalement ou pratiquement totalement la section horizontale dudit tronçon de tuyère.

De leur côté, les moyens pour récupérer l’eau de condensation obtenue consistent avantageusement en une goulotte hélicoïdale, ou en une pluralité de tronçons de goulottes hélicoïdales, ménagée(s) contre la surface interne de la paroi dudit tronçon de tuyère.

Toujours selon une autre caractéristique, l’installation comporte au moins une canalisation, qui s’étend depuis lesdits moyens pour récupérer l’eau de condensation, jusqu’au sol, laquelle ou lesquelles canalisations s’étendent à l’extérieur de ladite tuyère, et sont raccordées auxdits moyens pour récupérer l’eau de condensation obtenue.

De manière particulièrement intéressante, l’installation peut comporter au moins une génératrice hydroélectrique adaptée pour utiliser la force du courant d’eau s’écoulant par gravité dans lesdits moyens de canalisation d’eau, pour produire de l’électricité. L’installation selon l’invention peut aussi servir, indépendamment ou en combinaison avec les moyens de production d’eau décrits ci-dessus, au refroidissement de l’air à proximité du sol.

Pour cela, selon une forme de réalisation particulière, l’installation comporte : - des moyens pour prélever l’air dans l’atmosphère, à une altitude H3 comprise entre 0 et 300 mètres, pour injecter l’air prélevé au niveau de l’extrémité inférieure de la tuyère, et pour propulser vers le haut ledit air prélevé, afin de former un flux d’air ascendant dans ladite tuyère, - des moyens pour réaliser une opération de refroidissement dudit flux d’air, au niveau d’une altitude H4 supérieure à 1500 mètres, de préférence supérieure à 2000 mètres et encore de préférence située entre 3000 et 4000 mètres, et - des moyens pour propulser ledit flux d’air refroidi vers le bas, jusqu’à une altitude H5 inférieure à H4, H5 étant comprise entre 500 et 2000 mètres, de préférence entre 1200 et 1800 mètres.

Dans ce cadre, l’installation comporte avantageusement : - au moins une première tuyère verticale munie d’une extrémité inférieure et d’une extrémité supérieure, - au moins une seconde tuyère verticale munie d’une extrémité supérieure et d’une extrémité inférieure, - un tronçon de connexion qui raccorde les extrémités supérieures desdites première et seconde tuyères, - des moyens pour prélever dans l’atmosphère de l’air extérieur à ladite première tuyère et pour propulser ledit air prélevé dans ladite première tuyère, au niveau de son extrémité inférieure, en direction de son extrémité supérieure, puis pour propulser cet air dans ladite seconde tuyère, depuis son extrémité supérieure jusqu’à son extrémité inférieure, - des moyens de refroidissement du flux d’air, ménagés au niveau des extrémités supérieures desdites première et seconde tuyères, ou au niveau de leur tronçon de connexion, lesdits moyens de prélèvement et de propulsion d’air étant ménagés à une altitude H3 comprise entre 0 et 300 mètres, de préférence entre 100 et 200 mètres, lesdits moyens de refroidissement étant ménagés à une altitude H4 supérieure à 800 mètres, de préférence supérieure à 2000 mètres et encore de préférence comprise entre 3000 et 4000 mètres, et lesdits moyens de réinjection dudit flux d’air refroidi dans l’atmosphère étant ménagés au niveau de l’extrémité inférieure de ladite seconde tuyère, à une altitude H5 comprise entre 500 et 2000 mètres, de préférence comprise entre 1200 et 1800 mètres.

Les moyens pour refroidir l’air consistent de préférence en un système de serpentin en matériau conducteur thermique, placé au contact de l’ambiance froide d’altitude, au sein duquel circule l’air propulsé.

Selon une autre forme de réalisation, l’installation comporte des moyens pour prélever l’air au niveau de l’extrémité inférieure de la tuyère, à une altitude H6 comprise entre 0 et 300 mètres, et pour réinjecter l’air dans l’atmosphère au niveau de son extrémité supérieure, à une altitude H7 comprise entre 3000 et 4000 mètres, ou à une altitude intermédiaire H8 comprise entre 1000 et 3000 mètres.

Encore dans une autre forme de réalisation particulière, l’installation comporte des moyens pour prélever l’air au niveau de l’extrémité supérieure de la tuyère à une altitude H9 supérieure à 2000 mètres, de préférence entre 3000 et 4000 mètres, et pour réinjecter l’air à une altitude H10 comprise entre 0 et 1500 mètres.

Description détaillée de plusieurs exemples de réalisation L’invention sera encore illustrée, sans être aucunement limitée, par la description suivante de plusieurs formes de réalisation particulières, données uniquement à titre d’exemples et représentées sur les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue générale schématique d’une installation conforme à l’invention ; - la figure 2 est une vue schématique partielle et agrandie de tronçons de tuyères de conduction d’air équipant l’installation de la figure 1, ces tronçons de tuyères étant agencés pour assurer la condensation de l’humidité contenue dans de l’air provenant de basse altitude ; - la figure 3 est une vue schématique agrandie, de côté, de l’un des tronçons de tuyère de conduction d’air de la figure 2, assurant la condensation de l’humidité contenue dans l’air ; - la figure 4 est une vue en coupe axiale du tronçon de tuyère de la figure 3 ; - la figure 5 est une vue schématique agrandie, en perspective, d’une variante de réalisation d’un tronçon de tuyère de conduction d’air de la figure 2, assurant la condensation de l’humidité contenue dans l’air ; - la figure 6 est une vue en coupe axiale du tronçon de tuyère de la figure 5 ; - la figure 7 est une vue schématique illustrant une possibilité de gestion du flux d’air avec l’installation de la figure 1, pour refroidir une masse d’air ; - la figure 8 est une vue schématique illustrant une autre possibilité de gestion du flux d’air avec l’installation de la figure 1, encore pour refroidir une masse d’air ; - la figure 9 est une vue schématique illustrant encore une possibilité de gestion du flux d’air avec l’installation de la figure 1, toujours pour refroidir une masse d’air.

La figure 1 illustre une installation 1 verticale ancrée au sol et dont la hauteur est supérieure à 1500 mètres, de préférence supérieure à 2000 mètres et encore de préférence comprise entre 3000 et 4000 mètres, pour atteindre les températures négatives de la troposphère.

Au bas de cette installation 1, la température peut être généralement comprise entre 0 et 50°C ; à mi-hauteur, cette température peut être de l’ordre de 0 à 25°C, et en partie supérieure, elle peut être de l’ordre de 0 à -10°C.

Cette installation 1 comprend une structure porteuse 2 en forme de tour verticale qui consiste en une structure métallique mécano-soudée et/ou boulonnée, ici de type hyperboloïde.

Elle comprend encore au moins une tuyère verticale 3, de préférence plusieurs tuyères 3 et encore de préférence plusieurs dizaines de telles tuyères verticales 3, pour la conduction d’une masse d’air, dont l’extrémité inférieure 4 se situe ici à proximité du sol (c’est-à-dire à quelques mètres, dizaines de mètres ou centaines de mètres au-dessus du sol), et dont l’extrémité supérieure 5 se situe au sommet de la structure porteuse en forme de tour 2, ou pratiquement à son sommet.

Cette installation 1 comporte encore des moyens en forme de dispositifs ventilateurs 6 pour prélever de l’air extérieur et pour injecter cet air verticalement, vers le haut ou vers le bas, dans les tuyères 3, en fonction des besoins et du résultat recherché.

Par exemple, la structure porteuse 2 peut servir de support à plusieurs dizaines de tuyères 3 réparties sur un cercle d’axe vertical (centré sur l’axe vertical de la tour 2), comme représenté sur la figure 2.

Chacune des tuyères 3 peut avoir un diamètre de plusieurs dizaines de centimètres, voire de plusieurs mètres, par exemple de l’ordre de 3 mètres.

Au niveau de leur extrémité inférieure 4, chacune des tuyères 3 est ici alimentée en air à partir d’une conduite horizontale 7 associée à un dispositif ventilateur 6. Dans une variante de réalisation, les dispositifs ventilateurs sont placés directement dans les tuyères 3. L’extrémité supérieure 5 des tuyères 3 peut comporter un dispositif ventilateur 6 (intégré dans cette extrémité supérieure ou placé à l’extrémité d’une conduite horizontale de connexion), pour l’introduction d’air dans les tuyères 3 ou pour l’extraction de l’air vers l’atmosphère ; et d’autres dispositifs ventilateurs 6 peuvent également être positionnés entre les extrémités inférieures 4 et supérieures 5 des tuyères 3 pour favoriser le déplacement de l’air.

Des sorties et/ou entrées d’air peuvent aussi être prévues entre les extrémités inférieures 4 et supérieures 5 des tuyères 3.

Les dispositifs ventilateurs 6, les captages d’air et les moyens de réinjection dans l’atmosphère sont adaptés à chaque configuration.

Les masses d’air déplacées sont fonction des dispositifs ventilateurs 6 mis en œuvre, et du calibre des tuyères 3.

Par exemple, avec 40 à 50 tuyères 3 ayant chacune 3 mètres de diamètre, les débits d’air traités peuvent être supérieurs à 10 000 000 m3/heure, voire même 30 000 000 m3/heure.

La structure porteuse 2 supporte également une pluralité de rotors éoliens 8, placés à différentes altitudes, comme on peut le voir sur la figure 1. Ces rotors éoliens 8, de préférence du type à axe vertical, sont au nombre de plusieurs dizaines, voire de plusieurs centaines. Ils sont utilisés pour alimenter en électricité les dispositifs ventilateurs 6 (ils assurent au moins une partie de l’alimentation électrique de ces dispositifs ventilateurs 6). D’autre part, l’air qui transite dans les tuyères 3 est de préférence filtré avant son rejet dans l’atmosphère.

La structure porteuse 2 peut aussi servir de support à différents types d’antennes 9 pour la réception ou l’émission de signaux en tous genres, comme on peut le voir encore sur la figure 1. L’installation 1 peut être structurée pour produire de l’eau à partir de l’humidité contenue dans l’air de basse altitude.

Pour cela cette installation 1 comprend : - des dispositifs ventilateurs 6 pour prélever dans l’atmosphère de l’air comportant une charge en humidité, et pour propulser cet air dans les tuyères 3 en direction de leur extrémité supérieure, ces moyens de prélèvement 6 étant prévus à une hauteur H1 comprise entre 0 et 300 mètres, de préférence comprise entre 100 et 200 mètres, - des moyens 10 ménagés au sein de ces tuyères 3, sur le trajet de propulsion du flux d’air, aptes à réaliser la condensation d’au moins une partie de l’humidité contenue dans le flux d’air ; ces moyens de condensation sont ménagés à une altitude H2 où la différence de température entre le flux d’air ascendant et l’air extérieur permet le début de condensation naturelle, cette altitude H2 étant d’au moins 500 mètres et de préférence comprise entre 1500 et 3000 mètres. - des moyens pour récupérer l’eau de condensation obtenue, et - des moyens pour canaliser l’eau récupérée jusqu’au sol.

Une première forme de réalisation des moyens 10 pour réaliser la condensation de l’humidité contenue dans le flux d’air ascendant est représentée sur les figures 3 et 4.

Ces moyens 10 comprennent des profilés 11, par exemple à section en V, inclinés par rapport à l’horizontale, réalisés en matériau bon conducteur thermique (par exemple l’inox ou le verre) et cloisonnés dans un tronçon de tuyère 3a dont la paroi 12 est également réalisée en matériau bon conducteur thermique tel que l’inox ou le verre, ce tronçon de tuyère 3a étant en contact avec l’atmosphère (pour profiter des températures négatives environnantes).

Ces tronçons de tuyère 3a font ici partie intégrante des tuyères 3 supportées par la structure porteuse 2, comme on peut le voir figure 2.

Pour profiter au maximum de leur présence les profilés inclinés 11 sont disposés dans le volume intérieur du tronçon de tuyère 3a, de telle sorte que la surface de projection horizontale de chacun de ces profilés 11 soit inférieure à la section de ladite tuyère 3a, et de telle sorte que la juxtaposition des surfaces de projection horizontales de la pluralité de profilés 11 couvre totalement ou pratiquement totalement la section horizontale de ce tronçon de tuyère 3a.

De la sorte, l’air chargé d’humidité propulsé vers le haut vient en contact de manière optimale avec des parois froides pour assurer la condensation de l’eau.

La face intérieure 13 de la paroi 12 du tronçon de tuyère 3a participe à cette action de condensation.

Par exemple, on prévoit une pluralité d’étages superposés de profilés 11 rayonnés, s’étendant à partir de l’axe du tronçon de tuyère 3a, et cela de manière inclinée vers le bas jusqu’à la face intérieure 13 de la paroi 12 de tuyère 3a, les profilés 11 prévus à chaque étage étant décalés angulairement par rapport aux profilés 11 d’au moins certains autres étages.

Au niveau de leur sommet, chaque étage de profilés 11 comporte des moyens 11a pour récupérer l’eau s’écoulant depuis la partie centrale de l’étage sus-jacent.

Ces profilés inclinés 11 permettent de conduire l’eau condensée jusqu’à la face intérieure 13 de la paroi 12 de tuyère 3a, au niveau de laquelle elle est récupérée par une goulotte hélicoïdale 14, ou par une pluralité de tronçons de goulotte hélicoïdale 14. L’eau récupérée par cette goulotte 14 est évacuée de la tuyère 3a par des orifices adaptés 15 qui traversent sa paroi 12, et elle est récupérée par des canalisations verticales 16 qui s’étendent jusqu’au sol.

Le tronçon de tuyère 3a qui permet de condenser l’eau contenue dans l’air (avec les moyens 11, 14, 15, 16 pour récupérer cette eau condensée) peut s’étendre sur une hauteur X de plusieurs dizaines de mètres, voire plusieurs centaine de mètres.

Comme représenté sur la figure 3, la paroi 12 du tronçon de tuyère 3a peut comporter des orifices 17 pour le passage d’air froid dans son volume interne. D’autre part, comme on peut le voir sur la figure 4, la tuyère 3 peut comporter, à un endroit ou à un autre de sa hauteur, un clapet 18 de régulation de la vitesse de l’air.

Il s’agit par exemple d’un clapet 18 du type pivotant, apte à obturer plus ou moins la section intérieure de la tuyère 3, commandé en pivotement par tout moyen approprié.

Le courant d’eau qui s’écoule par gravité dans la ou les canalisations verticales 16 peut être utilisé pour produire de l’électricité au moyen d’une ou de plusieurs génératrices hydro-électriques tel que schématisé en 16a sur la figure 3.

Cette ou ces génératrices hydro-électriques 16a peuvent être placées à différentes altitudes sur la structure porteuse 2, ou encore positionnées au sol. L’électricité produite peut être utilisée pour alimenter les dispositifs ventilateurs 6, ou pour tout autre besoin.

Une variante de réalisation de ces moyens pour condenser l’eau contenue dans l’air est illustrée sur les figures 5 et 6.

Ici la paroi 12’ du tronçon de tuyère 3a’ est réalisée en verre pour assurer une condensation optimale de l’eau contenue dans l’air ; et sa face intérieure 13’ est équipée d’une goulotte hélicoïdale 14’, ou d’une pluralité de tronçons de goulotte hélicoïdale 14’. L’eau récupérée par cette goulotte 14’ est évacuée de la tuyère 3a’ par des orifices adaptés 15’ qui traversent sa paroi 12’, et elle est récupérée par des canalisations verticales 16’ qui s’étendent jusqu’au sol. L’eau produite est de préférence filtrée et minéralisée pour permettre sa consommation.

Comme précisé précédemment, l’installation 1 peut encore être utilisée pour déplacer de grandes masses d’air pour le refroidissement de l’air à proximité du sol, cela indépendamment ou en combinaison avec les moyens de production d’eau décrits ci-dessus.

Comme illustré sur la figure 7, une installation de ce type peut être utilisée pour déplacer une grande masse d’air vers le haut, puis pour refroidir cette masse d’air en partie haute, et enfin pour déplacer cette masse d’air refroidie vers le bas avant de la réinjecter dans l’atmosphère.

Pour cela, l’installation 1 comprend : - au moins une première tuyère verticale 3 munie d’une extrémité inférieure 4 et d’une extrémité supérieure 5, - au moins une seconde tuyère verticale 3’ munie d’une extrémité supérieure 5’ et d’une extrémité inférieure 4’, - un tronçon de connexion 19 qui raccorde les extrémités supérieures 5, 5’ desdites première et seconde tuyères 3, 3’, - des moyens 6 pour prélever dans l’atmosphère de l’air extérieur à ladite première tuyère 3 et pour propulser cet air dans ladite première tuyère 3, au niveau de son extrémité inférieure 4, en direction de son extrémité supérieure 5, puis dans ladite seconde tuyère 3’, depuis son extrémité supérieure 5’ jusqu’à son extrémité inférieure 4’, et - des moyens de refroidissement 20 du flux d’air, ménagés au niveau des extrémités supérieures 5, 5’ desdites tuyères 3, 3’, ou au niveau de leur tronçon de connexion 19.

Les moyens 6 de prélèvement et de propulsion d’air sont ménagés à une altitude H3 comprise entre 0 et 300 mètres, de préférence entre 100 et 200 mètres ; les moyens de refroidissement 20 sont ménagés à une altitude H4 supérieure à 800 mètres, de préférence supérieure à 2000 mètres et encore de préférence comprise entre 3000 et 4000 mètres ; et les moyens 6 de réinjection dudit flux d’air refroidi dans l’atmosphère sont ménagés au niveau de l’extrémité inférieure 4’ de ladite seconde tuyère 3’, à une altitude H5 comprise entre 0 et 2000 mètres, de préférence comprise entre 1200 et 1800 mètres.

Les moyens 20 pour refroidir l’air peuvent consister en un système de serpentin en matériau conducteur thermique, placé au contact de l’ambiance froide d’altitude, au sein duquel circule l’air, ou en tout autre dispositif.

Une telle installation permet de déplacer une masse d’air froid vers le bas dans le but de refroidir l’atmosphère à proximité du sol, ou dans un but de tendre à réguler/influer un climat, en particulier pour améliorer les conditions de vie et/ou pour limiter certains phénomènes météorologiques comme le réchauffement climatique, les cyclones, les ouragans, les typhons etc.

Une installation 1 du même genre, schématisée sur la figure 8, peut être utilisée pour déplacer de grandes masses d’air depuis l’extrémité inférieure 4 des tuyères 3, jusqu’à leur extrémité supérieure 5. L’aspiration de l’air peut alors se faire à une altitude H6 comprise entre 0 et 300 mètres (de préférence entre 100 et 200 mètres), et sa réinjection dans l’atmosphère à une altitude H7 de 1500 mètres au moins, par exemple 2000 mètres et encore de préférence entre 3000 et 4000 mètres.

On peut aussi prévoir une évacuation de l’air chaud à un niveau intermédiaire H8 de l’installation 1, toujours comme illustré schématiquement sur la figure 8 (cette altitude H8 pouvant être de l’ordre de 1500 mètres pour une hauteur de tour supérieure à 2000 mètres).

Ce type d’installation permet en particulier de déplacer une masse d’air chaud au sol, vers le haut, à plusieurs milliers de mètres d’altitude, dans le but de refroidir l’atmosphère au sol, ou dans un but de tendre à réguler/influer un climat, en particulier pour améliorer les conditions de vie et/ou pour limiter certains phénomènes météorologiques comme le réchauffement climatique, les cyclones, les ouragans, les typhons etc.

Une autre possibilité d’utilisation de l’installation 1 consiste à capter l’air froid à une altitude H9 (au delà de 1500 mètres, de préférence au delà de 2000 mètres et encore de préférence entre 3000 et 4000 mètres), à déplacer l’air vers le bas dans les tuyères 3, et à réinjecter cet air froid en partie inférieure, au niveau du sol ou à une altitude intermédiaire H10 (par exemple entre 100 et 2000 mètres), comme illustré sur la figure 9.

Une telle installation permet, ici encore, de tendre à réguler/influer un climat, en particulier pour améliorer les conditions de vie et/ou pour limiter certains phénomènes météorologiques comme le réchauffement climatique, les cyclones, les ouragans, les typhons etc.

Claims (17)

1. - REVENDICATIONS -

   1.- Installation (1) pour le déplacement vertical d’une masse d’air comportant une charge en humidité, comprenant : - une structure porteuse (2) en forme de tour verticale, - au moins une tuyère (3) verticale ou sensiblement verticale qui est portée par ladite structure porteuse (2) en forme de tour verticale et qui est munie d’une extrémité inférieure (4) et d’une extrémité supérieure (5), - des moyens (6) pour prélever dans l’atmosphère de l’air extérieur à ladite tuyère (3), au niveau de son extrémité inférieure (4) et pour propulser ledit air prélevé, dans ladite tuyère (3), en direction de son extrémité supérieure (5), - des moyens de condensation (10) aptes à réaliser la condensation d’au moins une partie de l’humidité contenue dans ledit flux d’air, - des moyens (14, 14’) pour récupérer l’eau de condensation obtenue, et - des moyens (16, 16’) pour canaliser l’eau récupérée jusqu’au sol par gravité, caractérisée en ce que : - ladite structure porteuse (2) est en forme de tour verticale dont la hauteur est supérieure à 2000 mètres, - ladite extrémité supérieure (5) de ladite tuyère (3) est située à une hauteur supérieure à 2000 mètres, - lesdits moyens pour prélever dans l’atmosphère de l’air extérieur à ladite tuyère (3) consistent en des dispositifs ventilateurs (6) situés à une altitude comprise entre 0 et 300 mètres, - lesdits moyens de condensation (10) sont ménagés sur le trajet de propulsion dudit flux d’air, au sein d’un tronçon de tuyère (3a, 3a’) sur une hauteur de plusieurs dizaines de mètres, voire de plusieurs centaines de mètres, lesquels moyens de condensation (10) consistent en des parois (11, 12, 12’) en matériau bon conducteur thermique ménagés à une altitude comprise entre 500 et 4000 mètres, à laquelle la différence de température entre ledit flux d’air ascendant et l’air extérieur permet le début de la condensation naturelle.
2. 2. - Installation (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la hauteur de la structure porteuse (2) est située entre 3000 et 4000 mètres, et en ce que l’extrémité supérieure (5) de ladite tuyère (3) est située à une hauteur entre 3000 et 4000 mètres.
3. 3. - Installation (1) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que lesdits dispositifs ventilateurs (6) sont ménagés à l’extrémité d’une ou de plusieurs canalisations horizontales (7) aboutissant à ladite tuyère (3).
4. 4. - Installation (1) selon l’une quelconque des revendication 1 à 3, caractérisée en ce que ladite structure support (2) en forme de tour est équipée d’une pluralité de rotors éoliens (8), placés à différentes altitudes, lesquels rotors éoliens (8) assurent au moins une partie de l’alimentation électrique desdits moyens (6) pour propulser l’air dans les tuyères (3).
5. 5. - Installation (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu’elle comporte des moyens (3,6) aptes à créer un flux d’air global ascendant et/ou descendant à un débit supérieur à 10 000 000 m3 par heure et de préférence supérieur à 30 000 000 m3 par heure.
6. 6. - Installation (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que : - lesdits moyens (6) pour prélever dans l’atmosphère de l’air extérieur à ladite tuyère (3) et pour propulser ledit air prélevé dans ladite tuyère (3), en direction de son extrémité supérieure (5), pour former un flux d’air ascendant, sont prévus à une altitude H1 comprise entre 0 et 300 mètres, de préférence entre 100 et 200 mètres, et - lesdits moyens de condensation (10) sont ménagés à une altitude comprise entre 1500 et 3000 mètres.
7. 7. - Installation (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que lesdits moyens (10) aptes à réaliser la condensation d’au moins une partie de l’humidité contenue dans le flux d’air comprennent la paroi (12, 12j d’un tronçon de tuyère (3a, 3a j qui conduit ledit flux d’air, laquelle paroi (12, 12j dudit tronçon de tuyère (3a, 3aj est réalisée en matériau bon conducteur thermique tel que l’inox ou le verre.
8. 8, - Installation (1) selon la revendication 7, caractérisée en ce que lesdits moyens (10) aptes à réaliser la condensation d’au moins une partie de l’humidité contenue dans le flux d’air comprennent une structure de profilés (11) inclinés par rapport à l’horizontale, réalisés en matériau bon conducteur thermique tel que l’inox ou le verre, cloisonnés dans ledit tronçon de tuyère (3a).
9. 9, - Installation (1) selon la revendication 8, caractérisée en ce que les moyens (10) aptes à réaliser la condensation d’au moins une partie de l’humidité contenue dans le flux d’air comprennent une pluralité de profilés (11) inclinés, disposés de manière rayonnée à l’intérieur dudit tronçon de tuyère (3a), à partir de l’axe de ce dernier et aboutissant au niveau de la surface intérieure (13) de sa paroi (12), la surface de projection horizontale de chacun desdits profilés (11) étant inférieure à la section dudit tronçon de tuyère (3a), et la juxtaposition des surfaces de projection horizontale de ladite pluralité de profilés (11) couvrant totalement ou pratiquement totalement la section horizontale dudit tronçon de tuyère (3a).
10. 10. - Installation (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les moyens pour récupérer l’eau de condensation obtenue consistent en une goulotte hélicoïdale (14, 14’), ou en une pluralité de tronçons de goulottes hélicoïdales (14, 14’), ménagée(s) contre la surface intérieure (13, 13’) de la paroi (12, 12 j dudit tronçon de tuyère (3a, 3a’).
11. 11. - Installation (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins une canalisation (16, 16’), qui s’étend depuis lesdits moyens (14, 14j pour récupérer l’eau de condensation, jusqu’au sol, laquelle ou lesquelles canalisations (16, 16’-) s’étendent à l’extérieur de ladite tuyère (3) et sont raccordées auxdits moyens (14, 14’) pour récupérer l’eau de condensation obtenue.
12. 12 - Installation (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce qu’elle comporte au moins une génératrice hydroélectrique (16a) adaptée pour utiliser la force du courant d’eau s’écoulant par gravité dans lesdits moyens (16, 16’) de canalisation d’eau, pour produire de l’électricité.
13. 13. - Installation (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce qu’elle comporte : - des moyens (20) pour réaliser une opération de refroidissement dudit flux d’air, au niveau d’une altitude H4 supérieure à 1500 mètres, de préférence supérieure à 2000 mètres et encore de préférence entre 3000 et 4000 mètres, et - des moyens (6) pour propulser ledit flux d’air refroidi vers le bas, jusqu’à une altitude H5 inférieure à H4, H5 étant comprise entre 500 et 2000 mètres, de préférence entre 1200 et 1800 mètres.
14. 14. - Installation (1) selon la revendication 13,. caractérisée en ce qu’elle comprend : - au moins une première tuyère (3) verticale munie d’une extrémité inférieure (4) et d’une extrémité supérieure (5), - au moins une seconde tuyère (3’) verticale munie d’une extrémité supérieure (5’) et d’une extrémité inférieure (4’), - un tronçon de connexion (19) qui raccorde les extrémités supérieures (5, 5’) desdites première et seconde tuyères (3, 3’), - des moyens (6) pour prélever dans l’atmosphère de l’air extérieur à ladite première tuyère (3) et pour propulser ledit air prélevé dans ladite première tuyère (3), au niveau de son extrémité inférieure (4), en direction de son extrémité supérieure (5), puis dans ladite second tuyère (3’), depuis son extrémité supérieure (5‘) jusqu’à son extrémité inférieure (4’), - des moyens (20) de refroidissement du flux d’air, ménagés au niveau des extrémités supérieures (5, 5’) desdites tuyères (3, 3’), ou au niveau de leur tronçon de connexion (19), lesdits moyens (6) de prélèvement et de propulsion d’air étant ménagés à une altitude H3 comprise entre 0 et 300 mètres, de préférence entre 100 et 200 mètres, lesdits moyens de refroidissement (20) étant ménagés à une altitude H4 supérieure à 800 mètres, de préférence supérieure à 2000 mètres et encore de préférence comprise entre 3000 et 4000 mètres, et lesdits moyens de réinjection (6) dudit flux d’air refroidi dans l’atmosphère étant ménagés au niveau de l’extrémité inférieure (4’) de ladite seconde tuyère (3’), à une altitude H5 comprise entre 0 et 2000 mètres, de préférence comprise entre 1200 et 1800 mètres.
15. 15. - Installation (1) selon la revendication 14, caractérisée en ce que les moyens (20) pour refroidir l’air consistent en un système de serpentin en matériau conducteur thermique, placé au contact de l’ambiance froide d’altitude, au sein duquel circule l’air.
16. 16. - Installation (1) selon l’une quelconque des revendication 1 à 15, caractérisée en ce qu’elle comporte des moyens (6) pour prélever l’air au niveau de l’extrémité inférieure (4) de la tuyère (3), à une altitude H6 comprise entre 0 et 300 mètres, et pour réinjecter l’air dans l’atmosphère au niveau de son extrémité supérieure (5), à une altitude H7 comprise entre 3000 et 4000 mètres, ou à une altitude intermédiaire H8 comprise entre 1000 et 3000 mètres.
17. 17. - Installation (1) selon l’une quelconque des revendication 1 à 16, caractérisée en ce qu’elle comporte des moyens (6) pour prélever l’air au niveau de l’extrémité supérieure (5) de la tuyère à une altitude H9 supérieure à 2000 mètres, de préférence entre 3000 et 4000 mètres, et pour réinjecter l’air à une altitude H10 comprise entre 0 et 1500 mètres.