FR3054616A1 - Dispositif de transformation d'un mouvement de houle d'une etendue d'eau en energie transportable - Google Patents

Dispositif de transformation d'un mouvement de houle d'une etendue d'eau en energie transportable Download PDF

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Abstract

Le dispositif de transformation d'un mouvement de houle d'une étendue d'eau en énergie transportable comporte: un organe de référence configuré pour s'étendre principalement en dessous de la surface de l'étendue d'eau et être peu sensible au mouvement de houle; un flotteur (4) configuré pour s'étendre en surface de l'étendue d'eau et être sensible au mouvement de houle; et un organe de transformation (6) relié au flotteur d'une part et à l'organe de référence d'autre part pour produire une énergie transportable à partir d'un mouvement relatif entre le flotteur et l'organe de référence, l'organe de transformation comporte au moins trois liens flexibles (18) ou articulés, ayant chacun une première extrémité fixée à l'organe de référence, et une seconde extrémité fixée au flotteur ou à l'organe de référence de façon à permettre un déplacement omnidirectionnel du flotteur par rapport à l'organe de référence.

Description

(57) Le dispositif de transformation d'un mouvement de houle d'une étendue d'eau en énergie transportable comporte: un organe de référence configuré pour s'étendre principalement en dessous de la surface de l'étendue d'eau et être peu sensible au mouvement de houle; un flotteur (4) configuré pour s'étendre en surface de l'étendue d'eau et être sensible au mouvement de houle; et un organe de transformation (6) relié au flotteur d'une part et à l'organe de référence d'autre part pour produire une énergie transportable à partir d'un mouvement relatif entre le flotteur et l'organe de référence, l'organe de transformation comporte au moins trois liens flexibles (18) ou articulés, ayant chacun une première extrémité fixée à l'organe de référence, et une seconde extrémité fixée au flotteur ou à l'organe de référence de façon à permettre un déplacement omnidirectionnel du flotteur par rapport à l'organe de référence.
Figure FR3054616A1_D0001
Figure FR3054616A1_D0002
La présente invention concerne un dispositif de transformation d'un mouvement de houle d'une étendue d'eau en énergie transportable, notamment, bien que non exclusivement, un dispositif de transformation d'un mouvement de houle en électricité.
ARRIÈRE-PLAN DE L'INVENTION
On connaît depuis de nombreuses années les dispositifs de transformation d'un mouvement de houle en électricité. En particulier, le document Wo2011/036401 décrit un dispositif de conversion de l'énergie mécanique de la houle en énergie électrique, comportant un organe de référence sensiblement fixe équipé de moyens de stabilisation par rapport au fond de l'étendue d'eau, un organe mobile par rapport à l'organe de référence, des moyens de guidage selon une direction sensiblement verticale du déplacement de l'organe mobile par rapport à l'organe de référence, et des moyens de génération d'énergie électrique destinés à convertir en énergie électrique, l'énergie mécanique issue du mouvement vertical de l'organe mobile par rapport à l'organe de référence.
Le guidage de l'organe mobile selon une direction fixe présente 1'inconvénient de supprimer la composante perpendiculaire à la direction de déplacement de l'organe mobile sans production correspondante d'énergie.
OBJET DE L'INVENTION
Un but de l'invention est de proposer un dispositif de transformation d'un mouvement de houle qui transforme la quasi-totalité du mouvement de houle en énergie transportable.
BRÈVE DESCRIPTION DE L'INVENTION
En vue de la réalisation de ce but, on propose selon l'invention un dispositif de transformation d'un mouvement de houle d'une étendue d'eau en énergie transportable comportant: un organe de référence configuré pour s'étendre principalement en dessous de la surface de l'étendue d'eau et être peu sensible au mouvement de houle; un flotteur à 1 ' organe de première extrémité configuré pour s'étendre en surface de l'étendue d'eau et être sensible au mouvement de houle; un organe de transformation relié au flotteur d'une part et à l'organe de référence d'autre part pour produire une énergie transportable à partir d'un mouvement relatif entre le flotteur et l'organe de référence ; au moins trois liens flexibles ou articulés, associés transformation, et ayant chacun une fixée à l'organe de référence, et une seconde extrémité fixée au flotteur ou à l'organe de référence de façon à permettre un déplacement omnidirectionnel du flotteur par rapport à l'organe de référence.
Ainsi l'intégralité des déplacements du flotteur par rapport à l'organe de référence est transformée en énergie transportable.
Selon une version avantageuse de l'invention, l'organe de transformation comporte une partie rotative, et les liens flexibles sont agencés pour faire tourner la partie rotative lors d'un déplacement du flotteur par rapport à l'organe de référence. De préférence, l'organe de transformation comprend plusieurs parties rotatives comportant chacune une poulie de récupération sur laquelle un lien flexible prend appui.
Selon des aspects préférés de l'invention : l'organe de référence comporte un corps cylindrique et chaque lien flexible a ses deux extrémités fixées à l'organe de référence pour s'étendre selon la direction longitudinale de l'organe de référence, et l'organe de transformation est porté par le flotteur ; à chaque poulie de récupération sont associées deux poulies de renvoi disposées de part et d'autre de la poulie de récupération de façon à appliquer le lien flexible sur la poulie de récupération ; les poulies de renvoi sont montées sur un support mobile en fonction d'une orientation du flotteur par rapport à l'organe de référence ; les poulies de renvoi sont portées par une chape reliée à un support de la poulie de récupération par une structure en joint de cardan ; le dispositif comporte des butées entre l'organe de référence et le flotteur ;les butées s'étendent au même niveau que les poulies de récupération; les butées sont mobiles selon une direction perpendiculaire à la direction longitudinale de l'organe de référence; l'organe de transformation comprend des vérins hydrauliques ayant chacun un corps lié de façon articulée au flotteur, et une tige liée de façon articulée à l'organe de référence.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit de deux modes de réalisation préférés non limitatifs de l'invention en référence aux figures ci-jointes parmi lesquelles :
- La figure 1 est une vue partielle de côté schématique du dispositif selon l'invention,
- la figure 2 est une vue partielle de dessus schématique du dispositif selon l'invention,
- la figure 3 est une vue partielle en perspective schématique d'un groupe de transformation selon 1'invention,
- la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IVIV de la figure 2,
- la figure 5 est une vue partielle en perspective schématique d'un second mode de réalisation de 1'invention
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
En référence aux figures 1 à 4, le dispositif selon l'invention comporte un organe de référence cylindrique 1 comportant un lest 2 fixé à l'extrémité inférieure d'un corps 3 cylindrique. Le corps 3 et le lest 2 sont configurés pour que l'organe de référence s'étende verticalement de façon relativement stable, c'est-à-dire peu sensible aux mouvements de la houle.
Par ailleurs, le dispositif comporte un flotteur annulaire 4 configuré pour flotter à la surface de la mer et avec suffisamment peu d'inertie pour suivre les mouvements de la houle tant en ce qui concerne les déplacements verticaux qu'en ce qui concerne un basculement par rapport à la direction longitudinale de l'organe de référence 1.
A cet effet, le flotteur 4 comporte de préférence des caissons étanches 12 convenablement reliés à des moyens de pompage non représentés permettant de remplir plus ou moins les caissons 12 en fonction de la position que l'on souhaite donner au flotteur 4 par rapport à la surface de la mer.
Le flotteur 4 comporte une ouverture centrale il dans laquelle s'étend le corps 3 de l'organe de référence 1. Dans le mode de réalisation préféré illustré, le dispositif comporte un organe de transformation comportant quatre groupes de transformation portés par le flotteur 4. Les quatre groupes de transformation 6 sont régulièrement répartis autour de l'ouverture il, et comprennent chacun un générateur 7 raccordé à un multiplicateur 8 dont l'arbre d'entrée 9 est porté par des goussets 10 fixés au flotteur 4 .
L'arbre 9 porte une poulie de récupération 13 fixée en rotation sur l'arbre 9. Radialement par rapport au corps 3, en regard de la poulie de récupération 13, chaque groupe de transformation comporte un jeu de deux poulies de renvoi 14 portées par un support 15 lié par un montage de cardan 17 à un arceau 16 porté par la plate-forme 4. Chaque groupe de transmission 6 est associé à un câble en acier 18 fixé à son extrémité inférieure au corps 3 de l'organe de référence 1. Le câble 18 remonte vers un groupe de transformation, passe sur la poulie de renvoi inférieure 14, puis autour de la poulie récupération 13 et revient vers la poulie de renvoi supérieur 14 pour remonter jusqu'au sommet du corps 3 de l'organe de référence 1 auquel il est fixé. Ainsi, le support des poulies de renvoi s'oriente automatiquement selon l'orientation la plus favorable pour un bon appui du câble 18 sur la poulie de récupération 13. Compte tenu des dimensions respectives des différents composants, la câble 18 s'étend sensiblement selon la direction longitudinale du corps 3.
Comme illustré par la figure 4, les poulies de renvoi 14 sont disposées par rapport à la poulie de récupération 13 pour assurer un contact du câble 18 sur une longueur aussi grande que possible afin de minimiser le risque de glissement du câble 18 sur la poulie de récupération 13. A cet effet, les poulies 14 sont disposées pour que la distance d entre les points de contact en regard du câble 18 avec les poulies de renvoi 14 soit proche du diamètre D de la poulie de récupération 13.
Chaque fois que le flotteur se déplace par rapport à l'organe de référence 1, comme schématisé par des flèches en traits épais sur la figure 1, et quel que soit le sens de ce déplacement, le câble 18 fait tourner la poulie de récupération 13 et entraîne donc le générateur électrique 7 qui produit de l'électricité. Le sens de la rotation est détecté par un capteur 19 sur l'axe d'entrée 9 du multiplicateur 8 et l'information est transmise à un boîtier de commande 20 qui envoie un signal de commande appropriée au générateur 7 pour que le générateur produise de l'électricité quel que soit le sens de rotation de l'arbre d'entrée 9.
Afin de limiter le débattement du flotteur 4 par rapport à l'organe de référence 1, et le cas échéant de solidariser la plate-forme 4 avec l'organe de référence, le dispositif comporte de préférence des butées 21 portées par le flotteur 4 et s'étendant vers l'organe de référence à partir du bord de l'ouverture 11. Dans le mode de réalisation illustré, chacune des butées 21 comporte une roue 22 portée par des goussets 23 s'étendant radialement vers le corps 3 de l'organe de référence 20. Les goussets sont portés par un tiroir 24 monté pour coulisser sur le flotteur 4 et dont la position est commandée par un vérin 25 convenablement reliés à un dispositif de commande non représenté.
En référence à la figure 5, dans ce mode de réalisation, le dispositif comporte un organe de référence 1 et un flotteur 4 identiques à ceux du premier mode de réalisation. L'organe de transformation comporte cette fois trois vérins hydrauliques 26 régulièrement répartis autour de l'organe de référence. Chaque vérin a une tige 27 reliée à l'organe de référence par une rotule 28, et un corps 29 relié au flotteur 4 par une rotule 30.
Les vérins 26 sont des vérins à double effet qui sont reliés par des tuyaux 31 à une unité de gestion de transformation 32 qui actionne des clapets pour additionner les flux qui sont produits par les vérins 29 lors d'un par rapport à l'organe de du flotteur <Le liquide sous pression obtenu à la sortie de déplacement référence 1 1'unité de gestion de transformation peut servir à entraîner une turbine associée à une génératrice électrique ou un compresseur pour stocker l'énergie sous forme de gaz liquéfié.
Comme précédemment le dispositif comporte de préférence des butées 21 intercalées entre les organes de transformation.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention telle que définie par les revendications.
En particulier, bien que l'invention ait été illustrée en relation avec un organe de référence cylindrique associé à un flotteur annulaire, on peut mettre l'invention en application avec des flotteurs de forme quelconque associés une structure quelconque, par exemple une plateforme de forage pétrolier.
Bien que le premier mode de réalisation ait été décrit avec un montage de cardan entre le support de la poulie de récupération et le support des poulies de renvoi, on peut remplacer le montage de cardan par une rotule.
Bien que le premier mode de réalisation ait été décrit avec des câbles en acier, on peut utiliser des câbles en matière synthétique ou des chaînes, dans ce cas la poulie de récupération sera de préférence pourvue d'empreintes ayant une forme complémentaires des maillons de la chaine.

Claims (7)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif de transformation d'un mouvement de houle d'une étendue d'eau en énergie transportable comportant: un organe de référence (1) configuré pour s'étendre principalement en dessous de la surface de l'étendue d'eau et être peu sensible au mouvement de houle; un flotteur (4) configuré pour s'étendre en surface de l'étendue d'eau et être sensible au mouvement de houle; et un organe de transformation (6) relié au flotteur d'une part et à l'organe de référence d'autre part pour produire une énergie transportable à partir d'un mouvement relatif entre le flotteur et l'organe de référence, caractérisé en ce que l'organe de transformation comporte au moins trois liens flexibles (18) ou articulés (28,30), ayant chacun une première extrémité fixée à l'organe de référence, et une seconde extrémité fixée au flotteur ou à l'organe de référence de façon à permettre un déplacement omnidirectionnel du flotteur par rapport à l'organe de référence.
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de transformation comporte une partie rotative (13), et en ce que les liens flexibles (18) sont agencés pour faire tourner la partie rotative lors d'un déplacement du flotteur par rapport à l'organe de référence.
  3. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de transformation comprend plusieurs parties rotatives comportant chacune une poulie de récupération (13) sur laquelle un lien flexible prend appui.
  4. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe de référence comporte un corps (3) cylindrique, et en ce que chaque lien flexible a ses deux extrémités fixées à l'organe de référence pour s'étendre selon la direction longitudinale de l'organe de référence.
    Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'à chaque poulie de récupération (13) sont associées deux poulies de renvoi (14) disposées de part et d'autre de la poulie de récupération de façon à appliquer le lien flexible sur la poulie de récupération.
    Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les poulies de renvoi (14) support (15) qui est mobile du flotteur par rapport sont montées sur un en fonction d'une à 1 ' organe de orientation référence.
  5. 7. Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que les poulies de renvoi (14) sont portées par une un support (4) de la poulie de une structure en joint de cardan entre l'organe de caractérisé en ce chape reliée à récupération par (17) .
  6. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des butées (21) référence et le flotteur.
  7. 9. Dispositif selon la revendication que les butées (21) s'étendent au même niveau que les poulies de récupération (13).
    Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les butées (21) sont mobiles selon une direction perpendiculaire à la direction longitudinale de l'organe de référence.
    Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de transformation comprend des vérins hydrauliques ((26) ayant chacun un corps (29) lié de façon articulée au flotteur, et une tige (27) liée de façon articulée à l'organe de référence.
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