FR3026442A1

FR3026442A1 - Systeme de recuperation de l'energie des vagues

Info

Publication number: FR3026442A1
Application number: FR1459257A
Authority: FR
Inventors: Michel Pia
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2014-09-30
Publication date: 2016-04-01
Anticipated expiration: 2034-09-30
Also published as: FR3026442B1

Abstract

Système de récupération de l'énergie des vagues comprenant une structure flottante (20) dotée d'un avaloir (2) et d'une rampe (3) en pente ascendante débouchant en partie haute dans au moins un collecteur (4), celui-ci amenant l'eau qu'il reçoit, par au moins un conduit (10), vers au moins une turbine (14) de production d'énergie et tel que la structure flottante (20), comportant au moins deux flotteurs (1) encadrant l'avaloir, est fixée, à son extrémité proximale (11), à une articulation (12) solidaire d'une structure fixe support (15), le au moins conduit (10) comporte une partie (13) apte à suivre les mouvements de ladite articulation (11,12), ladite structure flottante (20) est apte à basculer autour de l'articulation (12), alternativement vers le bas pour avaler l'eau de chaque vague, et vers le haut pour soulever cette eau et la faire s'écouler à travers la au moins turbine (14).

Description

SYSTEME DE RECUPERATION DE L'ENERGIE DES VAGUES La présente invention a pour objet un système de récupération de l'énergie des vagues. Le domaine technique et l'application principale de l'invention concernent la réalisation et la mise en oeuvre de systèmes et dispositifs pour récupérer l'énergie du mouvement des vagues à la surface de l'eau, dit houlomoteur. En effet la quantité d'énergie (ou puissance) disponible dans les vagues est énorme et cette puissance se traduit par des dommages provoqués très importants qui font considérer les vagues comme un danger plutôt qu'un capital. On peut citer, comme rappelé dans le brevet U54179886 à ce propos, de nombreux exemples de déplacements de gros blocs de pierre comme à Wick en Ecosse où un bloc du brise-lames pesant 1.350 tonnes a été détaché et déplacé par les vagues ; de même on a constaté qu'un bloc de béton pesant 20 tonnes a pu être soulevé verticalement à une hauteur de 3,66 m et déposé sur un pilier à 1,52 m au-dessus du repère de la marée haute; ou encore des pierres pesant jusqu'à 3200 kg ont été jetées au-dessus d'un mur de 6,10 m de hauteur sur la côte de la Manche ; ou sur la côte de l'Oregon, le toit d'un phare à 28 m au-dessus de l'eau a été endommagé par une pierre pesant plus de 60 kg. Ainsi suivant un extrait de publication parue sur le site « Enerzine.com », l'Agence Internationale de l'Energie (AIE) estime que l'énergie des vagues dispose de la ressource la plus abondante de toutes les énergies renouvelables marines : on estime que l'énergie récupérable de ce gisement brut pourrait s'élever à 5000 TWh/an, soit pratiquement le tiers de la consommation actuelle mondiale d'électricité. En France Métropolitaine la ressource globale brute se chiffre à 420 TWh/an. Pendant longtemps cette énorme quantité d'énergie disponible dans les océans du monde, et surtout sur les 5 côtes où on peut donc la constater, a été tout d'abord ignorée, puis il a été développé depuis quelques dizaines d'années un foisonnement de technologies pouvant récupérer cette énergie pour des fins de production d'énergie électrique ou de désalinisation principalement. Les moyens 10 mécaniques de conversion et de transport de cette énergie diffèrent d'un système à l'autre. Les experts du domaine en viennent à classer les divers systèmes en quatre grandes familles : - lere famille - les colonnes d'eau oscillantes : 15 systèmes utilisant la compression de l'air par l'oscillation de l'eau dans une chambre fermée. Des turbines sont ensuite actionnées mécaniquement par l'air sous pression. Les installations peuvent être flottantes en mer ou fixes sur le littoral. Dans cette famille on peut 20 citer le projet PSP, dans lequel des cylindres semisubmergés sont orientés verticalement, solidement reliés entre eux, ouverts sur le fond de manière à ce que l'eau de mer puisse pénétrer, et l'air qui y est contenu peut se transvaser d'un cylindre dans l'autre : l'eau rentre ainsi 25 par la base des cylindres, comprime l'air qui s'y trouve alimentant ainsi un circuit pneumatique qui entraine un dispositif producteur d'électricité. - 2eme famille - les flotteurs : systèmes comportant un dispositif mécanique actionné par les vagues. Les moyens 30 de conversion d'énergie peuvent être hydrauliques ou utilisant des génératrices électriques directes. Dans cette famille utilisant donc le mouvement de tangage créé par les vagues sur des dispositifs flottants, on peut citer le Wave Rider qui comprend un système mécanique oscillant qui 35 utilise le mouvement relatif d'une aile flottante, pivotant avec les vagues et créant par ce mouvement une pression dans un circuit hydraulique qui entraine une turbine ou encore des installations à l'intérieur desquels des dispositifs de balanciers sont aptes à transformer ce balancement en énergie utile, - 3eme famille - les systèmes posés au fond : fixés sur le fond marin, ces systèmes utilisent l'oscillation de l'eau induite par les vagues et ressentie dans toute la hauteur d'eau. Des volets battants ressemblant aux batteurs de houle peuvent être utilisés, ou encore des bouées à mi surface amarrées au fond et dont le mouvement comprime de l'eau pour la transporter sous-pression jusqu'à terre. On pourrait citer aussi dans cette famille des exemples de réalisation mais comme la présente invention ne rentre pas dans le cadre de cette technique ni de la première, qui de plus n'ont pas été couronnées de succès commercial, tout au moins à ce jour, dans leur mise en oeuvre, on ne citera ci-après, à titre d'autres exemples d'art antérieur, que ceux de la dernière famille ci-après. On peut en effet classer la présente invention dans cette quatrième famille, même si elle peut être considérée aussi, pour certaines de ses caractéristiques, comme faisant partie aussi de la deuxième famille ci-dessus, - 4eme famille - les systèmes à déferlement : ce type de technologie prévoit une plage artificielle qui provoque le déferlement des vagues qui se déversent dans des réservoirs pouvant ensuite se décharger à travers des turbines. Ces systèmess essayent ainsi de capter une plus grande energie en utilisant d'une part la hauteur d'eau entre les creux et les crêtes des vagues pour récupérer de l'énergie potentielle, et d'autre part la vitesse de la vague elle-même en utilisant celle-ci pour faire monter l'eau le long de rampes et en l'accélérant dans des systèmes d'entonnoirs pour récupérer de l'énergie cinétique. Les installations peuvent être flottantes en mer ou fixes sur le littoral et même si ces systèmes n'ont pas été non plus concluants, ils comportent cependant quelques caractéristiques utilisées dans la présente invention mais insuffisantes pour obtenir les résultats recherchés. Certains de ces systèmes à déferlement ont fait l'objet de demandes de brevets et brevets comme la demande de brevet EP0611418 publiée le 13 mai 1993 au nom de son inventeur Erik Skaarup et qui décrit une installation comprenant une unité flottante amarrée à une chaine reliée à une ancre posée au fond de l'eau, et munie d'une part d'une rampe réceptacle des vagues, formant avaloir et dont l'extrémité inférieure est maintenue sous l'eau par la traction de la chaine d'ancrage, et d'autre part d'un dispositif de guides comprenant des entonnoirs de réception étagés les uns au-dessus et à côté des autres, dont les parois sont courbes et convergentes, et destinés à conduire l'eau dans un conduit de réception vers un convertisseur d'énergie. On pourrait citer également la demande de brevet US4179886 publiée le 25 décembre 1979 au nom de son inventeur Junjiro Tsubota, en notant que cette technique peut être aussi, comme la présente invention, classée dans deux familles, soit à la fois la quatrième et la deuxième : ce document décrit en effet un système incluant un corps flottant, ancré en pleine mer, dont la surface supérieure ou extrados est concave tournée vers le haut et de forme telle que le mouvement circulaire ou orbital des particules d'eau dans les vagues soit converti en écoulement linéaire, lequel corps flottant comprenant des structures verticales disposées sur cet extrados définissent entre elles des canaux venturi dans lesquels la vitesse de l'écoulement linéaire de l'eau est augmentée et entraine des dispositifs de transformation de cette énergie ; le corps flottant subissant un mouvement de tangage autour de l'axe des points d'attache de ses lignes d'ancrage, et de soulèvement au passage des vagues comporte des dispositifs internes de balancier, de lest mobile et/ou de ballasts améliorant l'inertie d'ensemble pour maintenir le flotteur suivant le profil des vagues. L'Agence Internationale de l'Energie (AIE) a effectué en 2006 un recensement des projets de développement de 5 technologies visant la récupération de l'énergie des vagues et aboutit à l'existence de 46 concepts différents ! Les différentes technologies sont développées essentiellement en Europe et en Amérique du Nord. Plusieurs activités de recherche et développement, liées à cette filière, 10 coexistent dans les différents pays. Cependant ce secteur est loin de connaître la naissance d'activités commerciales car même si certains de ces concepts s'approchent de plus en plus de leur stade de maturité pré-commerciale beaucoup d'autres, même quand ils 15 ont eu des tentatives d'exploitation, ont été abandonnés : une des principales raisons de ces échecs est la puissance même des vagues. En effet, la majorité des systèmes et dispositifs qui ont été conçus et mis en oeuvre pour capturer, récupérer et convertir l'énergie des vagues en 20 énergie utile, comme l'électricité, ont été endommagés ou même détruits par cette même forte énergie. En effet outre l'impact de celle-ci, qui est par à-coup à chaque passage d'une vague, son effet est d'autant plus important que : - d'une part quand les systèmes ou dispositifs sont 25 flottants et ancrés au fond de l'eau, cela leur donne beaucoup de mobilité et augmente leur vulnérabilité et, - d'autre part du fait de l'irrégularité des vagues, surtout lors d'orages et tempêtes, celles-ci provoquent des mouvements saccadés, violents et irréguliers des systèmes 30 ou dispositifs. Une autre raison de ces échecs est la faiblesse du rendement obtenu et, compte tenu des investissements et des coûts de maintenance surtout que beaucoup de systèmes flottants ou même ceux en partie fixes sont très complexes, 35 ceux-ci ne sont pas rentables : en effet ils ne convertissent en fait qu'une petite partie de l'énergie disponible dans les vagues. Par exemple, le mouvement réel des particules d'eau dans la direction de propagation des vagues ne représentant seulement qu'196 environ de l'énergie due à la vitesse de déplacement des vagues, les dispositifs flottants disposés en pleine eau au large et cherchant à capter la seule énergie de mouvement de ces particules d'eau ne peuvent pas ainsi être efficaces.

Une autre raison de ces échecs est la complexité de beaucoup de ces systèmes ou dispositifs qui embarquent en pleine mer, dans et/ou sur leurs structures flotteurs, des équipements mécaniques, hydrauliques, pneumatiques et/ou électriques, sans compter la problématique du système d'ancrage. L'usage de tous ces systèmes et dispositifs est donc compliqué à mettre en oeuvre et/ou limité par leur fragilité à la mer et, comme indiqué précédemment, ils n'ont ainsi pas eu de suite commerciale, car: - d'une part leur complexité donc et leur conception de flotteurs en pleine eau ancrés au fond de la mer ne peut se traduire à terme que par des dégâts importants qui coutent cher à réparer ou même par leur destruction totale ou partielle par cette même énergie, et - d'autre part la faiblesse du rendement obtenu, compte tenu non seulement des investissements d'autant plus importants que l'on voudrait palier aux risques précédents et des coûts de maintenance, mais aussi par le fait qu'il faut ramener l'énergie récupérée à terre, ils ne peuvent pas être rentables. Le problème posé est ainsi de répondre à ces inconvénients et limites des systèmes actuels, à savoir à la fois de ne pas risquer d'être trop vite endommagés, d'être simples de réalisation, d'installation et de maintenance pour réduire les coûts, et d'obtenir un rendement satisfaisant supérieur à ceux des systèmes connus tels que rappelés ci-dessus: pour cela la présente invention utilise certes certains des éléments communs d'un côté aux systèmes flottants et de l'autre aux systèmes à déferlement, connus à ce jour, et qui sont considérés 5 efficaces dans leur utilisation suivant l'invention, alors qu'ils le sont donc insuffisamment dans leur utilisation actuelle, et en les combinant d'une manière innovante d'une part entre eux et d'autre part avec d'autres éléments nouveaux qui permettent ainsi de pallier aux inconvénients 10 et limites des systèmes et dispositifs actuels. Une solution au problème posé est ainsi un système de récupération de l'énergie des vagues balayant la surface d'une étendue d'eau au-dessus du fond de cette étendue d'eau et dont le sens de déplacement définit une direction 15 de référence, comprenant une structure flottante dotée d'un avaloir apte à être disposé au plus proche face à la dite direction d'arrivée des dites vagues et à recevoir l'eau formant celles-ci, et d'une rampe constituant la paroi inférieure de l'avaloir, en pente ascendante débouchant en 20 partie haute dans au moins un collecteur, celui-ci amenant l'eau qu'il reçoit , par au moins un conduit, vers au moins une turbine de production d'énergie qui est de préférence électrique ; selon l'invention: - la structure flottante, comportant au moins deux 25 flotteurs encadrant l'avaloir de part et d'autre, est fixée, à son extrémité proximale opposée à celle distale constituée par la bouche d'entrée de l'avaloir, à une articulation solidaire d'une structure fixe support, - le au moins conduit comporte une partie apte à suivre 30 les mouvements de ladite articulation - ladite structure flottante est apte à basculer autour de l'articulation, alternativement vers le bas, pour avaler successivement l'eau de chaque vague, et vers le haut, pour soulever cette eau et la faire s'écouler à travers la au 35 moins turbine située dans cette position en dessous au moins de la partie la plus basse de l'entrée du au moins collecteur et de préférence disposée sur la structure fixe support. Ainsi d'une part on transforme chaque vague frontale en vague de type déferlante, ce qui a pour effet d'en augmenter également l'énergie récupérable car le déferlement libère une forte énergie résultant de la vitesse engendrée par la masse du liquide déplacé et d'autre part, de par leur conception d'articulation à une structure fixe, on installe de préférence de tels systèmes suivant l'invention avec une structure fixe solidaire du fond marin et donc de préférence près d'une côte bordant la dite étendue d'eau, et on profite alors de l'augmentation des hauteurs de vagues à l'approche de la côte et donc d'un mouvement de tangage amplifié au passage des vagues, tout en réduisant la distance du transport de l'énergie récupérée. Dans un mode préférentiel de réalisation, chaque flotteur est en forme de catamaran dont les deux parties de coques sont disposées l'une derrière l'autre, avec une partie dite amont par rapport à la direction de référence et située encore plus en amont que la bouche d'entrée de l'avaloir, et une partie dite aval, la plus importante en volume de carène, située en amont de l'articulation et apte à soulever l'ensemble de la structure flottante remplie d'eau quand la vague passe au niveau de cette partie aval. En effet dans la phase d'enfournement de la vague frontale et en raison d'une part des effets de cette masse et d'autre part par de l'effet de gouverne de la force générée par la circulation de cette masse sur la rampe, les parties principales avals des flotteurs seules n'offrent pas la poussée nécessaire à restituer le tangage de la structure flottante : aussi, dans cette phase d'enfournement à l'arrivée de chaque vague, la compensation nécessaire est assurée par la rentrée en immersion des parties amonts des flotteurs ; la configuration de ces flotteurs assure la position hors immersion de ces parties amonts pendant les autres phases du tangage, au cours desquelles les parties avals des flotteurs assurent seules la flottaison de la structure sur le profil des vagues. Ceci est bien représenté sur les figures 3 à 6.

Dans des modes particuliers de réalisation l'avaloir comporte des parois latérales convergentes depuis sa bouche d'entrée vers l'entrée du au moins collecteur, la structure flottante comporte au moins trois collecteurs étagés les uns au-dessus des autres, amenant chacun une partie de l'eau de chaque vague vers le au moins conduit et la paroi formant la rampe de l'avaloir est de forme concave tournée vers le haut et dont l'extrémité distale formant un bec est située au-dessous de l'articulation quand la structure flotteur est dans une position dite horizontale.

Le résultat est un nouveau système, qui répond au problème posé et aux inconvénients des systèmes actuels, car sa conception d'articulation fixe sur un support construit sur le fond de l'eau est mécaniquement plus résistante et fiable qu'un système ancré au large et est bien sûr très adaptée à des installations côtières, ce qui : - d'une part permet de profiter de la remontée du fond marin en bord de mer qui induit une augmentation progressive naturelle de la hauteur des vagues ainsi que la diminution de la longueur d'onde, ce qui est bénéfique pour le potentiel énergétique et - d'autre part facilite l'installation des infrastructures, leur mise en oeuvre et leur maintenance ainsi que la distribution d'energie a proximité de son 30 utilisation. De plus le choix : - des dispositions des différents centres de poussée et de gravité, combinées avec l'articulation de la structure flottante à son extrémité aval, permet une forte 35 amplification du mouvement vertical du bec et de la rampe par effet de levier, et d'augmenter le mouvement de tangage de la structure flotteur, - de l'abaissement du niveau des seuils de collecteurs par rapport au niveau de l'eau au moment de l'enfournement, permet d'enfourner chaque vague avec un maximum d'efficacité, et en particulier de récupérer la majeure partie du volume d'eau constituant chaque vague, - de la courbure de la rampe de l'avaloir et de la convergence de celui-ci, combinées avec les autres caractéristiques ci-dessus et celles décrites ci-après, permet d'obtenir un déferlement de chaque vague avec une accélération de la vitesse de l'eau et donc de son énergie cinétique ainsi qu'une augmentation de son energie potentielle, - de la séparation physique de la structure flottante dépourvue d'équipements et de la partie fixe protégée, qui porte seule les équipements de production électrique, facilite la maintenance avec possibilité d'accès direct au rivage.

L'ensemble de ces éléments caractéristiques et des résultats qu'ils permettent d'obtenir comme explicités ci-dessus et ci-après rend un tel système suivant l'invention efficace et rentable, et, apportant de nombreux avantages, montre la nouveauté et l'intérêt du système selon l'invention. Il est certain que son utilisation pour des installations côtières est destinée préférentiellement aux zones côtières à tirant d'eau faible ou moyen, c'est-à-dire avec une profondeur faible ou moyenne, identifiables par le déferlement naturel des vagues contre les parois abruptes de la cote, avec forte élévation verticale du fond : il ne faut pas cependant que le tirant d'eau au niveau de l'installation soit trop faible car le profil des vagues est altéré par friction sur le fond marin.

Les zones à fort coefficient de marée ne sont pas par ailleurs éligibles, mais il reste suffisamment de zones éligibles pour de tels systèmes, et de plus il peut être installé des batteries de systèmes suivant l'invention, côte à côte et en particulier en bordure de quais et /ou digue de ports maritimes.

La description et les dessins ci-joints représentent un exemple de réalisation de l'invention mais n'ont aucun caractère limitatif : d'autres réalisations sont possibles dans le cadre de la portée et de l'étendue de cette invention, tel qu'en modifiant le nombre, la forme et le cloisonnement des collecteurs intérieurs à la structure flottante ainsi que la forme de l'avaloir proprement dit, et/ou en fixant la structure support fixe sur une construction en mer ou même sur une grande barge qui est alors considérée fixe par rapport aux mouvements des vagues, et/ou encore en complétant le système disposé en bordure côtière et qui peut alors comporter en amont de la bouche d'entrée de la structure flottante un récif artificiel posé sur le fond marin pour augmenter le développement du profil de la vague frontale et/ou d'autres compléments et modifications_ La figure 1 est une vue latérale, en coupe partielle suivant 1,1' de la figure 2, d'un exemple de système suivant l'invention La figure 2 est une vue de dessus, en coupe partielle 25 suivant 11,11' de la figure 1, du système de cette figure 1. Les figures 3 à 6 sont des vues latérales de l'exemple du système des figures 1 et 2 dans différentes positions de mise en oeuvre en fonction de l'avancement des vagues qui le 30 traversent, le remplissent (figure 5), le soulèvent (figures 6 et 3) et le font redescendre (figure 4). La figure 7 est une vue en coupe d'un système comme sur la figure 1 mais avec en plus un réservoir fixe de stockage de l'eau ayant traversé la structure flottante. 35 Le système de récupération de l'énergie des vagues 17, qui balayent la surface 26 d'une étendue d'eau au-dessus du fond 22 de cette étendue d'eau et dont le sens de déplacement définit une direction XX' de référence, comprend une structure flottante 20 dotée d'un avaloir 2 apte à être disposé au plus proche face à la dite direction 5 XX' d'arrivée des dites vagues 17 et à recevoir l'eau 18 formant celles-ci, et d'une rampe 3, constituant la paroi inférieure de l'avaloir 2, en pente ascendante débouchant en partie haute dans au moins un collecteur 4, celui-ci amenant l'eau qu'il reçoit , par au moins un conduit 10, 10 vers au moins une turbine 14 hydraulique de production d'énergie de préférence électrique. La structure flottante 20 comporte au moins deux flotteurs 1 encadrant l'avaloir de part et d'autre : elle est fixée, à son extrémité proximale 11 opposée à celle 15 distale 31 également constituée par la bouche d'entrée 22 de l'avaloir 2, à une articulation 12 disposée suivant un axe quasi perpendiculaire à la direction XX' et solidaire d'une structure fixe support 15 avec laquelle cette articulation assure donc la liaison avec la structure flottante 20. 20 L'extrémité proximale est considérée ainsi car étant la plus éloignée de celle proximale constituée par l'articulation 11,12. Chaque flotteur 1 est en forme de catamaran dont les deux parties de coques sont disposées l'une derrière 25 l'autre, avec une partie dite amont 11 par rapport à la direction XX' et située encore plus en amont que la bouche 22 d'entrée de l'avaloir 2, et une partie dite aval 12, la plus importante en volume de carène, située en amont de l'articulation 12 et apte à soulever l'ensemble de la 30 structure flottante 20 remplie d'eau quand la vague passe au niveau de cette partie aval 12. Le au moins conduit 10 comporte une partie 13 apte à suivre les mouvements de ladite articulation 11,12, et est constitué de préférence pour cela par un raccord de 35 jonction souple, armé et étanche : cette liaison 13 entre la partie du conduit 10 solidaire de la structure flottante 20 et celle fixe menant à la au moins turbine 14 est positionnée dans l'alignement de l'axe 12 d'articulation de l'extrémité proximale 11 de la structure et absorbe ainsi les variations angulaires de tangage de celle-ci. Et la au moins turbine 14 est disposée, à faible immersion, en aval de cette partie 13 du conduit 10 et est fixée sur la structure support fixe 15 : il peut bien sûr être disposée plusieurs turbines en parallèle, alimentée chacune par un conduit, et des vannes d'isolement, non représentées, peuvent être disposées de part et d'autre de cette partie souple 13 et de la turbine 14 pour faciliter les travaux de maintenance. Ladite structure flottante 20 est apte à basculer autour de l'articulation 12, suivant des cycles successifs, alternativement vers le bas, comme explicité sur la figure 5, pour avaler successivement l'eau 18 de chaque vague, et vers le haut, puis comme explicité sur la figure 6, pour soulever cette eau 18 et la faire s'écouler, figures 3 et 4, à travers la au moins turbine 14 située dans cette position en dessous au moins de la partie la plus basse de l'entrée 254 du au moins collecteur 4. Ainsi sur la figure 3, la partie aval 12 principale des flotteurs, soulevée par la vague 171,, se trouve sur la crête de celle-ci : la structure flottante 20 est alors en position haute, les collecteurs se vidant de la masse d'eau 181, embarquée lors de l'enfournement (lors du cycle précédent) de la structure flottante 20 dans la vague 171, par gravité dans le conduit 10. Puis sur la figure 4, la partie aval 12 principale des flotteurs, redescendant après le passage de la vague 171, qui s'éloigne, bascule vers le bas l'extrémité distale 31 de la structure flottante 20, les collecteurs finissant de se vider par gravité dans le conduit 10 et la vague suivante 172 commençant à monter 182 le long de la rampe 3.

Sur la figure 5, la partie aval 12 principale des flotteurs se trouve dans le creux séparant les deux vagues successives 171 et 172 : la structure flottante 20 est alors en position basse et l'extrémité distale 31 de son avaloir 2, formant un bec, enfourne assez profondément la vague 172 qui arrive, et la partie amont 11 des flotteurs en limite 5 cependant l'immersion sans occulter un débattement suffisant; ces parties amonts 11 permettent l'inversion du tangage en relation avec le déplacement vers l'aval du flux d'eau 182 embarquée : sinon en l'absence de telles parties amonts, la structure flotteur 20 risquerait de rester en 10 immersion sans pouvoir rebasculer vers le haut suivant la figure 6. Dans cette phase, la masse d'eau 182 au-dessus du bec 31 monte ainsi le long de la rampe 3 dans l'avaloir 2 pour déferler dans les bouches 25 d'entrée du au moins 15 collecteur 4, soit ici en fait de trois collecteurs 4,5,6, comme explicité ci-après, lesquelles bouches sont équipées de grilles 7 de protection. Sur la figure 6, la partie aval 12 principale des flotteurs est soulevée par l'avancée de la vague 172 et 20 bascule vers le haut la structure flottante 20 : l'eau 182 ayant envahi les collecteurs 4,5,6 étagés s'écoule alors par la gaine de sortie commune 24 vers le conduit 10 et la turbine hydraulique 14 qu'elle fait tourner pour fournir l'energie souhaitée, alors qu'une partie résiduelle 182' de 25 l'eau redescend le long de la rampe 3 et s'évacue avant l'arrivée de la vague suivante comme représenté sur la figure 3 en continuité du cycle suivant. Le concept de l'invention donne une forte amplification du mouvement vertical du bec 31 et de la 30 rampe 3, par rapport à la flottaison, grâce à l'effet de levier créé par l'articulation 11,12 de la structure flottante 20 à son extrémité aval ou proximale, et, comme déjà indiqué précédemment, la disposition des différents centres de poussée et de gravité. 35 Il faut cependant, pour le fonctionnement d'un tel système, que la longueur « 1 » de la structure flottante 20, entre l'axe de l'articulation 11,12 et l'extrémité distale 31, soit inférieur à la moitié de longueur « L » d'onde séparant deux vagues successives, et la distance « d » entre le centre de gravité G de la structure doit être de 30% environ de la longueur « 1 ». L'homme du métier connaissant le domaine de l'hydraulique marine et de la construction navale sait, en prenant connaissance de la présente invention, comment définir le dimensionnement du système, tant en répartition de volume et de poids qu'en dimensions de chaque élément du système, en fonction du site concerné d'implantation retenue, sachant que comme toute structure installée à la mer, des essais sur maquette seront bien sûr nécessaires. L'avaloir 2 comporte des parois latérales 23,23' convergentes entre elles, depuis sa bouche d'entrée 22 vers la bouche d'entrée 254 du au moins collecteur 4 et la paroi formant sa rampe 3 est de forme concave tournée vers le haut ; il est de préférence fermé à sa partie supérieure, comme sur ces faces latérales 23,23', par une paroi 8 dite de confinement, apte à canaliser le flux d'eau 18 des vagues 17 vers le au moins collecteur 4 : cette paroi 8 supérieure est aussi convergente par rapport à la rampe 3. Ces réductions de section de l'avaloir 2, tant dans les plans horizontaux que verticaux, amplifient la 25 vitesse de déferlement de la vague. L'extrémité distale 31 de la rampe 3, ou de la structure flottante 20, est située au-dessous de l'articulation 11,12 quand la structure flotteur 20 est dans une position dite horizontale, c'est-à-dire 30 correspondant à sa position quand la surface de l'eau est plate sans vague, telle que représentée par exemple sur la figure 7. Dans le présent exemple de réalisation, la structure flottante 20 comporte au moins trois collecteurs 4,5,6 35 étagés les uns au-dessus des autres, amenant chacun une partie de l'eau 18 de chaque vague 17 vers le au moins conduit 10 : un tel étagement permet de répondre aux différents régimes de mer et de s'adapter à la hauteur de masse d'eau 182; les bouches d'entrée 25 ou seuils de ces collecteurs 4,5,6 sont positionnés dans un plan quasi vertical, dans la position d'enfournement telle représentée sur la figure 5, au plus près de la formation du corps actif de la vague frontale, évitant un retour de l'eau vers l'avaloir 2. Les collecteurs inférieurs 4,5 comportent chacun au moins un clapet anti retour 9 entre leur orifice de sortie 41,51 et une gaine commune 24 d'évacuation depuis le collecteur supérieur 6 vers la partie inférieure 241 de cette gaine commune 24 : cette partie inférieure 241 est située en dessous du collecteur le plus inférieur 4 et se vide dans le au moins conduit 10 ; ces au moins clapets anti-retour sont de préférence deux par collecteur, disposés de part et d'autre de la gaine commune, ou puits de collecte, 24 afin d'éviter un retour partiel de l'eau vers l'avaloir 2.

L'ensemble de la production électrique, de la régulation, de l'accès à la turbine 14, et de tout équipement de contrôle et de maintenance peut être regroupé dans une plateforme technique 16, isolée et protégée ainsi des effets marins, et qui surplombe la turbine 14 et qui est portée par au moins un pilier support 15 d'un axe 12 d'articulation de la structure flottante 20, si ce n'est par les deux piliers 15,15' supportant chacun une articulation 11,12 comme représenté sur la figure 2 où chaque flotteur 1 est articulé. Ces piliers, ou l'ensemble de la structure support fixe, peuvent également recevoir des pylônes d'éoliennes pour apporter un complément d'energie renouvelable significatif et utilisant les mêmes équipements de production et de régulation que le système suivant l'invention, rentabilisant d'autant mieux celui-ci.

Une passerelle 21 peut permettre un accès terrestre à cette plateforme technique, et un écran, type ajouré et non représenté, de protection visuelle peut être installé contre cette plateforme du côté de la vue depuis la côte pour atténuer l'impact visuel du système. Dans un mode particulier de réalisation tel que représenté sur la figure 7, le système suivant l'invention comporte un réservoir fixe 19 disposé en aval de la structure flottante 20 et alimenté par le conduit 10 d'alimentation en eau 18 des vagues 17, et la turbine 14 peut être alors installée sur l'orifice de vidange de ce réservoir : on peut cependant conserver aussi une telle turbine sur le conduit 10 comme représenté sur les autres figures et profiter alors d'une part de l'energie des vagues par cette première turbine et d'autre part de l'energie de la marée en vidant le réservoir de préférence à marée basse. Comme indiqué et représenté la structure fixe support 15 est solidaire du fond 22 près de la côte mais cette structure support 15 pourrait être fixée sur une construction ou plateforme en pleine mer ou même sur une grande barge flottante qui peut alors être considérée fixe par rapport aux mouvements des vagues ; et dans l'application d'installation côtière, le système suivant l'invention peut comporter un récif artificiel, non représenté, posé sur ce fond 22 en amont de la bouche 22 d'entrée de la structure flottante 20 pour augmenter le développement du profil de la vague frontale.

Claims

REVENDICATIONS1 - Système de récupération de l'énergie des vagues (17), balayant la surface (26) d'une étendue d'eau au- dessus du fond (22) de cette étendue d'eau et dont le sens de déplacement définit une direction (XX') de référence, comprenant une structure flottante (20) dotée d'un avaloir (2) apte à être disposé au plus proche face à la dite direction (XX') d'arrivée des dites vagues (17) et à recevoir l'eau (18) formant celle-ci, et d'une rampe (3), constituant la paroi inférieure de l'avaloir (2), en pente ascendante débouchant en partie haute dans au moins un collecteur (4), celui-ci amenant l'eau qu'il reçoit , par au moins un conduit (10), vers au moins une turbine (14) de production d'énergie caractérisé en ce que : - la structure flottante (20), comportant au moins deux flotteurs (1) encadrant l'avaloir de part et d'autre, est fixée, à son extrémité proximale (11) opposée à celle distale (31) constituée par la bouche d'entrée (22) de l'avaloir (2), à une articulation (12) disposée suivant un axe quasi perpendiculaire à la direction (XX') et solidaire d'une structure fixe support (15), - le au moins conduit (10) comporte une partie (13) apte à suivre les mouvements de ladite articulation (11,12), - ladite structure flottante (20) est apte à basculer autour de l'articulation (12), alternativement vers le bas, pour avaler successivement l'eau (18) de chaque vague, et vers le haut, pour soulever cette eau (18) et la faire s'écouler à travers la au moins turbine (14) située dans cette position en dessous au moins de la partie la plus basse de l'entrée (254) du au moins collecteur (4).
2 - Système suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'avaloir (2) comporte des parois latérales convergentes (23,23') depuis sa bouche d'entrée (22) vers l'entrée (254) du au moins collecteur (4).
3- Système suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que chaque flotteur (1) est en forme de catamaran dont les deux parties de coques sont disposées l'une derrière l'autre, avec une partie dite amont (11) par rapport à la direction (XX') et située encore plus en amont que la bouche (22) d'entrée de l'avaloir (2), et une partie dite aval (12), la plus importante en volume de carène, située en amont de l'articulation (12) et apte à soulever l'ensemble de la structure flottante (20) remplie d'eau quand la vague passe au niveau de cette partie aval (12).
4- Système suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que la structure flottante (20) comporte au moins trois collecteurs (4,5,6) étagés les uns au-dessus des autres, amenant chacun une partie de l'eau (18) de chaque vague (17) vers le au moins conduit (10) et dont les collecteurs inférieurs (4,5) comportent chacun au moins un clapet anti retour (9) entre leur orifice de sortie (41,51) et une gaine commune (24) d'évacuation depuis le collecteur supérieur (6) vers sa partie inférieure (241) située en dessous du collecteur le plus inférieur (4) et se vidant dans le au moins conduit (10).
5- Système suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la partie (13) du conduit (10) 25 apte à suivre les mouvements de l'articulation (11,12) est un raccord de jonction souple, armé et étanche.
6- Système suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que la au moins turbine (14) est disposée en aval de la partie (13) du conduit (10) apte à 30 suivre les mouvements de l'articulation (11,12) et est fixée sur la structure support fixe (15).
7- Système suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que la paroi formant la rampe (3) de l'avaloir est de forme concave tournée vers le haut et 35 dont l'extrémité distale (31) formant un bec est située au-dessous de l'articulation (11,12) quand la structure flotteur (20) est dans une position dite horizontale .
8- Système suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que l'avaloir (2) est fermé à sa partie supérieure, comme sur ces faces latérales (23,23'), par une paroi (8) dite de confinement, apte à canaliser le flux d'eau (18) des vagues (17) vers le au moins collecteur ( 4 ) .
9- Système suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce qu'il comporte un réservoir fixe (19) disposé en aval de la structure flottante (20) et alimenté par le conduit (10) d'alimentation en eau (18) des vagues (17).
10- Système suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisé en ce que la structure fixe support (15) est solidaire du fond (22) et qu'il comporte un récif artificiel posé sur ce fond (22) en amont de la bouche (22) d'entrée de la structure flottante (20). 25 30 35