FR3087229A1 - Turbine a axe vertical - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne une turbine (1000) à axe de rotation vertical comprenant au moins un rotor (1340) configuré pour tourner selon un premier axe de rotation vertical, au moins un bras porteur (1200a, 1200b, 1200c) étant solidaire dudit rotor (1340) et portant au moins un système de gréement (1100a, 1100b, 1100c), la turbine (1000) étant caractérisée en ce que le système de gréement (1100a, 1100b, 1100c) comprend: ○ au moins un mât supérieur configuré pour porter en partie au moins une voile supérieure ; ○ au moins un mât inférieur configuré pour porter en partie au moins une voile inférieure ; ○ au moins un système d'orientation configuré pour permettre à au moins une partie du système de gréement (1100a, 1100b, 1100c) de tourner selon une amplitude de rotation autour d'un deuxième axe de rotation vertical relativement audit bras porteur (1200a, 1200b, 1200c).

Description

DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
La présente invention concerne le domaine des turbines, et en particulier des turbines dont l’axe de rotation est vertical et qui peuvent être implantées sur terre ou sur mer.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Les turbines dont l’axe de rotation est vertical existent sous différents systèmes. Quelle que soit leur structure les turbines à axe de rotation vertical sont équipées communément d’un rotor à axe de rotation vertical supportant des pales pour que l’énergie cinétique du vent mette le rotor en rotation. Le rotor peut être monté en rotation sur un socle fixé ou fondé dans le sol (turbine on-shore), ou posé sur une embase flottante sur l’eau amarrée solidement sur le fond marin ou la berge (turbine offshore). De manière identique aux pales des turbines à axe de rotation horizontal, les pales de ce type de turbines peuvent être réalisées dans un matériau rigide.
Les turbines à axe de rotation vertical présentent, à surface balayée égale, une efficacité inférieure aux turbines à axe horizontal ce qui réduit d’autant leur utilisation et donc leur industrialisation.
Cependant, une turbine verticale apporte un avantage important puisqu’elle n’est pas limitée à une seule direction du vent pour tourner. Aussi, dans des zones où la direction du vent peut varier, ce type de turbines pourrait être très utile.
Toutefois, à l’image des turbines à axe de rotation horizontal, les turbines à axe de rotation vertical nécessitent une certaine puissance de vent pour fonctionner ce qui limite leur rendement dès lors que la force du vent passe sous un seuil de fonctionnement.
De plus, toutes ces turbines nécessitent, pour les opérations de montage, l’utilisation de matériel lourd parfois rarement disponible. Ces turbines nécessitent des opérations de maintenance par des travaux en hauteur, acrobatiques et dangereuses. Elles utilisent une méthode d’ancrage au sol réalisé par l’emploi de béton armé en quantité que les exploitants sont contraints de démanteler en fin d’exploitation, mesure qui élève de manière sensible le prix de revient et le bilan carbone.
La présente invention vise à résoudre au moins en partie ces problématiques.
RESUME DE L’INVENTION
La présente invention concerne une turbine à axe de rotation vertical comprenant au moins un socle, au moins un rotor couplé en rotation avec le socle autour d’un premier axe de rotation vertical, au moins un bras porteur s’étendant selon un axe d’extension principal différent du premier axe de rotation vertical, étant solidaire en rotation autour du premier axe de rotation vertical avec ledit rotor et portant au moins un système de gréement, la turbine étant caractérisée en ce que le système de gréement comprend au moins :
o une voile supérieure présentant au moins un premier bord d’attaque et sur laquelle un fluide est destiné à s’écouler depuis le premier bord d’attaque ;
o un mât supérieur configuré pour porter en partie au moins ladite voile supérieure ;
o une voile inférieure présentant au moins un deuxième bord d’attaque et sur laquelle un fluide est destiné à s’écouler depuis le deuxième bord d’attaque ;
o un mât inférieur configuré pour porter en partie au moins ladite voile inférieure ;
o une première borne configurée pour tourner selon au moins un deuxième axe de rotation vertical, différent du premier axe de rotation vertical, relativement au bras porteur, et étant configurée pour maintenir au moins en partie la voile supérieure et/ou la voile inférieure et étant mécaniquement couplée respectivement avec la voile supérieure et le mât supérieur et/ou la voile inférieure et le mât inférieur ;
o au moins un système d’orientation configuré pour permettre à la voile supérieure, de préférence au premier bord d’attaque, et/ou à la voile inférieure, de préférence au deuxième bord d’attaque, de tourner selon une amplitude de rotation, de préférence non nulle, pilotable autour dudit deuxième axe de rotation vertical.
La présente invention permet de disposer d’une turbine dont les voiles, également appelées pales, sont portées par les gréements et disposent d’une géométrie variable relativement à la direction du fluide, par exemple du vent ou des courants marins. Ainsi la présente invention permet d’adapter l’angle d’attaque du gréement à la direction du fluide afin d’accroître le rendement de la turbine. Cela permet alors d’exploiter une plage dynamique de vitesses du fluide considéré.
La présente invention permet au système de gréement d’être propulsif en remontant au vent au lieu d’être un fardeau comme sur les systèmes à pales fixes de l’art antérieur. De plus le pilotage de l’orientation du système de gréement permet au profil d’aile de toujours être optimal sur chaque degré de la rotation du rotor.
La présente invention concerne également un procédé de gestion d’une turbine à axe de rotation vertical selon la revendication précédente dans laquelle le système de gestion électronique comprend au moins un capteur de vitesse du fluide et/ou de rotation du rotor et/ou de la tension électrique en sortie d’au moins un générateur de courant électrique de la turbine, le procédé comprenant au moins les étapes suivantes :
o Mesure de la vitesse du fluide et/ou de la vitesse de rotation du rotor et/ou de la tension électrique en sortie du générateur ;
o Si la mesure de la vitesse du fluide et/ou de la vitesse du rotor et/ou de la tension électrique en sortie du générateur est inférieure à une première valeur prédéterminée : augmentation de la tension du câble d’ajustement et/ou d’orientation par respectivement le dispositif moteur d’ajustement et/ou d’orientation géré par le système de gestion électronique ;
o Si la mesure de la vitesse du fluide et/ou la vitesse du rotor et/ou de la tension électrique en sortie du générateur est supérieure à une deuxième valeur prédéterminée : réduction de la tension du câble d’ajustement et/ou d’orientation par respectivement le dispositif moteur d’ajustement et/ou d’orientation géré par le système de gestion électronique ;
o De préférence, si la mesure de la vitesse du fluide et/ou la vitesse du rotor et/ou de la tension électrique en sortie du générateur est supérieure à une troisième valeur prédéterminée : arrêt, de préférence d’urgence, de la turbine comprenant le repliement de la voile supérieure et/ou inférieure et de préférence le freinage de la rotation du rotor.
La présente invention concerne enfin une double turbine comprenant une première turbine selon la présente invention et une deuxième turbine selon la présente invention, la première turbine étant de préférence une éolienne et étant immergée en partie au moins dans l’air et la deuxième turbine étant de préférence une hydrolienne et étant immergée en partie au moins dans de l’eau, le socle de la première turbine et le socle de la deuxième turbine étant mécaniquement solidaires, de préférence formant un seul et unique socle. Cela permet d’exploiter l’énergie du vent et l’énergie des courants aquatiques en même temps.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
Les buts, objets, ainsi que les caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront mieux de la description détaillée d’un mode de réalisation de cette dernière qui est illustré par les dessins d’accompagnement suivants dans lesquels :
- La figure 1 illustre une vue du dessus d’une turbine selon un mode de réalisation de la présente invention.
- La figure 2 illustre une vue de profil d’une turbine selon un mode de réalisation de la présente invention.
- La figure 3 illustre une vue du dessus d’une turbine selon un mode de réalisation de la présente invention dont un des bras est en position abaissé.
- La figure 4 illustre une vue schématique de profil et en coupe de la structure centrale d’une partie d’une turbine selon un mode de réalisation de la présente invention.
- Les figures 5 à 7 illustrent des vues d’un système de gréement selon un mode de réalisation de la présente invention.
- La figure 8 illustre une vue schématique en coupe et de profil d’un système de traction des mâts selon un mode de réalisation de la présente invention.
- La figure 9 illustre une vue schématique en coupe et de dessus d’un système d’orientation du système de gréement selon un mode de réalisation de la présente invention.
- La figure 10 représente une vue d’un système d’inclinaison du système de gréement selon un mode de réalisation.
- La figure 11 représente une vue d’un système de gréement selon un mode de réalisation de la présente invention.
- La figure 12 représente une vue en coupe et de profil d’un système de gréement selon un mode de réalisation de la présente invention.
- La figure 13 illustre une vue en coupe de l’extrémité distale d’un mât supérieur selon un mode de réalisation de la présente invention.
- La figure 14 illustre une vue éclatée d’un boîtier de transmission selon un mode de réalisation de la présente invention.
- La figure 15 illustre une vue de l’intérieur d’un boîtier de transmission selon un mode de réalisation de la présente invention.
- La figure 16 représente une vue schématique et en coupe du rotor d’une turbine selon un mode de réalisation de la présente invention.
- La figure 17 illustre une vue schématique, en coupe et de profil du système de levage d’une turbine selon un mode de réalisation de la présente invention.
- La figure 18 illustre le couplage mécanique entre un bras et le rotor d’une turbine selon un mode de réalisation de la présente invention.
- La figure 19 illustre un dispositif d’inclinaison du système de gréement d’une turbine selon un mode de réalisation de la présente invention.
Les dessins joints sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l’invention. Ces dessins sont des représentations schématiques et ne sont pas nécessairement à l’échelle de l’application pratique.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION
Sauf indication spécifique du contraire, des caractéristiques techniques décrites en détail pour un mode de réalisation donné peuvent être combinées aux caractéristiques techniques décrites dans le contexte d’autres modes de réalisation décrits à titre exemplaire et non limitatif.
Dans la description qui suit, des numéros de référence similaires seront utilisés pour décrire des concepts similaires à travers des modes de réalisation différents de l’invention.
Avant d’entamer une revue détaillée de modes de réalisation de l’invention, sont énoncées ci-après des caractéristiques optionnelles qui peuvent éventuellement être utilisées en association ou alternativement :
- Avantageusement, le système de gréement comprend une deuxième borne comprenant une extrémité proximale et une extrémité distale relativement au bras porteur, la première borne étant configurée pour tourner selon au moins le deuxième axe de rotation vertical relativement au bras porteur, et étant configurée pour maintenir au moins en partie la voile supérieure et étant mécaniquement couplée avec la voile supérieure et le mât supérieur, et la deuxième borne étant configurée pour tourner selon au moins le deuxième axe de rotation vertical relativement au bras porteur, et étant configurée pour maintenir au moins en partie la voile inférieure et étant mécaniquement couplée avec la voile inférieure et le mât inférieur.
- Avantageusement, le mât supérieur est verticalement situé au-dessus du mât inférieur, de préférence le barycentre du mât inférieur est situé au-dessous du barycentre du mât supérieur.
- Avantageusement, le système de gréement comprend une deuxième bôme comprenant une extrémité proximale et une extrémité distale relativement au bras porteur, la première bôme étant configurée pour porter au moins en partie la voile supérieure et étant mécaniquement couplé avec le mât supérieur et la deuxième bôme étant configurée pour porter au moins en partie la voile inférieure et étant mécaniquement couplé avec le mât inférieur.
Cela permet de disposer d’un double gréement, augmentant dès lors la surface utile du gréement simple.
Cela permet d’exploiter plus de surface pour la capture du fluide en mouvement.
- Avantageusement, le système d’orientation comprend :
o au moins un pivot vertical s’étendant selon ledit deuxième axe de rotation vertical ;
o au moins un câble d’orientation présentant une première extrémité solidaire d’au moins un élément de rappel et une deuxième extrémité solidaire d’un dispositif moteur d’orientation ;
o au moins un support dudit câble d’orientation.
De sorte que l’amplitude de rotation du système de gréement selon le pivot vertical autour du deuxième axe de rotation vertical soit une fonction de la tension mécanique appliquée par le dispositif moteur d’orientation sur ledit câble d’orientation.
Cela permet l’ajustement de l’angle d’attaque des voiles relativement à la direction du fluide.
Cela permet à la turbine de fonctionner en présence d’une gamme de vitesse de vent relativement large.
- Avantageusement, l’élément de rappel est solidaire du rotor et/ou du bras porteur et le dispositif moteur d’orientation est solidaire du système de gréement.
Selon un autre un mode de réalisation, l’élément de rappel est solidaire du système de gréement et le dispositif moteur d’orientation est solidaire du rotor et/ou du bras porteur.
- Avantageusement, le câble d’orientation est solidaire d’un point de levier mobile porté par le support dudit câble d’orientation et étant mobile en translation relativement audit support.
- Avantageusement, le dispositif moteur d’orientation est pris parmi au moins : un vérin, un moteur électrique, un ressort.
- Avantageusement, la première borne comprend une extrémité proximale et une extrémité distale relativement au bras porteur, et dans laquelle le dispositif d’orientation comprend :
o au moins un pivot vertical s’étendant selon ledit deuxième axe de rotation vertical ;
o au moins un câble d’ajustement présentant une première extrémité solidaire d’au moins un dispositif moteur d’ajustement disposé au niveau dudit rotor et une deuxième extrémité solidaire de l’extrémité distale de la première borne ;
o au moins un support dudit câble d’ajustement.
De sorte que l’amplitude de rotation de la première borne selon le pivot vertical autour du deuxième axe de rotation soit une fonction de la tension mécanique appliquée par le dispositif moteur d’ajustement sur ledit câble d’ajustement.
Cela permet l’ajustement de l’angle d’attaque des voiles relativement à la direction du fluide.
Cela permet à la turbine de fonctionner en présence d’une gamme de vitesse de vent relativement large.
Cela permet de modifier la tension mécanique de la surface de la ou des voiles.
- Avantageusement, la deuxième extrémité du câble d’ajustement est solidaire de l’extrémité distale de la deuxième borne.
- Avantageusement, la deuxième extrémité du câble d’ajustement est solidaire de l’extrémité distale de la première borne et de l’extrémité distale de la deuxième borne au travers d’au moins un câble d’ajustement additionnel dont la première extrémité est solidaire de l’extrémité distale de la première borne et dont la deuxième extrémité est solidaire de l’extrémité distale de la deuxième borne.
- Avantageusement, le système de gréement comprend au moins un rail de guidage configuré pour guider l’extrémité distale de la première borne et l’extrémité distale de la deuxième borne, de préférence selon un mouvement de glissement dans un plan vertical.
Cela permet de modifier la tension mécanique de la surface de la ou des voiles.
- Avantageusement, l’extrémité distale de la première borne et l’extrémité distale de la deuxième borne sont configurées pour se rapprocher l’une de l’autre lorsqu’une tension mécanique est appliquée au câble d’ajustement par le dispositif moteur d’ajustement.
Cela permet de modifier la tension mécanique de la surface de la ou des voiles.
- Avantageusement, le dispositif moteur d’ajustement est pris parmi au moins : un vérin, un moteur électrique, un ressort.
- Avantageusement, le câble d’ajustement est guidé entre sa première extrémité et sa deuxième extrémité par au moins un galet de guidage.
- Avantageusement, au moins l’un parmi le mât supérieur et le mât inférieur comprend un pivot horizontal et dans laquelle le système de gréement comprend un système de traction dudit mât comprenant au moins :
o Un dispositif moteur de traction ;
o Un hauban ;
De sorte que l’application d’une tension mécanique au niveau du hauban par le dispositif moteur de traction entraîne un mouvement de rotation dudit mât autour du pivot horizontal.
Cela permet de modifier la tension mécanique de la surface de la ou des voiles.
- Avantageusement, le hauban est mouflé. Cela permet d’utiliser des générateurs de force motrice de faible de faible puissance. En particulier cela permet d’utiliser un dispositif moteur de traction de faible puissance.
- Avantageusement, le système de gréement comprend au moins un hauban supérieur et au moins un hauban inférieur, le hauban supérieur étant solidaire d’une partie au moins du mât supérieur et du dispositif moteur de traction, le hauban inférieur étant solidaire d’une partie au moins du mât inférieur et du dispositif moteur de traction, et dans laquelle le mât supérieur et le mât inférieur comprennent chacun au moins un pivot horizontal, et dans laquelle l’application d’une tension mécanique au niveau du hauban supérieur et du hauban inférieur par le dispositif moteur de traction entraîne un mouvement de rotation du mât supérieur et du mât inférieur autour de leur pivot horizontal respectif.
Cela permet de modifier la tension mécanique de la surface de la ou des voiles.
- Avantageusement, le système de gréement comprend au moins un boîtier de transmission comprenant :
o Au moins un dispositif moteur de déploiement comprenant un arbre de transmission ;
o Au moins une drisse supérieure solidaire à l’une de ses extrémités de la voile supérieure ;
o Au moins une drisse inférieure solidaire à l’une de ses extrémités de la voile inférieure ;
o Au moins un tambour de treuil, de préférence conique, étant solidaire de l’autre extrémité de la drisse supérieure et/ou de l’autre extrémité de la drisse inférieure et étant mécaniquement couplé avec la première bôme et avec l’arbre de transmission de sorte à ce que :
la rotation de l’arbre de transmission dans un premier sens de rotation entraîne la rotation de la première bôme autour de son axe d’extension principale et l’enroulement de la drisse supérieure et de la drisse inférieure autour du tambour de treuil permettant le déploiement respectivement de la voile supérieure et de la voile inférieure ; et à ce que :
la rotation de l’arbre de transmission dans un deuxième sens de rotation, différent du premier sens de rotation, entraîne la rotation de la première bôme autour de son axe d’extension principale et le déroulement de la drisse supérieure et de la drisse inférieure autour du tambour de treuil permettant le repliement respectivement de la voile supérieure et de la voile inférieure.
- Avantageusement, le système de gréement comprend au moins un boîtier de transmission comprenant :
o Au moins un dispositif moteur de déploiement comprenant un arbre de transmission ;
o Au moins une drisse supérieure solidaire à l’une de ses extrémités de la voile supérieure ;
o Au moins une drisse inférieure solidaire à l’une de ses extrémités de la voile inférieure ;
o Au moins un tambour de treuil supérieur, de préférence conique, étant solidaire de l’autre extrémité de la drisse supérieure et mécaniquement couplé avec la première bôme et avec l’arbre de transmission ;
o Au moins un tambour de treuil inférieur, de préférence conique, étant solidaire de l’autre extrémité de la drisse inférieure et mécaniquement couplé avec la deuxième bôme et avec l’arbre de transmission ;
o De sorte à ce que :
la rotation de l’arbre de transmission dans un premier sens de rotation entraîne la rotation de la première bôme autour de son axe d’extension principale et de la deuxième bôme autour de son axe d’extension principale et entraîne l’enroulement de la drisse supérieure autour du tambour de treuil supérieur permettant le déploiement de la voile supérieure et l’enroulement de la drisse inférieure autour du tambour de treuil inférieur permettant le déploiement de la voile inférieure ; et à ce que :
la rotation de l’arbre de transmission dans un deuxième sens de rotation, différent du premier sens de rotation, entraîne la rotation de la première bôme autour de son axe d’extension principale et la rotation de la deuxième bôme autour de son axe d’extension principale et entraîne le déroulement de la drisse supérieure autour du tambour de treuil supérieur permettant le repliement de la voile supérieure autour de la première bôme et entraîne le déroulement de la drisse inférieure autour du tambour de treuil inférieur permettant le repliement de la voile inférieure autour de la deuxième bôme.
- Avantageusement, la turbine comprend au moins un dispositif d’inclinaison d’au moins un système de gréement configuré pour incliner le système de gréement dans un plan vertical, de préférence de sorte à pouvoir disposer le mât supérieur et le mât inférieur dans un plan horizontal.
Cela permet de positionner les bras au sol pour des questions de sécurité en cas de conditions climatiques extrêmes ou pour des questions d’entretien.
- Avantageusement, le dispositif d’inclinaison comprend au moins :
o Un axe d’inclinaison horizontal ;
o Un dispositif de verrouillage configuré pour permettre le verrouillage et le déverrouillage d’un mouvement d’inclinaison du système de gréement autour de l’axe d’inclinaison horizontal.
- Avantageusement, le dispositif de verrouillage comprend au moins :
o Un câble de déverrouillage permettant l’inclinaison ;
o Une clavette solidaire du câble d’inclinaison ;
o Un ressort solidaire de la clavette ;
De sorte que la clavette soit maintenue dans une position de verrouillage par le ressort et que l’application d’une tension mécanique sur le câble de d’inclinaison entraîne le basculement de la clavette de la position de verrouillage à une position de déverrouillage.
Cela permet de piloter le passage d’une position verticale à une position horizontale du système de gréement pour permettre les opérations de maintenance et de montage.
- Avantageusement, la turbine comprend au moins un système de levage configuré pour permettre le levage et/ou l’abaissement du bras porteur et de préférence du système de gréement.
Cela permet le montage et le démontage aisé du système de gréement sans recours à une machinerie externe à celle de la turbine.
- Avantageusement, le système de levage est intégré à la turbine.
- Avantageusement la turbine peut comprendre une éolienne et/ou une hydrolienne.
- Avantageusement, le système de levage comprend au moins :
o Un treuil de levage, de préférence disposé au-dessus du rotor ;
o Un câble de levage comprenant une première extrémité solidaire du treuil de levage et une deuxième extrémité solidaire du bras porteur.
- Avantageusement, la turbine comprend au moins un système de pilotage comprenant au moins:
o Un système de gestion électronique ;
o Un dispositif moteur d’orientation de la tension d’un câble d’orientation configuré pour ajuster l’amplitude de rotation du système de gréement selon au moins un pivot vertical autour du deuxième axe de rotation, le dispositif moteur d’orientation étant géré par le dispositif de gestion électronique.
- Avantageusement, la turbine comprend au moins un système de pilotage comprenant au moins :
o Un système de gestion électronique ;
o Un dispositif moteur d’ajustement de la tension d’un câble d’ajustement de l’amplitude de rotation d’au moins une borne selon au moins un pivot vertical autour du deuxième axe de rotation, le dispositif moteur d’ajustement étant géré par le dispositif de gestion électronique.
- Avantageusement, la turbine comprend au moins deux bras porteurs, chacun portant au moins un système de gréement.
La présente invention a pour objet une turbine dont l’axe de rotation est vertical relativement à l’horizon. La présente invention trouve pour domaine d’application la production d’énergie à partie d’au moins un fluide en mouvement. Ce fluide peut, comme discuté par la suite, être par exemple du vent ou encore des courants marins. En effet, la présente invention peut être appliquée à la production d’énergie électrique et/ou mécanique à partir du vent, mais également à partir de type de fluide en mouvement, comme par exemple un courant marin ou l’écoulement d’une rivière. Selon ce dernier cas, la présente invention est en partie au moins immergée dans de l’eau.
On notera que le terme « turbine » peut englober aussi bien une éolienne qu’une hydrolienne.
De manière plus générale, une turbine est un système mécanique comprenant un rotor muni d’éléments mobiles sur lesquels un fluide est destiné à s’écouler pour entraîner le rotor. Les éléments mobiles peuvent être des éléments rigides comme des pales ou des ailes ou souples comme des voiles souples pouvant être associés à des renforts rigides tels que des lattes par exemple ou encore des voiles semi-rigides.
Une turbine peut par exemple être coupée mécaniquement avec un alternateur pour produire de l’électricité. Alternativement, une turbine peut ne pas comprendre d’alternateur.
La présente invention concerne avantageusement une turbine à axe de rotation vertical comprenant au moins un socle et au moins un rotor couplé en rotation avec le socle autour d’un premier axe de rotation vertical. De préférence, le rotor est monté en rotation sur le socle, de manière non limitative par rapport à une direction verticale, de sorte que le socle peut être disposé au-dessous comme au-dessus du rotor selon une direction verticale.
Ainsi, la présente invention propose par exemple une turbine à axe de rotation vertical comportant une structure rotative. Cette structure rotative est de préférence dynamique et semi-rigide. Cette structure rotative est avantageusement pourvue de bras. De préférence ces bras sont indépendants et non reliés entre eux. Ces bras peuvent être équipés de pales. Ces pales sont avantageusement souples et présentent une surface variable. Cette surface variable est configurée pour favoriser le rendement énergétique et permettre la rotation de la structure rotative sous toutes les vitesses de vent ou plus généralement toutes les vitesses du fluide dans lequel la turbine est en partie au moins immergée. Ces pales peuvent avantageusement comprendre des voiles, de préférence souples.
La présente invention concerne également une turbine à axe de rotation vertical dont la structure est configurée pour être montée et/ou entretenue sans l’utilisation de machine de levage externe. Avantageusement, la turbine présente une structure comprenant un système de levage intégré permettant de lever et également d’abaisser les bras au sol, de préférence les gréements, pour effectuer sur eux toute maintenance.
Cela permet entre autres que les opérations de maintenance soient facilitées et non périlleuses et ainsi de ne pas nécessiter que leur exécution soit réalisée par des équipes spécialisées, par exemple dans les travaux acrobatiques de grande hauteur. En effet, la présente invention permet d’amener au sol les pièces de la turbine qui nécessitent les plus fréquentes opérations de maintenance.
Ainsi de manière astucieuse, la présente invention comprend un dispositif de manutention avantageux permettant sa construction et/ou son entretien de manière simple. Ce dispositif sera décrit par la suite.
De manière particulièrement avantageuse, la présente invention comprend une structure permettant son implantation et sa pérennité dans des milieux sujets aux tempêtes, cyclones, ouragans, tornades, vents supérieurs à trois cents kilomètreheure. En effet, l’aptitude de la présente invention à abaisser ses bras au sol et à les y arrimer en un laps de temps sensiblement court relativement aux annonces de phénomènes climatiques intenses.
Selon un mode de réalisation, les bras peuvent être escamotables afin d’être rétractés rapidement et simplement au besoin.
De manière avantageuse, la quantité de béton armé étant réduite, voire nulle, pour le montage de la présente invention, cela permet de limiter l’empreinte carbone de l’installation et en particulier celle du génie civil. En effet, comme présenté par la suite, seules les fondations de la turbine comprennent selon un mode de réalisation du béton armé.
Selon un autre mode de réalisation préféré, les fondations comprennent des pieds enterrés dans le sol.
Selon un mode de réalisation, la présente invention présente un système de pilotage configuré pour assurer le réglage et le pilotage des gréements afin d’adapter leur configuration en fonction des caractéristiques du fluide considéré (force, direction, ...). Cette configuration concerne la surface de surface des pales, l’angle d’attaque des pales relativement au fluide, la tension appliquée sur les pales souples, etc...
Ainsi, de manière particulièrement avantageuse, et telle que cela sera décrit par la suite au travers des figures, la présente invention permet un ajustement automatique de ses pales de sorte à maximiser la collecte d’énergie à partir d’un fluide en mouvement dans lequel elle est en partie au moins immergée.
La figure 1 représente une turbine 1000 à axe de rotation vertical selon un mode de réalisation de la présente invention vue du dessus, selon son axe de rotation.
De manière avantageuse, cette turbine 1000 comprend au moins un bras 1200, et de préférence au moins 3 bras 1200a, 1200b et 1200c. Ces 3 bras sont avantageusement disposés de manière à se répartir uniformément autour de l’axe de rotation vertical 1341.
Ces bras 1200a, 1200b et 1200c sont mécaniquement solidaires d’un rotor 1340 au niveau de leur extrémité proximale. Ces bras 1200a, 1200b et 1200c s’étendent de préférence selon une direction d’extension s’étendant depuis le rotor 1340 selon un angle non nul relativement à l’axe de rotation vertical 1341.
A titre d’exemple, cet angle peut être compris entre 0° et 180°, de préférence entre 10° et 90° et avantageusement entre 35° et 50°.
Cette direction d’extension des bras 1200a, 1200b et 1200c permet en cas de forte rafale d’éviter le choc mécanique des bras 1200a, 1200b et 1200c sur le rotor 1340. En effet, la présente invention permet un déplacement des bras 1200a, 1200b et 1200c selon une direction verticale, autrement dit, les bras 1200a, 1200b et 1200c peuvent se soulever en cas de forte rafale.
Comme cela sera décrit par la suite, ces bras 1200a, 1200b et 1200c sont avantageusement configurés pour être inclinés vers le bas afin que des interventions d’installation ou d’entretien puissent être menées depuis le sol par exemple.
Avantageusement, chaque bras 1200a, 1200b et 1200c peut être solidarisé au sol si nécessaire. De préférence, chaque bras 1200a, 1200b et 1200c peut être escamotable afin de permettre leur rétractation ou leur déploiement de manière simple et rapide.
Selon un mode de réalisation préféré, chaque bras 1200a, 1200b et 1200c porte au moins un système de gréement 1100a, 1100b et 1100c à son extrémité distale. Ces systèmes de gréement 1100a, 1100b et 1100c sont configurés pour supporter au moins une voile 1114, 1124 ou une pale destinée à former une surface de contact avec le fluide dans lequel sont immergés les systèmes de gréement 1100a, 1100b et 1100c. Il peut s’agir par exemple du vent ou bien de l’eau à titre non limitatif.
Avantageusement, et tel que décrit par la suite, chaque système de gréement 1100a, 1100b et 1100c peut comprendre un système d’orientation 1170a, 1170b et 1170c permettant le pilotage de l’orientation d’une partie au moins de chaque système de gréement par rapport à la direction du fluide dans lequel le système de gréement considéré est en partie au moins immergé.
De préférence, chaque système d’orientation 1170a, 1170b et 1170c permet d’orienter le bord d’attaque respectivement d’au moins une voile, de préférence des voiles, de chaque système de gréement 1100a, 1100b et 1100c par rapport à la direction d’écoulement du fluide, par exemple du vent, dans lequel sont immergées en partie au moins les voiles 1114 et 1124 de chaque système de gréement 1100a, 1100b et 1100c.
Selon un mode de réalisation non limitatif, chaque système d’orientation 1170a, 1170b et 1170c permet d’orienter le bord de fuite respectivement d’au moins une voile, de préférence des voiles, de chaque système de gréement 1100a, 1100b et 1100c par rapport à la direction d’écoulement du fluide, par exemple du vent, dans lequel sont immergées en partie au moins les voiles 1114 et 1124 de chaque système de gréement 1100a, 1100b et 1100c.
La figure 2 illustre une vue de profil d’une turbine 1000 selon la mode de réalisation de la figure 1. On notera que la turbine 1000 comprend des pieds 1320 supportant une structure centrale 1330, un rotor 1340 et enfin un système de levage 1360. Sur cette figure, l’axe de rotation vertical 1341 de la turbine 1000 est également représenté.
Selon un mode de réalisation, chaque système de gréement 1100a, 1100b et 1100c comprend un double gréement. En effet, chaque système de gréement 1100a, 1100b et 1100c comprend un gréement supérieur 1110 et un gréement inférieur 1120 qui seront décrits plus précisément par la suite.
De préférence, chaque système de gréement 1100a, 1100b et 1100c comprend un mât supérieur 1111 et un mât inférieur 1121, ainsi qu’une voile supérieure 1114 et une voile inférieure 1124.
Selon un mode de réalisation, chaque système de gréement 1100a, 1100b et 1100c comprend au moins une borne 1132 commune à la voile supérieure 1114 et à la voile inférieure 1124.
Selon un autre mode de réalisation, chaque système de gréement 1100a, 1100b et 1100c comprend une borne supérieure 1113 supportant en partie au moins la voile supérieure 1114, et une borne inférieure 1123 supportant en partie au moins la voile inférieure 1124.
De préférence, chaque système de gréement 1100a, 1100b et 1100c comprend au moins une drisse 1147, 1111d et 1121d pour chaque voile 1114, 1124 permettant son hissage. De manière astucieuse, la ou les bornes 1132, 1113 et 1123 sont configurées pour être mobiles au moins en rotation autour de leur axe d’extension principal de sorte à permettre l’enroulement et le déroulement d’une ou de plusieurs voiles 1114, 1124.
Selon un mode de réalisation décrit par la suite, chaque système de gréement 1100a, 1100b et 1100c comprend au moins un hauban 1167 pour chaque mât 1111, 1121. De manière astucieuse, chaque hauban 1167 peut être mis sous tension mécanique de sorte à déplacer relativement à au moins un pivot horizontal 1166, au moins un mât 1111, 1121 de sorte à modifier la tension de voile 1114, 1124.
Selon un mode de réalisation, compatible en outre avec le précédent, chaque bôme 1132, 1113 et 1123 est mécaniquement reliée à au moins un dispositif moteur de d’ajustement 1135 disposé au niveau du rotor 1340, de préférence par l’intermédiaire d’au moins un câble d’ajustement 1133. L’application d’une tension mécanique sur ce câble d’ajustement 1133 permet de modifier la tension de la ou des voiles 1114, 1124 portées par ladite bôme 1113, 1123. Selon un mode de réalisation avantageux, un même câble d’ajustement 1133 peut être solidaire d’une bôme inférieure 1123 et d’une bôme supérieure 1113, de préférence d’un même système de gréement 1100, 1100a, 1100b, 1100c.
La figure 3 représente un exemple de positionnement du troisième bras 1200c et du troisième système de gréement 1100c en position de manutention et/ou de sécurité, c’est-à-dire couché afin de permettre à un utilisateur de travailler sur cette partie de la turbine 1000 sans nécessiter l’utilisation d’une grue par exemple.
En effet, tel que décrit ci-après, la turbine 1000 selon la présente invention et en particulier selon un mode de réalisation préféré comprend, un treuil de levage 1362 mécaniquement relié à chaque bras 1200a, 1200b et 1200c, de préférence par l’intermédiaire d’au moins une poulie de levage 1361 disposée avantageusement audessus du rotor 1340, permettant d’abaisser et de relever chaque bras 1200a, 1200b et 1200c pour permettre leur installation, leur entretient ou encore leur solidarisation avec le sol en cas de conditions climatiques violentes.
La figure 4 représente une vue schématique de profil et en coupe d’une partie d’une turbine 1000 à axe de rotation vertical selon un mode de réalisation de la présente invention. Sur cette figure, on remarque que les pieds 1320 de la turbine 1000 sont solidarisés au niveau du sol par des fondations 1310, de préférence en béton armé, selon un mode de réalisation.
Selon un autre mode de réalisation non illustré, les pieds 1320 peuvent reposer sur une plateforme flottante.
Les pieds 1320 supportent la structure centrale 1330. Cette structure centrale 1330 comprend, selon un mode de réalisation, un système d’utilisation de l’énergie cinétique capturée pouvant comprendre, entre autres, un générateur 1332 de courant électrique convertissant la rotation d’un axe d’entraînement 1332a en courant électrique. Cet axe d’entraînement 1332a est entraîné en rotation par la rotation du rotor 1340 via au moins un d’entraînement 1331 de type engrenage, courroies, chaînes, etc.
Les figures 5 à 7 représentent un système de gréement 1100 selon la présente invention. Le système de gréement 1100 selon ce mode de réalisation comprend un pivot vertical 1172 permettant l’orientation du système de gréement selon un axe vertical relativement au bras porteur 1200 le supportant. Ainsi, de manière préférée et astucieuse, le système de gréement 1100 comprend un dispositif d’orientation 1170. Ce dispositif d’orientation 1170 sera décrit en détail au travers des figures 9 et 11 ciaprès.
Sur les figures 5 à 7, on note que le système de gréement 1100 comprend un boîtier de transmission 1140 décrit ci-après au travers des figures 14 et 15, un carter 1130 s’étendant depuis le boîtier de transmission 1140 vers l’arrière du système de gréement 1100, un mât supérieur 1111, un mât inférieur 1121 et un axe d’inclinaison horizontal 1151.
L’axe d’inclinaison horizontal 1151 permet avantageusement l’inclinaison vers l’avant ou vers l’arrière du système de gréement 1100 relativement au bras porteur 1200 le supportant. Cet axe d’inclinaison horizontal 1151 est particulièrement sollicité lors d’opération de manutention ou d’entretien du système de gréement 1100.
Comme décrit par la suite, le système de gréement 1100 comprend avantageusement un système de levage 1360 comprenant un dispositif de verrouillage et de déverrouillage de l’inclinaison du système de gréement relativement à l’axe d’inclinaison horizontal 1151.
Le carter 1130 comprend avantageusement une ou deux bornes 1132, 1113, 1123 mécaniquement couplées à au boîtier de transmission 1140 de sorte à permettre sa ou leur mise en rotation au moyen par exemple d’un ou de plusieurs dispositifs moteurs 1141.
Sur les figures 5 à 7 chaque mât 1111, 1121 comprend un pivot horizontal 1166a et 1166b. Le mât supérieur 1111 comprend ainsi un pivot horizontal supérieur 1166a le couplant mécaniquement au boîtier de transmission 1140. Ce pivot horizontal supérieur 1166a s’étend selon un axe horizontal et permet le pivotement du mât supérieur 1111.
A titre d’exemple non limitatif, l’amplitude angulaire de pivotement de chaque mât 1111, 1121 selon son pivot horizontal 1166a, 1166b relativement à l’axe de rotation vertical 1341 est compris entre -90° et +90°, de préférence entre -75 et +75 et avantageusement et entre -40° et +40°.
Ce pivotement est rendu possible par l’utilisation d’un dispositif moteur de traction 1161 permettant la mise en tension mécanique d’un hauban 1167, 1167a, 1167b solidaire d’une extrémité distale dudit mât 1111, 1121. Ainsi, sur ces figures, le dispositif moteur de traction 1161 est configuré pour appliquer une tension sur un hauban 1167a, 1167b par l’intermédiaire d’une poulie primaire 1164, 1164a, 1164b et d’une poulie secondaire 1165, 1165a, 1165b.
Enfin, on remarquera sur cette figure le support du câble d’orientation permettant de piloter l’orientation du système de gréement 1100 relativement audit bras porteur 1200 autour du pivot vertical 1172 en pilotant la tension mécanique appliquée audit câble d’orientation.
La figure 8 représente une vue en coupe et schématique d’un système de gréement selon le mode de réalisation des figures 5 à 7. Sur cette figure, on notera que le système de mise en tension du mât, autrement appelé système de traction du mât 1160, comprend un dispositif moteur de traction 1161 actionnant une vis sans fin 1162 comprenant un curseur 1163. Cela permet dès lors de déplacer le curseur 1163 le long de ladite visse sans fin 1162.
Le curseur 1163 est mécaniquement solidaire d’un hauban supérieur 1167a et d’un hauban inférieur 1167b. Son déplacement applique ainsi une tension mécanique sur lesdits haubans 1167a et 1167b afin de tirer sur respectivement le mât supérieur 1111 et le mât inférieur 1121 afin d’augmenter la tension mécanique appliquée sur respectivement la voile supérieure 1114 et la voile inférieure 1124.
De manière préférée, mais non limitative, la force appliquée aux haubans supérieurs 1167a et inférieur 1167b est appliquée respectivement sur le mât supérieur 1111 et inférieur 1121 par l’utilisation de deux poulies primaires 1164, respectivement une poulie primaire supérieure 1164a et une poulie primaire inférieure 1164b, et de deux poulies secondaires 1165, respectivement une poulie secondaire supérieure 1165a et une poulie secondaire inférieure 1165b.
La figure 9 représente une vue en coupe et de dessus d’un système de gréement 1100 selon un mode de réalisation de la présente invention. Sur cette figure, le système de gréement 1100 est pivoté selon le pivot vertical 1172 relativement au bras porteur 1200 le supportant.
Selon ce mode de réalisation, le système d’orientation 1170 du système de gréement 1100 comprend un câble d’orientation 1173. Ce câble d’orientation 1173 comprend une première partie 1173a et une deuxième partie 1173b.
Selon le mode de réalisation illustré par cette figure, la première partie 1173a est solidaire d’un élément de rappel 1177 fixé au bras porteur 1200 et d’un point de levier 1176 situé au niveau du support 1174 du câble d’orientation 1173.
De manière avantageuse, ce point de levier 1176 est mobile en translation le long d’une partie au moins de ce support 1174.
Selon ce mode de réalisation, la deuxième partie 1173b dudit câble d’orientation 1173 est mécaniquement solidaire dudit point de lever 1176 et d’un dispositif moteur d’orientation 1171 porté de préférence par le système de gréement 1100.
Selon un autre mode de réalisation, le dispositif moteur d’orientation peut être porté par le bras porteur 1200 ou encore par le rotor 1340, et l’élément de rappel 1177 peut alors être porté en partie au moins par le système de gréement 1100.
Lorsque l’on souhaite réduire l’amplitude d’orientation du système de gréement 1100, il suffit d’appliquer une tension mécanique sur la deuxième partie 1173b du câble d’orientation 1173 qui va dès lors déplacer le point de levier 1176 et appliquer à son tour une tension mécanique sur la première partie 1173a du câble d’orientation 1173.
Avantageusement, le déplacement du point de levier 1176 permet de modifier l’intensité de la force nécessaire à l’orientation du système de gréement 1100.
A l’inverse, en réduisant la tension mécanique appliquée dudit câble d’orientation, l’amplitude d’orientation du système de gréement 1100 augmente.
Cela permet d’ajuster l’angle d’attaque de la surface représentée par la ou les voiles 1114, 1124 relativement à la direction de déplacement du fluide dans lequel le système de gréement 1100 est en partie au moins immergé. Cela permet alors d’exploiter le déplacement dudit fluide sur des plages d’intensités très larges. En effet, prenons l’exemple du vent, que celui-ci soit fort ou non, la présente invention permet d’optimiser la géométrie et le positionnement des voiles 1114, 1124 afin d’exploiter ce vent et ainsi de générer de l’énergie électrique et/ou de l’énergie mécanique.
La présente invention permet d’adapter la voilure de la turbine 1000 et son orientation relativement à l’intensité du vent ou de l’eau par exemple afin qu’en cas de fort vent ou de faible vent, la turbine 1000 puisse tout de même tourner selon son axe de rotation vertical 1341.
Par exemple, plus la force du vent, ou de l’eau, sera forte et plus la tension mécanique appliquée au câble d’orientation 1173 sera forte. Et inversement, plus la force du vent ou de l’eau sera faible et plus la tension mécanique appliquée au câble d’orientation 1173 sera faible.
Sur la figure 9 on notera également la présence du dispositif moteur de traction 1161 permettant de pivoter les mâts 1111 et 1121 du système de gréement 1100, ainsi que le dispositif moteur de déploiement 1141 permettant la mise en rotation de la borne 1132 via un arbre d’entraînement 1142.
On retrouve sur la figure 10 certains des éléments décrits précédemment ainsi qu’en particulier le pivot vertical 1172 et l’axe d’inclinaison horizontal 1151.
Cette figure illustre un mode de réalisation, ainsi que les figures 11 et 12, dans lequel le système de gréement comprend une borne supérieure 1113 et une borne inférieure 1123.
On note sur cette figure la présence du dispositif moteur de déploiement 1141 solidaire du boîtier de transmission 1140.
Selon le mode de réalisation représenté, l’orientation du système de gréement 1100 peut être réalisée au moyen d’un câble d’ajustement 1133 traversant le support 1174 du câble d’orientation 1173 et étant solidaire des extrémités distales 1132b de chacune des deux bornes 1113 et 1123.
De préférence, une série de galets 1175 permettent le guidage dudit câble d’ajustement 1134 depuis un dispositif moteur d’ajustement 1135, par exemple un vérin 1351, logé dans le rotor 1340 jusqu’au niveau des bornes 1113 et 1123.
Sur la figure 11, On remarquera la présence d’un rail de guidage 1131 au niveau de l’extrémité distale du carter 1130. Ce rail de guidage 1131 est configuré pour guider le mouvement des bornes supérieure 1113 et inférieure 1123 afin d’ajuster la tension mécanique de surface des voiles respectivement supérieure 1114 et inférieure 1124.
Ainsi par exemple, selon le présent mode de réalisation, il est possible de coupler la tension mécanique de surface des voiles 1114, 1124 avec l’amplitude d’orientation du système de gréement 1100 de sorte qu’en augmentant la tension mécanique appliquée au câble d’ajustement 1133, cela ramène les bornes supérieure 1113 et inférieure 1123 vers le centre du rail de guidage 1131 et augmente ainsi la tension mécanique appliquée au niveau de la surface des voiles supérieure 1114 et inférieure 1124, en continuant à augmenter la tension mécanique appliquée au câble d’ajustement 1133 cela permet de faire pivoter une partie au moins du système de gréement 1100 selon le pivot vertical 1172.
Sur cette figure, et selon un mode de réalisation, sont représentés des anneaux 1153 entourant l’axe d’inclinaison horizontal 1151 de sorte à permettre l’inclinaison du système de gréement 1100 vers l’avant ou vers l’arrière relativement au bras porteur 1200.
Enfin sur cette figure, on notera la présence de support de hauban 1149 sous la forme de tiges s’étendant depuis le boîtier de transmission 1140 vers l’extérieur du système de gréement 1100.
La figure 12 représente une vue en coupe et de profil d’un système de gréement 1100 selon le mode de réalisation de la figure 11. On note sur cette figure le parcours du câble d’ajustement 1133 dans le système de gréement 1100 et dans le carter 1131 au travers d’une pluralité de galets de guidage 1175 jusqu’à l’extrémité distale de la bôme supérieure et/ou jusqu’à l’extrémité distale de la bôme inférieure.
Selon un mode de réalisation, ce câble d’ajustement 1133 peut être utilisé uniquement pour l’ajustement de la tension mécanique de la surface des voiles 1114 et 1124 ou bien également pour l’ajustement de l’amplitude d’orientation du système de gréement 1100 selon le pivot vertical 1172 relativement au bras porteur 1200 comme précédemment décrit.
De préférence, l’extrémité distale de chaque bôme 1113, 1123 comprend un système de roulement configuré pour la rendre mobile dans le rail de guidage 1131. Selon un mode de réalisation, ce système de roulement peut comprendre au moins une roulette de guidage. Ainsi sur la figure 12, l’extrémité distale de la bôme supérieure 1113 comprend une roulette de guidage 1113a configuré pour permettre le déplacement de la partie distale de la bôme supérieure 1113 dans le rail de guidage 1131.
De manière similaire, et selon un mode de réalisation, l’extrémité distale de la bôme inférieure 1123 peut également comprendre une roulette de guidage 1123a configuré pour permettre le déplacement de la partie distale de la bôme inférieure 1123 dans le rail de guidage 1131
La figure 13 représente l’extrémité distale 1111b d’un mât supérieur 1111 selon un mode de réalisation de la présente invention. La description et les caractéristiques techniques de ce mât supérieur 1111 peuvent s’appliquer mutatis mutandis à chaque mât supérieur et à chaque mât inférieur 1121.
De manière avantageuse, l’extrémité distale du mât supérieur 1111 comprend au moins une poulie de renvoi supérieure 1111e permettant à au moins une drisse supérieure 1111d d’être solidaire à l’une de ses extrémité d’une partie de la voile supérieure 1114, au niveau d’une attache de voile supérieure 1111g, et à l’autre extrémité d’un tambour de treuil 1146, 1115b, de préférence conique, disposé avantageusement dans le boîtier de transmission 1140, 1115.
De préférence, le mât supérieur 1111 comprend une glissière supérieure 1111c dans laquelle une réglette supérieure 1111h solidaire de la voile supérieure 1114 coulisse.
Avantageusement, l’extrémité distale 1111b du mât supérieur 1111 comprend un élément de compensation supérieur 1111f de préférence mécanique. Cet élément de compensation 1111f est configuré pour rattraper le jeu éventuel de la drisse supérieure 1111d de sorte à permettre le maintien d’une tension mécanique au niveau de la drisse supérieure 1111 d.
La figure 14 représente une vue éclatée d’un boîtier de transmission 1140 selon un mode de réalisation de la présente invention. Selon ce mode de réalisation, le boîtier de transmission 1140 comprend au moins un tambour de treuil 1146, de préférence un tambour de treuil supérieur 1115b et un tambour de treuil inférieur 1125b selon le mode de réalisation illustré.
Selon un mode de réalisation, le boîtier de transmission 1140 comprend un boîtier de transmission supérieur 1115 et un boîtier de transmission inférieur 1125.
Afin d’actionner en rotation le ou les tambours de treuil 1146, 1115b, 1125b, de préférence coniques, le boîtier de transmission 1140 comprend un dispositif moteur de déploiement 1141 comprenant et/ou étant couplé mécaniquement à un arbre de transmission 1142. Cet arbre de transmission 1142 entraîne en rotation une pluralité d’engrenages 1145, 1115a, 1125a mécaniquement couplé avec le ou les tambours de treuil 1146, 1115b, 1125b.
La figure 15 représente une vue de dessus d’un boîtier de transmission 1140 ouvert selon un mode de réalisation de la présente invention. On retrouve sur cette figure une pluralité d’engrenages 1145 configurés pour actionner en rotation le tambour de treuil 1146, de préférence conique.
Ce tambour de treuil 1146 présente un trou de fixation 1148 d’au moins une drisse 1147, 1111d, 1121d de sorte à permettre l’enroulement autour du tambour de treuil 1146 de la drisse 1147, 1111d, 1121 d lorsque la voile 1114, 1124 est hissée. La forme conique du tambour de treuil 1146 permet avantageusement de compenser l’épaisseur de la voile 1114, 1124 lorsque celle-ci est enroulée autour de la bôme 1132, 1113, 1123.
De préférence, la bôme 1132, 1113, 1123 est entraînée en rotation par l’arbre de transmission 1142 au moyen d’un élément de jonction, par exemple d’un joint cardan 1143.
Selon un mode de réalisation, le tambour de treuil 1146 entraîne en rotation la bôme 1113, 1123 au moyen d’un joint cardan 1143.
Selon la figure 15, un joint cardan 1143 est utilisé pour coupler mécaniquement le tambour de treuil 1146 à la bôme 1132, 1113, 1123. Cette bôme 1132, 1113, 1123 est solidarisée au boîtier de transmission 1140 en partie au moins par des supports de fixation 1144.
Selon un mode de réalisation préféré, le tambour de treuil 1146 est configuré pour tourner dans un premier sens de rotation et entraîne la ou les bornes 1132, 1113, 1123 en rotation selon un deuxième sens de rotation opposé au premier sens de rotation, par exemple au moyen d’un engrenage.
La figure 16 représente une vue en coupe et schématique du rotor 1340 d’une turbine 1000 à axe de rotation vertical selon un mode de réalisation de la présente invention.
Selon ce mode de réalisation, le rotor 1340 comprend de préférence un dispositif moteur d’ajustement 1135, de préférence comprenant un vérin hydraulique 1351 par exemple. Ce dispositif moteur d’ajustement 1135 est alimenté en air comprimé par un réservoir d’air comprimé 1352 de préférence logé également dans le rotor 1340.
Le rotor comprend également un système de gestion électronique 1356 configuré pour assurer le pilotage et la gestion de la turbine 1000, en particulier le pilotage de la tension mécanique appliquée aux câbles d’ajustement 1133 des bornes 1132, 1113, 1123 et/ou aux drisses 1147, 1111d, 1121d et/ou aux haubans 1167, 1167a, 1167b et/ou aux câbles d’orientation 1173.
En particulier, ce système de gestion électronique 1356 est configuré pour piloter la tension mécanique appliquée aux câbles d’ajustement 1133 des bornes 1132, 1113, 1123 par exemple en pilotant un moteur 1355 actionnant un compresseur 1354, par exemple d’air comprimé. Ce compresseur 1354 peut comprendre en sortie une électrovanne, de préférence réglable, 1353 géré par le système de gestion électronique 1356 de sorte à ajuster la force mécanique générée par le dispositif moteur d’ajustement 1135, 1351.
La présente invention concerne également un système de gestion électronique 1356 d’une turbine 1000 à axe de rotation vertical selon la présente invention. De manière particulièrement avantageuse, ce système de gestion électronique 1356 utilise les nombreux degrés de liberté que comprend cette turbine 1000 pour accroître le rendement de la turbine 1000 relativement aux caractéristiques du fluide dans lequel la turbine 1000 est en partie au moins immergée.
Ainsi, par exemple, le système de gestion électronique 1356 peut comprendre une pluralité de capteurs, comme par exemple un anémomètre et/ou un capteur de la vitesse de rotation du rotor. Les données transmises par ces capteurs au système de gestion électronique 1356 sont prises en compte afin d’adapter la tension mécanique appliquée à un ou à plusieurs câbles d’ajustement 1133 des bornes 1132, 1113, 1123 et/ou à une ou plusieurs drisses 1147, 1111d, 1121d et/ou à un ou plusieurs haubans167, 1167a, 1167b et/ou à un ou plusieurs câbles d’orientation 1173.
Ainsi, il est possible d’ajuster la tension mécanique de surface de la ou des voiles et/ou son orientation afin d’accroître le rendement de la turbine 1000 relativement à la force et/ou à la direction du fluide, par exemple du vent ou de l’eau.
Selon un mode de réalisation, le rotor 1340 peut comprendre un dispositif de freinage configuré pour ralentir la rotation du rotor 1340, voire à immobiliser le rotor 1340 relativement à sa rotation autour de l’axe de rotation vertical 1341. Cela permet par exemple de sécuriser la turbine 1000 pour des raisons d’entretien ou encore de conditions climatiques par exemple extrêmes.
La figure 17 représente une vue en coupe et schématique de la partie supérieure d’une turbine 1000 selon un mode de réalisation de la présente invention. Sur cette figure est représenté le système de levage 1360 des bras 1200, 1200a, 1200b, 1200c. Ce système de levage 1360 comprend avantageusement une poulie de levage 1361 située de préférence au sommet de la structure centrale 1330 de la turbine 1000, de préférence au-dessus du rotor 1340.
Ce système de levage 1360 comprend également un treuil de levage 1362 disposé par exemple au niveau de la structure centrale 1330 de la turbine 1000 comme dans la figure 17, ou pouvant être disposé dans le rotor 1340. Ce treuil de levage 1362 est configuré pour appliquer une tension mécanique sur un câble de levage 1364 relié au treuil de levage 1362 à l’une de ses extrémités et à au moins un bras 1200 à l’autre de ses extrémités. Ce câble de levage 1364 est configuré pour être supporté par la poulie de levage 1361 entre ses deux extrémités.
Sur cette figure sont représentés des axes de support 1342 de chaque bras 1200 servant également de point pivot lors du levage ou de l’abaissement des bras 1200.
Sur la figure 17, le premier bras 1200a mécaniquement relié au câble de levage 1364 est en position baissé tandis que le deuxième bras 1200b en en position levée.
La figure 18 représente une vue tridimensionnelle du rotor 1340 et d’un bras 1200 solidaire mécaniquement dudit rotor 1340. Sur cette figure sont représentés les deux axes de support 1342 du bras 1200 et un axe de maintien 1343 du bras 1200. Cet axe de maintien 1343 du bras 1200 permet de maintenir le bras 1200 dans une position levée.
Sur cette figure est représenté un mouvement de translation 1345 de l’axe de maintien 1343 du bras 1200. Ce mouvement 1345 permet de libérer l’axe de maintien 1343 dans un mouvement de translation tandis qu’un mouvement d’inclinaison 1344 du bras 1200 vers le haut est appliqué par le système de levage 1360.
Ainsi, le système de levage 1360 applique une tension mécanique sur le câble de levage 1364 par l’intermédiaire du treuil de levage 1362. Cette tension mécanique crée un mouvement d’inclinaison 1344 du bras 1200 vers le haut et permet de libérer l’axe de maintien 1343 du bras 1200 afin de permettre au bras 1200 d’être abaissé par une réduction de la tension mécanique appliquée au câble de levage 1364 par le treuil de levage 1362.
La figure 19 représente une partie du dispositif d’inclinaison 1150 du système de gréement 1100 selon un mode de réalisation de la présente invention. Comme indiqué précédemment, ce dispositif d’inclinaison 1150 comprend un axe d’inclinaison horizontal 1151 entouré par au moins un anneau d’inclinaison 1153.
Selon un mode de réalisation, l’axe d’inclinaison horizontal 1151 est solidaire du système de gréement 1100 et l’anneau d’inclinaison 1153 est solidaire du bras 1200 portant le système de gréement 1100.
Selon un autre mode de réalisation, l’axe d’inclinaison horizontal 1151 est solidaire du bras 1200 portant le système de gréement 1100 et l’anneau d’inclinaison 1153 est solidaire du système de gréement 1100.
Avantageusement, le dispositif d’inclinaison 1150 comprend au moins une clavette 1154 solidaire mécaniquement d’un ressort 1155 et d’un câble d’inclinaison
1156 de sorte que l’application d’une tension mécanique au niveau du câble d’inclinaison 1156 déplace la clavette 1154 et compresse le ressort 1155.
La clavette 1154 libère alors le système de gréement 1100 qui est libre d’être incliné selon l’axe d’inclinaison horizontal 1151 de sorte que les mâts supérieur 1111 et inférieur 1121 s’étendent principalement dans un plan horizontal.
En l’absence d’une tension mécanique au niveau du câble d’inclinaison 1156, la clavette 1154 est maintenue en position par le ressort 1155 et empêche toute inclinaison du système de gréement 1100 selon l’axe d’inclinaison horizontal 1151.
Avantageusement, la turbine comprend un dispositif d’arrêt d’urgence permettant le repliement des voiles et de préférence le freinage du rotor, voire même la déconnexion de la turbine du réseau électrique lorsque la vitesse de rotation du rotor et/ou la vitesse du fluide et/ou la tension électrique en sortie du générateur dépassent une valeur prédéfinie.
De manière particulièrement astucieuse, la présente invention est configurée pour fonctionner avec tout type de fluide comme force motrice. En particulier, cette turbine 1000 peut être entraînée en rotation par du vent comme par de l’eau si celle-ci est immergée sous l’eau, en partie tout du moins.
Selon un mode de réalisation avantageux, la turbine à axe de rotation verticale selon la présente invention peut comprendre une structure dédoublée de sorte à comprendre des fondations au niveau de la mer, une partie supérieure telle que décrite précédemment configurée pour utiliser le vent comme force motrice, et une partie inférieure, symétrique ou non de la partie supérieure, configurée pour utiliser les courants marins comme force motrice.
Ce type de mode de réalisation permet d’exploiter deux types d’énergies renouvelables à partir d’un même dispositif. Cette turbine dite double peut être schématisée simplement par la turbine décrite précédemment et son image sensiblement miroir dans un plan représenté par la surface de l’eau par exemple.
REFERENCES
1000. Turbine verticale
1100. Système de gréement
1100a. Premier système de gréement
1100b. Deuxième système de gréement
1100c. Troisième système de gréement
1110. Gréement supérieur
1111. Mât supérieur
1111a. Extrémité proximale du mât supérieur
1111b. Extrémité distale du mât supérieur
1111c. Glissière du mât supérieur
1111d. Drisse supérieure
1111e. Poulie de renvoi supérieure
1111f. Elément de compensation supérieur
1111g. Attache de la voile supérieure
1111h. Réglette
1112. Manchon supérieur
1113. Borne supérieure
1113a. Roulette de guidage
1114. Voile supérieure
1115. Boîtier de transmission supérieur
1115a. Engrenage supérieur
1115b. Tambour de treuil conique supérieur
1120. Gréement inférieur
1121. Mât inférieur
1121a. Extrémité proximale du mât inférieur
1121b. Extrémité distale du mât inférieur
1121c. Glissière du mât inférieur
1121 d. Drisse inférieure
1122. Manchon inférieur
1123. Borne inférieure
1123a. Roulette de guidage
1124. Voile inférieure
1125. Boîtier de transmission inférieur
1125a. Engrenage inférieur
1125b. Tambour de treuil conique inférieur
1130. Carter
1131. Rail de guidage
1132. Première bôme
1132a. Extrémité proximale de la bôme
1132b. Extrémité distale de la bôme
1133. Câble d’ajustement des bornes
1134. Câble d’ajustement additionnel
1135. Dispositif moteur d’ajustement
1140. Boîtier de transmission
1141. Dispositif moteur de déploiement
1142. Arbre de transmission
1143. Joint cardan
1144. Support de fixation de la bôme
1145. Engrenage
1146. Tambour de treuil conique
1147. Drisse
1148. Trou de fixation de la drisse
1149. Support de hauban
1150. Dispositif d’inclinaison du système de gréement
1151. Axe d’inclinaison horizontal
1152. Mouvement d’inclinaison
1153. Anneaux d’inclinaison
1154. Clavette
1155. Ressort
1156. Câble d’inclinaison
1160. Système de traction des mâts
1161. Dispositif moteur de traction
1162. Vis sans fin
1163. Curseur
1164. Poulie primaire
1164a. Poulie primaire supérieure
1164b. Poulie primaire inférieure
1165. Poulie secondaire
1165a. Poulie secondaire supérieure
1165b. Poulie secondaire inférieure
1166. Pivot horizontal du mât
1166a. Pivot horizontal supérieur
1166b. Pivot horizontal inférieur
1167. Hauban
1167a. Hauban supérieure
1167b. Hauban inférieure
1170. Système d’orientation du système de gréement
1170a. Première système d’orientation du système de gréement
1170b. Deuxième système d’orientation du système de gréement
1170c. Troisième système d’orientation du système de gréement
1171. Dispositif moteur d’orientation
1172. Pivot vertical
1173. Câble d’orientation
1173a. Première partie du câble d’orientation
1173b. Deuxième partie du câble d’orientation
1174. Support du câble d’orientation
1175. Galet de guidage
1176. Point de levier mobile
1177. Elément de rappel
1178. Deuxième axe de rotation vertical
1200. Bras porteur
1200a. Premier bras porteur
1200b. Deuxième bras porteur
1200c. Troisième bras porteur
1300. Socle
1310. Fondation
1320. Pieds
1330. Structure centrale
1331. Engrenage d’entraînement
1332. Générateur
1332a. Axe d’entraînement du générateur
1340. Rotor
1341. Premier axe de rotation vertical
1342. Axe de support du bras
1343. Axe de maintien du bras
1344. Mouvement d’inclinaison du bras vers le haut
1345. Mouvement de translation de l’axe de maintien du bras
1350. Système de pilotage
1351. Vérin
1352. Réservoir d’air sous pression
1353. Électrovanne
1354. Compresseur
1355. Moteur
1356. Système de gestion électronique
1360. Système de levage
1361. Poulie de levage
1362. Treuil de levage
1363. Mouvement de basculement
1364. Câble de levage

Claims (25)

  1. REVENDICATIONS
    1. Turbine (1000) à axe de rotation vertical comprenant au moins un socle (1300), au moins un rotor (1340) couplé en rotation avec le socle (1300) autour d’un premier axe de rotation vertical (1341), au moins un bras porteur (1200, 1200a, 1200b, 1200c) s’étendant selon un axe d’extension principal différent du premier axe de rotation vertical (1341), étant solidaire en rotation autour du premier axe de rotation vertical (1341) avec ledit rotor (1340) et portant au moins un système de gréement (1100, 1100a, 1100b, 1100c), la turbine (1000) étant caractérisée en ce que le système de gréement (1100, 1100a, 1100b, 1100c) comprend au moins :
    o une voile supérieure (1114) présentant au moins un premier bord d’attaque et sur laquelle un fluide est destiné à s’écouler depuis le premier bord d’attaque ;
    o un mât supérieur (1111) configuré pour porter en partie au moins ladite voile supérieure (1114) ;
    o une voile inférieure (1124) présentant au moins un deuxième bord d’attaque et sur laquelle un fluide est destiné à s’écouler depuis le deuxième bord d’attaque ;
    o un mât inférieur (1121) configuré pour porter en partie au moins ladite voile inférieure (1124) ;
    o une première bôme (1132, 1113, 1123) configurée pour tourner selon au moins un deuxième axe de rotation vertical, différent du premier axe de rotation vertical, relativement au bras porteur, et étant configurée pour maintenir au moins en partie la voile supérieure (1114) et/ou la voile inférieure (1124) et étant mécaniquement couplée respectivement avec la voile supérieure et le mât supérieur (1111) et/ou la voile inférieure et le mât inférieur (1121) ;
    o au moins un système d’orientation (1170, 1170a, 1170b, 1170c) configuré pour permettre à la voile supérieure (1114), de préférence au premier bord d’attaque, et/ou à la voile inférieure (1124), de préférence au deuxième bord d’attaque, de tourner selon une amplitude de rotation pilotable autour dudit deuxième axe de rotation vertical (1178).
  2. 2. Turbine (1000) selon la revendication précédente dans laquelle le système de gréement (1100, 1100a, 1100b, 1100c) comprend une deuxième bôme (1123) comprenant une extrémité proximale (1132a) et une extrémité distale (1132b) relativement au bras porteur (1200, 1200a, 1200b, 1200c), la première borne (1113) étant configurée pour tourner selon au moins le deuxième axe de rotation vertical relativement au bras porteur, et étant configurée pour maintenir au moins en partie la voile supérieure (1114) et étant mécaniquement couplée avec la voile supérieure et le mât supérieur (1111), et la deuxième borne (1123) étant configurée pour tourner selon au moins le deuxième axe de rotation vertical relativement au bras porteur, et étant configurée pour maintenir au moins en partie la voile inférieure (1124) et étant mécaniquement couplée avec la voile inférieure et le mât inférieur (1121).
  3. 3. Turbine (1000) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans laquelle le mât supérieur (1111) est verticalement situé au-dessus du mât inférieur (1121), de préférence le barycentre du mât inférieur (1121) est situé au-dessous du barycentre du mât supérieur (1111).
  4. 4. Turbine (1000) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans laquelle le système d’orientation (1170, 1170a, 1170b, 1170c) comprend :
    o au moins un pivot vertical (1172) s’étendant selon ledit deuxième axe de rotation vertical (1178) ;
    o au moins un câble d’orientation (1173) présentant une première extrémité solidaire d’au moins un élément de rappel (1177) et une deuxième extrémité solidaire d’un dispositif moteur d’orientation (1171) ;
    o au moins un support (1174) dudit câble d’orientation (1173) ;
    De sorte que l’amplitude de rotation du système de gréement (1100, 1100a, 1100b, 1100c) selon le pivot vertical (1172) autour du deuxième axe de rotation vertical (1178) soit une fonction de la tension mécanique appliquée par le dispositif moteur d’orientation (1171) sur ledit câble d’orientation (1173).
  5. 5. Turbine (1000) selon la revendication précédente dans laquelle l’élément de rappel (1177) est solidaire du rotor (1340) et/ou du bras porteur (1200, 1200a, 1200b, 1200c) et le dispositif moteur d’orientation (1171) est solidaire du système de gréement (1100, 1100a, 1100b, 1100c).
  6. 6. Turbine (1000) selon l’une quelconque des deux revendications précédentes dans laquelle le câble d’orientation (1173) est solidaire d’un point de levier mobile (1176) porté par le support (1174) dudit câble d’orientation (1173) et étant mobile en translation relativement audit support (1174).
  7. 7. Turbine (1000) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans laquelle la première bôme (1113) comprend une extrémité proximale (1132a) et une extrémité distale (1132b) relativement au bras porteur (1200, 1200a, 1200b, 1200c), et dans laquelle le dispositif d’orientation (1170, 1170a, 1170b, 1170c) comprend :
    o au moins un pivot vertical (1172) s’étendant selon ledit deuxième axe de rotation vertical (1178) ;
    o au moins un câble d’ajustement (1133) présentant une première extrémité solidaire d’au moins un dispositif moteur d’ajustement (1135) disposé au niveau dudit rotor (1340) et une deuxième extrémité solidaire de l’extrémité distale (1132b) de la première bôme (1113) ;
    o au moins un support dudit câble de d’ajustement (1174);
    De sorte que l’amplitude de rotation de la première bôme (1113) selon le pivot vertical (1172) autour du deuxième axe de rotation (1178) soit une fonction de la tension mécanique appliquée par le dispositif moteur d’ajustement (1135) sur ledit câble d’ajustement (1133).
  8. 8. Turbine (1000) selon la revendication précédente prise en combinaison avec la revendication 2 dans laquelle la deuxième extrémité du câble d’ajustement (1133) est solidaire de l’extrémité distale (1132b) de la deuxième bôme (1123).
  9. 9. Turbine (1000) selon la revendication précédente dans laquelle la deuxième extrémité du câble d’ajustement (1173) est solidaire de l’extrémité distale (1132b) de la première bôme (1113) et de l’extrémité distale (1132b) de la deuxième bôme (1123) au travers d’au moins un câble d’ajustement additionnel (1134) dont la première extrémité est solidaire de l’extrémité distale (1132b) de la première bôme (1113) et dont la deuxième extrémité est solidaire de l’extrémité distale (1132b) de la deuxième bôme (1123).
  10. 10. Turbine (1000) selon la revendication précédente dans laquelle le système de gréement (1100, 1100a, 1100b, 1100c) comprend au moins un rail de guidage (1131) configuré pour guider l’extrémité distale (1132b) de la première bôme (1113) et l’extrémité distale (1132b) de la deuxième borne (1123), de préférence selon un mouvement de glissement dans un plan vertical.
  11. 11. Turbine (1000) selon l’une quelconque des trois revendications précédentes dans laquelle l’extrémité distale (1132b) de la première borne (1113) et l’extrémité distale (1132b) de la deuxième borne (1123) sont configurées pour se rapprocher l’une de l’autre lorsqu’une tension mécanique est appliquée au câble d’ajustement (1133) par le dispositif moteur d’ajustement (1135).
  12. 12. Turbine (1000) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans laquelle au moins l’un parmi le mât supérieur (1111) et le mât inférieur (1121) comprend un pivot horizontal (1166, 1166a, 1166b) et dans laquelle le système de gréement (1100, 1100a, 1100b, 1100c) comprend un système de traction (1160) dudit mât (1111, 1121) comprenant au moins :
    o Un dispositif moteur de traction (1161) ;
    o Un hauban (1167, 1167a, 1167b) ;
    De sorte que l’application d’une tension mécanique au niveau du hauban (1167, 1167a, 1167b) par le dispositif moteur de traction (1161) entraîne un mouvement de rotation dudit mât (1111, 21121) autour du pivot horizontal (1166, 1166a, 1166b).
  13. 13. Turbine (1000) selon la revendication précédente dans laquelle le système de gréement (1100, 1100a, 1100b, 1100c) comprend au moins un hauban supérieur (1167a) et au moins un hauban inférieur (1167b), le hauban supérieur (1167a) étant solidaire d’une partie au moins du mât supérieur (1111) et du dispositif moteur de traction (1161), le hauban inférieur (1167b) étant solidaire d’une partie au moins du mât inférieur (1121) et du dispositif moteur de traction (1161), et dans laquelle le mât supérieur (1111) et le mât inférieur (1121) comprennent chacun au moins un pivot horizontal (1166a, 1166b), et dans laquelle l’application d’une tension mécanique au niveau du hauban supérieur (1167a) et du hauban inférieur (1167b) par le dispositif moteur de traction (1161) entraîne un mouvement de rotation du mât supérieur (1111) et du mât inférieur (1121) autour de leur pivot horizontal respectif (1166a, 1166b).
  14. 14. Turbine (1000) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans laquelle le système de gréement (1100, 1100a, 1100b, 1100c) comprend au moins un boîtier de transmission (1140) comprenant :
    o Au moins un dispositif moteur de déploiement (1141) comprenant un arbre de transmission (1142) ;
    o Au moins une drisse supérieure (1111d) solidaire à l’une de ses extrémités de la voile supérieure (1114) ;
    o Au moins une drisse inférieure (1121d) solidaire à l’une de ses extrémités de la voile inférieure (1124) ;
    o Au moins un tambour de treuil (1146), de préférence conique, étant solidaire de l’autre extrémité de la drisse supérieure (1111d) et/ou de l’autre extrémité de la drisse inférieure (1121d) et étant mécaniquement couplé avec la première borne (1132, 1113, 1123) et avec l’arbre de transmission (1142) de sorte à ce que :
    • la rotation de l’arbre de transmission (1142) dans un premier sens de rotation entraîne la rotation de la première borne (1132, 1113, 1123) autour de son axe d’extension principale et l’enroulement de la drisse supérieure (1111d) et de la drisse inférieure (1121d) autour du tambour de treuil (1146) permettant le déploiement respectivement de la voile supérieure (1113) et de la voile inférieure (1124) ; et à ce que :
    • la rotation de l’arbre de transmission (1142) dans un deuxième sens de rotation, différent du premier sens de rotation, entraîne la rotation de la première borne (1132, 1113, 1123) autour de son axe d’extension principale et le déroulement de la drisse supérieure (1111d) et de la drisse inférieure (1121d) autour du tambour de treuil (1146) permettant le repliement respectivement de la voile supérieure (1114) et de la voile inférieure (1124).
  15. 15. Turbine (1000) selon l’une quelconque des revendications 1 à 13 en combinaison avec la revendication 2 dans laquelle le système de gréement (1100, 1100a, 1100b, 1100c) comprend au moins un boîtier de transmission (1140) comprenant :
    o Au moins un dispositif moteur de déploiement (1141) comprenant un arbre de transmission (1142) ;
    o Au moins une drisse supérieure (1111d) solidaire à l’une de ses extrémités de la voile supérieure (1114) ;
    o Au moins une drisse inférieure (1121d) solidaire à l’une de ses extrémités de la voile inférieure (1124) ;
    o Au moins un tambour de treuil supérieur (1115b), de préférence conique, étant solidaire de l’autre extrémité de la drisse supérieure (1111d) et mécaniquement couplé avec la première bôme (1113) et avec l’arbre de transmission (1142) ;
    o Au moins un tambour de treuil inférieur (1125b), de préférence conique, étant solidaire de l’autre extrémité de la drisse inférieure (1121d) et mécaniquement couplé avec la deuxième bôme (1123) et avec l’arbre de transmission (1142) ;
    De sorte à ce que :
    o la rotation de l’arbre de transmission (1142) dans un premier sens de rotation entraîne la rotation de la première bôme (1113) autour de son axe d’extension principale et de la deuxième bôme (1123) autour de son axe d’extension principale et entraîne l’enroulement de la drisse supérieure (1111d) autour du tambour de treuil supérieur (1115b) permettant le déploiement de la voile supérieure (1114) et l’enroulement de la drisse inférieure (1121d) autour du tambour de treuil inférieur (1125b) permettant le déploiement de la voile inférieure (1124) ; et à ce que :
    o la rotation de l’arbre de transmission (1142) dans un deuxième sens de rotation, différent du premier sens de rotation, entraîne la rotation de la première bôme (1113) autour de son axe d’extension principale et la rotation de la deuxième bôme (1123) autour de son axe d’extension principale et entraîne le déroulement de la drisse supérieure (1111d) autour du tambour de treuil supérieur (1115b) permettant le repliement de la voile supérieure (1114) autour de la première bôme (1113) et entraîne le déroulement de la drisse inférieure (1121d) autour du tambour de treuil inférieur (1125b) permettant le repliement de la voile inférieure (1124) autour de la deuxième bôme (1123).
  16. 16. Turbine (1000) selon l’une quelconque des revendications précédentes comprenant au moins un dispositif d’inclinaison (1150) d’au moins un système de gréement (1100, 1100a, 1100b, 1100c) configuré pour incliner le système de gréement (1100, 1100a, 1100b, 1100c) dans un plan vertical, de préférence de sorte à pouvoir disposer le mât supérieur (1111) et le mât inférieur (1121) dans un plan horizontal.
  17. 17. Turbine (1000) selon la revendication précédente dans laquelle le dispositif d’inclinaison (1150) comprend au moins :
    o Un axe d’inclinaison horizontal (1151) ;
    o Un dispositif de verrouillage configuré pour permettre le verrouillage et le déverrouillage d’un mouvement d’inclinaison du système de gréement (1100, 1100a, 1100b, 1100c) autour de l’axe d’inclinaison horizontal (1151).
  18. 18. Turbine (1000) selon la revendication précédente dans laquelle le dispositif de verrouillage comprend au moins :
    o Un câble d’inclinaison (1156) ;
    o Une clavette (1154) solidaire du câble d’inclinaison (1156) ;
    o Un ressort (1155) solidaire de la clavette (1154) ;
    De sorte que la clavette (1154) soit maintenue dans une position de verrouillage par le ressort (1155) et que l’application d’une tension mécanique sur le câble de d’inclinaison (1156) entraîne le basculement de la clavette (1154) de la position de verrouillage à une position de déverrouillage.
  19. 19. Turbine (1000) selon l’une quelconque des revendications précédentes comprenant au moins un système de levage (1360) configuré pour permettre le levage et/ou l’abaissement du bras porteur (1200, 1200a, 1200b, 1200c) et de préférence du système de gréement (1100, 1100a, 1100b, 1100c).
  20. 20. Turbine (1000) selon la revendication précédente dans laquelle le système de levage (1360) comprend au moins :
    o Un treuil de levage (1362), de préférence disposé au-dessus du rotor (1340) ;
    o Un câble de levage (1364) comprenant une première extrémité solidaire du treuil de levage (1362) et une deuxième extrémité solidaire du bras porteur (1200, 1200a, 1200b, 1200c).
  21. 21. Turbine (1000) selon l’une quelconque des revendications précédentes comprenant au moins un système de pilotage (1350) comprenant au moins :
    o Un système de gestion électronique (1356) ;
    o Un dispositif moteur d’orientation (1171) de la tension d’un câble d’orientation (1173) configuré pour ajuster l’amplitude de rotation du système de gréement (1100, 1100a, 1100b, 1100c) selon au moins un pivot vertical (1172) autour du deuxième axe de rotation (1178), le dispositif moteur d’orientation (1171) étant géré par le dispositif de gestion électronique (1356).
  22. 22. Turbine (1000) selon l’une quelconque des revendications précédentes comprenant au moins un système de pilotage (1350) comprenant au moins :
    o Un système de gestion électronique (1356) ;
    o Un dispositif moteur d’ajustement (1135) de la tension d’un câble d’ajustement (1133) de l’amplitude de rotation d’au moins la première bôme (1132, 1113, 1123) selon au moins un pivot vertical (1172) autour du deuxième axe de rotation (1178), le dispositif moteur d’ajustement (1135) étant géré par le dispositif de gestion électronique (1356).
  23. 23. Turbine (1000) selon l’une quelconque des revendications précédentes comprenant au moins deux bras porteurs (1200, 1200a, 1200b, 1200c), chacun portant au moins un système de gréement (1100, 1100a, 1100b, 1100c).
  24. 24. Procédé de gestion d’une turbine (1000) à axe de rotation vertical selon la revendication 21 et/ou la revendication 22 dans laquelle le système de gestion électronique (1356) comprend au moins un capteur de vitesse du fluide et/ou de rotation du rotor (1340) et/ou de la tension électrique en sortie d’au moins un générateur (1332) de courant électrique de la turbine (1000), le procédé comprenant au moins les étapes suivantes :
    o Mesure de la vitesse du fluide et/ou de la vitesse de rotation du rotor (1340) et/ou de la tension électrique en sortie du générateur (1332) ;
    o Si la mesure de la vitesse du fluide et/ou de la vitesse du rotor (1340) et/ou de la tension électrique en sortie du générateur (1332) est inférieure à une première valeur prédéterminée : augmentation de la tension du câble d’ajustement (1133) et/ou d’orientation (1173) par respectivement le dispositif moteur d’ajustement (1135) et/ou d’orientation (1171) géré par le système de gestion électronique (1356) ;
    o Si la mesure de la vitesse du fluide et/ou la vitesse du rotor (1340) et/ou de la tension électrique en sortie du générateur (1332) est supérieure à une deuxième valeur prédéterminée : réduction de la tension du câble d’ajustement (1133) et/ou d’orientation (1173) par respectivement le dispositif moteur d’ajustement (1135) et/ou d’orientation (1171) géré par le système de gestion électronique (1356) ;
    o Si la mesure de la vitesse du fluide et/ou la vitesse du rotor (1340) et/ou
    5 de la tension électrique en sortie du générateur (1332) est supérieure à une troisième valeur prédéterminée : arrêt, de la turbine (1000) comprenant le repliement de la voile supérieure (1114) et/ou inférieure (1124) et de préférence le freinage de la rotation du rotor (1340).
    10
  25. 25. Double turbine comprenant une première turbine (1000) selon l’une quelconque des revendications 1 à 23 et une deuxième turbine (1000) selon l’une quelconque des revendications 1 à 23, le système de gréement (1100, 1100a, 1100b, 1100c) de la première turbine (1000) étant immergé en partie au moins dans l’air et le système de gréement (1100, 1100a, 1100b, 1100c) de la
    15 deuxième turbine (1000) étant immergé en partie au moins dans de l’eau, le socle (1300) de la première turbine (1000) et le socle (1300) de la deuxième turbine (1000) étant mécaniquement solidaires, de préférence formant un seul et unique socle (1300).
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