WO2021260415A1 - Support structure for transport and in-situ installation of marine energy capture modules - Google Patents

Support structure for transport and in-situ installation of marine energy capture modules Download PDF

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Abstract

Disclosed is a support structure for transport and in-situ installation of marine energy capture modules, in particular at least one water turbine, comprising a network of water turbine frames, each integral with a housing (11, 15), a connection assembly (20) connecting at least two water turbine frames (10) and comprising at least, longitudinally and transversely, one connection (21, 23) for each of the two frames.

Description

STRUCTURE PORTEUSE DE TRANSPORT ET D’INSTALLATION IN SITU DE MODULES DE CAPTAGE D’ENERGIE MARINESTRUCTURE FOR TRANSPORTATION AND IN SITU INSTALLATION OF MARINE ENERGY CAPTURE MODULES
La présente invention concerne une structure porteuse de transport et d’installation in situ de modules de captage d’énergie marine, comportant notamment au moins une hydrolienne.The present invention relates to a supporting structure for the transport and in situ installation of marine energy capture modules, comprising in particular at least one tidal turbine.
Ce procédé s’applique notamment, mais non exclusivement, au déplacement et à l’installation de modules de captage d’énergie marine et au dépôt par immersion sur le sol sous-marin, ainsi qu’au retrait de ceux-ci permettant la maintenance et le carénage.This method applies in particular, but not exclusively, to the movement and installation of marine energy capture modules and to the deposition by immersion on the underwater ground, as well as to the removal of these allowing maintenance. and the fairing.
D’une façon générale, on sait que les modules de captage d’énergie marine, notamment les hydroliennes, sont transportés, installés ou retirés à l’unité soit par portage sur navire, soit par remorquage d’une barge porteuse; ces opérations sont lentes, périlleuses et de surcroît coûteuses. Ces contraintes sont d’autant plus importantes quand les conditions de navigation sont difficiles.In general, we know that marine energy capture modules, in particular tidal turbines, are transported, installed or removed individually either by porting to a ship or by towing a carrier barge; these operations are slow, perilous and, moreover, costly. These constraints are all the more important when the sailing conditions are difficult.
Par ailleurs, l’implantation d’une hydrolienne requiert pour sa stabilité d’être soit solidarisée à un ouvrage fixe tel qu’un pylône implanté par forage ou un massif construit et posé sur le sol sous-marin, soit de constituer une entité lestée individuellement et massive.In addition, the installation of a tidal turbine requires for its stability to be either secured to a fixed structure such as a pylon installed by drilling or a mass built and placed on the seabed, or to constitute a ballasted entity. individually and massive.
Le brevet FR2949482 propose une fondation support comprenant une base, un support d’hydrolienne porté par la base et au moins trois jambes d’appui sur le fond sous-marin et raccordées entre elles par la base, chaque jambe d’appui comportant un caisson creux et un organe de réglage de la position verticale.Patent FR2949482 proposes a support foundation comprising a base, a tidal turbine support carried by the base and at least three support legs on the seabed and connected together by the base, each support leg comprising a box hollow and a member for adjusting the vertical position.
Le brevet FR3001742 propose un châssis d’hydrolienne comprenant: un support pour au moins une hydrolienne, réalisé au moins partiellement en béton, un ensemble de lestage configuré pour coopérer avec le support de manière à assurer le maintien sur le sol sous-marin du châssis d’hydrolienne.Patent FR3001742 proposes a tidal turbine frame comprising: a support for at least one tidal turbine, made at least partially in concrete, a ballast assembly configured to cooperate with the support so as to ensure the maintenance on the underwater ground of the frame of tidal turbine.
Le brevet FR3003310 propose une structure porteuse pour hydrolienne, du type tripode, comprenant un châssis dont la base est de forme générale triangulaire délimitée par trois éléments périphériques, présentant à chacun de ses sommets des moyens de liaison au sol, la structure porteuse présentant un élément d’accueil destiné à recevoir une partie ventrale d’une turbine, l’élément d’accueil reposant sur un bras solidaire de la base, sachant que l’élément d’accueil est relié à la base par trois jambes, et que les trois éléments périphériques et/ou le bras et/ou les trois jambes, présentent des formes tubulaires dans laquelle est présent un matériau de lestage et/ou de rigidification.Patent FR3003310 proposes a supporting structure for a tidal turbine, of the tripod type, comprising a frame whose base is generally triangular in shape delimited by three peripheral elements, having ground connection means at each of its vertices, the supporting structure having an element. reception intended to receive a ventral part of a turbine, the reception element resting on an arm integral with the base, knowing that the reception element is connected to the base by three legs, and that the three peripheral elements and / or the arm and / or the three legs, have tubular shapes in which a ballasting and / or stiffening material is present.
Ces trois propositions répondent aux contraintes de dépôt par immersion de supports d’hydroliennes sur le site d’installation, mais ne répondent pas au transport en mer d’une manière autonome par simple remorquage.These three proposals meet the constraints of submerging tidal turbine supports at the installation site, but do not respond to sea transport in an autonomous manner by simple towing.
On sait par ailleurs que la maintenance des modules de captage d’énergie marine nécessite périodiquement et systématiquement le relevage et la mise au sec pour des opérations de carénage propres à tout matériel durablement immergé en eau de mer. Cet aspect est un axe incontournable pour le bon fonctionnement de ces dispositifs de captage d’énergie marine, mais le coût très élevé de ces opérations répétées indépendamment sur chaque machine compromet la rentabilité d’exploitation et le développement de la filière hydrolienne.We also know that the maintenance of marine energy capture modules periodically and systematically requires lifting and putting them out of the water for fairing operations specific to any equipment permanently submerged in sea water. This aspect is an essential axis for the these marine energy capture devices operate properly, but the very high cost of these operations repeated independently on each machine compromises operating profitability and the development of the tidal turbine sector.
L’invention a donc plus particulièrement pour but de supprimer ces inconvénients.The aim of the invention is therefore more particularly to eliminate these drawbacks.
Elle propose une structure porteuse de transport et d’installation in situ de modules de captage d’énergie marine, lesdits modules de captage d’énergie marine comportant, pour chaque hydrolienne, un châssis associé à un support pivotant selon un axe sensiblement vertical et/ou sensiblement perpendiculaire au sol, solidaire d’un caisson étanche réalisé avantageusement en béton pour ne pas exclure une construction en acier lestée, ainsi qu’un ensemble de ballastage permettant le contrôle de la flottaison durant le transport, l’installation in situ puis le maintien ou le retrait sur le sol dudit châssis d’hydrolienne.It provides a supporting structure for the transport and in situ installation of marine energy capture modules, said marine energy capture modules comprising, for each tidal turbine, a frame associated with a support pivoting about a substantially vertical axis and / or substantially perpendicular to the ground, integral with a waterproof box made advantageously of concrete so as not to exclude a weighted steel construction, as well as a ballast assembly allowing the control of the flotation during transport, installation in situ then the maintaining or removing said tidal turbine frame on the ground.
Cette structure porteuse de transport et d’installation comprend:
  • un ensemble de liaison entre au moins deux châssis d’hydrolienne comportant pour chacun des deux châssis, une liaison extensible rigide ou semi-rigide longitudinale et une liaison extensible rigide ou semi-rigide transversale, situées dans le caisson étanche à proximité de l’ensemble de ballastage, lesdites liaisons extensibles rigides ou semi-rigides pouvant être solidarisées par des jonctions souples,
  • une configuration desdits châssis en réseau, lesquels châssis sont reliés par des liaisons extensibles rigides ou semi-rigides et associés entre eux ou à des caissons auxiliaires ballastables positionnés en interne au réseau et/ou à sa périphérie.
This supporting structure for transport and installation includes:
  • a connection assembly between at least two tidal turbine chassis comprising for each of the two chassis, a rigid or semi-rigid longitudinal extensible link and a transverse rigid or semi-rigid extensible link, located in the sealed box near the assembly ballasting, said rigid or semi-rigid extensible links being able to be secured by flexible joints,
  • a configuration of said frames in a network, which frames are connected by rigid or semi-rigid extensible links and associated with each other or with ballastable auxiliary boxes positioned internally to the network and / or at its periphery.
Ainsi la structure du châssis d’hydrolienne autorisera dans un premier temps le déplacement par remorquage vers le site d’installation, puis dans un second temps, l’immersion sur le sol sous-marin, enfin le retrait pour la maintenance et le carénage; par ailleurs, par sa flexibilité, l’ensemble de liaison autorisera durant la phase de déplacement le remorquage de plusieurs châssis d’hydrolienne en présence de houle, puis durant la phase d’immersion, le positionnement sur un sol sous-marin irrégulier.Thus, the structure of the tidal turbine chassis will first allow movement by towing to the installation site, then secondly, submersion on the seabed, and finally removal for maintenance and fairing; moreover, by virtue of its flexibility, the link assembly will allow during the movement phase the towing of several tidal turbine chassis in the presence of swell, then during the immersion phase, positioning on uneven underwater ground.
D’une façon plus précise, le châssis d’hydrolienne comportant un support pivotant selon un axe sensiblement vertical, pour au moins une hydrolienne, sera constitué d’un caisson étanche de forme parallélépipédique, trapézoïdale ou tronconique, réalisé avantageusement en béton, dimensionné de sorte que, d’une part, il maintienne en flottaison ledit support pour au moins une hydrolienne, le centre de gravité étant le plus bas possible afin de concourir à sa stabilité en navigation et que, d’autre part, il contribue en phase immergée à la tenue sur le sol sous-marin compte tenu des conditions d’environnement subaquatiques. More precisely, the tidal turbine frame comprising a support pivoting about a substantially vertical axis, for at least one tidal turbine, will consist of a sealed box of parallelepipedal, trapezoidal or frustoconical shape, advantageously made of concrete, dimensioned to so that, on the one hand, it keeps said support floating for at least one tidal turbine, the center of gravity being as low as possible in order to contribute to its stability in navigation and that, on the other hand, it contributes in the submerged phase withstand on the underwater floor taking into account the underwater environmental conditions.
D’une façon plus précise, ledit châssis d’hydrolienne comportant un support pour au moins une hydrolienne, sera constitué d’un caisson de forme parallélépipédique, trapézoïdale ou tronconique, réalisé avantageusement en structure mécano-soudée, dimensionné de sorte qu’il maintienne ledit support pour au moins une hydrolienne.More precisely, said tidal turbine frame comprising a support for at least one tidal turbine, will consist of a box of parallelepipedal, trapezoidal or frustoconical shape, advantageously produced in a welded structure, dimensioned so that it maintains said support for at least one tidal turbine.
Selon une particularité de l’invention, lesdits caissons étanches supportant lesdits châssis d’hydrolienne ainsi que lesdits caissons étanches internes et périphériques pourront être de section cylindrique, elliptique, trapézoïdale ou tronconique, permettant de diminuer le coefficient de pénétration dans l’eau; celui-ci influence en effet de manière importante la tenue de l’ouvrage qui aura une forte tendance à ripper sur le fond. En cela, l’utilisation éventuelle de la forme tronconique sera favorisée, notamment si l’orientation des hydroliennes est différente de celle de l’ensemble de la structure.According to a feature of the invention, said sealed boxes supporting said tidal turbine chassis as well as said internal and peripheral sealed boxes may be of cylindrical, elliptical, trapezoidal or tapered section, making it possible to reduce the coefficient of penetration into water; this has a significant influence on the behavior of the structure, which will have a strong tendency to rip on the bottom. In this, the possible use of the frustoconical shape will be favored, especially if the orientation of the tidal turbines is different from that of the whole structure.
Selon une particularité de l’invention, ledit ensemble de ballastage, situé dans lesdits caissons supportant lesdits châssis d’hydrolienne ainsi que lesdits caissons auxiliaires, seront composés d’un ensemble de ballasts, chacun desdits ballasts comprendra un ou deux ensembles de robinets, préférentiellement actionnés à l’air comprimé mais non exclusivement, et commandés de manière à contrôler la flottaison et l’assiette de ladite structure porteuse et d’installation in situ, lesdits robinets seront dimensionnés afin d’assurer les chasses de gaz comprimé en provenance des navires de surface, ce qui permettra le remplissage ou la vidange en eau de mer ainsi que des manœuvres d’éventage ; ils pourront être, le cas échéant, de type à clapet assisté.According to a particular feature of the invention, said ballast assembly, located in said caissons supporting said tidal turbine chassis as well as said auxiliary caissons, will be composed of a set of ballasts, each of said ballasts will comprise one or two sets of valves, preferably actuated with compressed air but not exclusively, and controlled so as to control the flotation and trim of said supporting structure and installation in situ, said valves will be sized to ensure the flushing of compressed gas from ships surface, which will allow filling or emptying of seawater as well as venting operations; they may be, where appropriate, of the assisted valve type.
Selon une particularité de l’invention, ledit support pour hydrolienne, situé au voisinage de la partie supérieure du caisson étanche, pourra comporter un pivot dont l’axe central sera sensiblement vertical et/ou sensiblement perpendiculaire au sol, permettant l’orientation de l’hydrolienne de manière à optimiser son efficacité; ladite partie supérieure sera préservée pour permettre l’implantation de tout autre type de fixation.According to a feature of the invention, said support for a tidal turbine, located in the vicinity of the upper part of the sealed box, may include a pivot whose central axis will be substantially vertical and / or substantially perpendicular to the ground, allowing the orientation of the tidal turbine in order to optimize its efficiency; said upper part will be preserved to allow the implantation of any other type of fixing.
Selon une autre particularité de l’invention, la structure porteuse et d’installation in situ sera adaptable à l’exploitation de différents modules EMR (Energies Marines Renouvelables) comme par exemple les capteurs d’énergie houlomotrice.According to another feature of the invention, the supporting structure and in situ installation will be adaptable to the operation of various EMR (Marine Renewable Energies) modules such as wave energy sensors.
Selon une autre particularité de l’invention, les éléments de la structure porteuse et d’installation in situ pourront être optimisés pour favoriser l’abri et l’essor de la faune marine.According to another feature of the invention, the elements of the supporting structure and in situ installation can be optimized to promote the shelter and development of marine fauna.
Ainsi, la structure porteuse et d’installation in situ de modules de captage d’énergie marine selon l’invention pourra constituer un ouvrage cohérent ayant une grande stabilité de forme, grâce à une surface de flottaison ou volume de carène particulièrement large associée à un centre de gravité bas; la stabilité de cet ensemble aura par ailleurs l’avantage de permettre une implantation sur un sol en léger devers, alors que ceci pose problème pour une hydrolienne sur base tripode. Thus, the supporting structure and in situ installation of marine energy capture modules according to the invention can constitute a coherent structure having great stability of shape, thanks to a particularly large floating surface or hull volume associated with a low center of gravity; the stability of this assembly will also have the advantage of allowing installation on a slightly sloping ground, whereas this poses a problem for a tidal turbine on a tripod base.
Le mode d’assemblage des modules entre eux permettra d’assurer simultanément le maintien de la structure porteuse de manière élastique, et celui de chaque châssis constitutif de ladite structure porteuse. The method of assembling the modules together will simultaneously ensure the maintenance of the supporting structure in an elastic manner, and that of each component frame of said supporting structure.
L’équilibre en mode navigation et le maintien au sol de la structure porteuse seront assurés sur les côtés ainsi qu’à l’avant et à l’arrière par des châssis de liaison de dimensions adaptées; la disposition en quinconce des différents châssis permettra de minimiser les pertes par turbulences entre les hélices des hydroliennes ainsi que les risques de résonnance en phase de navigation.The balance in navigation mode and the grounding of the supporting structure will be ensured at the sides as well as at the front and rear by connecting frames of suitable dimensions; the staggered arrangement of the different frames will minimize losses by turbulence between the propellers of the tidal turbines as well as the risks of resonance during navigation.
A noter le centre de gravité nécessairement très haut de chaque module ne le rendrait stable qu’en position renversée; la stabilité du châssis sera par conséquent assurée pour partie par sa stabilité de forme et principalement par la présence des châssis adjacents du fait des liaisons mécaniques entre les différents châssis; cette économie de poids rendra le contrôle du ballastage raisonnablement envisageable notamment au regard de la capacité en fourniture de gaz comprimé par des navires de service aux dimensions modestes.Note the necessarily very high center of gravity of each module would only make it stable in the inverted position; the stability of the frame will therefore be ensured in part by its shape stability and mainly by the presence of adjacent frames due to the mechanical connections between the different frames; this saving in weight will make ballasting control reasonably possible, in particular with regard to the capacity for the supply of compressed gas by service vessels of modest dimensions.
A ce titre, lesdites liaisons mécaniques pourront être constituées de longerons ou tubes transversaux et longitudinaux n’ayant pas nécessairement le même diamètre car les efforts à compenser, notamment au sol, du fait de la poussée exercée par les hélices, ne seront pas identiques; par exemple, les tubes transversaux pourront être de diamètre plus faible de manière à réduire la traînée de l’ensemble de la structure porteuse.As such, said mechanical connections may consist of longitudinal and longitudinal beams or tubes not necessarily having the same diameter because the forces to be compensated, in particular on the ground, due to the thrust exerted by the propellers, will not be identical; for example, the cross tubes could be smaller in diameter so as to reduce the drag of the entire supporting structure.
A titre indicatif, pour une hydrolienne dont le diamètre est proche de 15 mètres, les dimensions du caisson permettant de la supporter seront voisines de 20 mètres de largeur, de 20 à 25 mètres de longueur, soit une surface de 400 à 500 m²; la hauteur dudit caisson sera voisine de 4 mètres afin d’obtenir un volume suffisant pour assurer la flottaison de l’ensemble compte-tenu des structures externes et aménagements internes.As an indication, for a tidal turbine whose diameter is close to 15 meters, the dimensions of the box allowing it to be supported will be close to 20 meters in width, 20 to 25 meters in length, ie a surface area of 400 to 500 m²; the height of said box will be around 4 meters in order to obtain a sufficient volume to ensure the flotation of the whole, taking into account the external structures and internal fittings.
Un mode de mise en œuvre du procédé selon l’invention sera décrit ci-après, à titre d’exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels
représente une coupe sagittale d’un châssis d’hydrolienne associé à un premier type de caisson,
représente une coupe sagittale d’un châssis d’hydrolienne associé à un second type de caisson,
représente une coupe sagittale d’un caisson associé auxdits premier et second ensembles de liaison,
représente une vue schématique d’un regroupement en réseau orthogonal d’une multitude de châssis d’hydrolienne associés majoritairement au premier ensemble de liaison,
représente une vue schématique d’un regroupement en réseau polygonal d’une multitude de châssis d’hydrolienne associés majoritairement au second ensemble de liaison,
représente un regroupement en réseau multimodal d’une multitude de châssis d’hydrolienne,
représente une vue schématique du caisson étanche supportant un châssis d’hydrolienne, et
représente une vue schématique du caisson étanche supportant un châssis d’hydrolienne.
An embodiment of the method according to the invention will be described below, by way of nonlimiting example, with reference to the accompanying drawings in which
represents a sagittal section of a tidal turbine frame associated with a first type of box,
represents a sagittal section of a tidal turbine frame associated with a second type of box,
represents a sagittal section of a box associated with said first and second connecting assemblies,
represents a schematic view of a grouping in an orthogonal network of a multitude of tidal turbine frames associated mainly with the first link assembly,
represents a schematic view of a grouping in a polygonal network of a multitude of tidal turbine frames associated mainly with the second link assembly,
represents a grouping together in a multimodal network of a multitude of tidal turbine chassis,
represents a schematic view of the sealed box supporting a tidal turbine frame, and
represents a schematic view of the sealed box supporting a tidal turbine frame.
Dans l’exemple représenté sur la figure 1, la structure porteuse et d’installation pour modules de captage d’énergie marine est constituée d’une part d’un châssis d’hydrolienne 10 et d’autre part d’un ensemble de liaison 20 entre au moins deux châssis d’hydrolienne.In the example shown in FIG. 1, the supporting and installation structure for marine energy capture modules consists on the one hand of a tidal turbine frame 10 and on the other hand of a connecting assembly. 20 between at least two tidal turbine frames.
Le châssis d’hydrolienne comprend un caisson étanche 11, réalisé avantageusement en béton, constitué d’une dalle inférieure 11a, d’une dalle supérieure 11b, et de quatre parois verticales 11c.The tidal turbine frame comprises a sealed box 11, advantageously made of concrete, consisting of a lower slab 11a, an upper slab 11b, and four vertical walls 11c.
En partie supérieure du caisson étanche 11, au voisinage de la dalle supérieure 11b, un support 12 pivotant selon un axe sensiblement vertical, pour une hydrolienne est constitué d’un élément 12a solidaire de la dalle 11b et d’un élément pivotant 12b, cet élément pivotant 12b constitue le support de l’hydrolienne 13.In the upper part of the waterproof box 11, in the vicinity of the upper slab 11b, a support 12 pivoting about a substantially vertical axis, for a tidal turbine consists of an element 12a integral with the slab 11b and a pivoting element 12b, this pivoting element 12b constitutes the support of the tidal turbine 13.
L’hydrolienne 13 est constituée d’un carter de forme cylindrique 13a solidaire de l’élément pivotant 12b, d’un ensemble de pales 13b associé à un générateur d’énergie électrique 13c.The tidal turbine 13 consists of a cylindrical casing 13a integral with the pivoting element 12b, a set of blades 13b associated with an electric power generator 13c.
En partie inférieure du caisson étanche 11, un ensemble de ballastage 14a, 14b, représenté schématiquement par deux ballasts longitudinaux 14a, 14b, chacun desdits ballasts comprendra un ou deux ensembles redondants de robinets, non représentés, préférentiellement actionnés à l’air comprimé et commandés de manière à contrôler la flottaison et l’assiette de l’ensemble de la structure. Lesdits robinets seront dimensionnés afin d’assurer les chasses de gaz comprimé en provenance des navires de surface, ce qui permettra le remplissage ou la vidange en eau de mer ainsi que les manœuvres d’éventage; ces robinets pourront, le cas échéant, être de type clapet assisté.In the lower part of the sealed box 11, a ballast assembly 14a, 14b, shown schematically by two longitudinal ballasts 14a, 14b, each of said ballasts will include one or two redundant sets of valves, not shown, preferably actuated with compressed air and controlled. so as to control the flotation and trim of the entire structure. Said valves will be sized to ensure the flushing of compressed gas from surface vessels, which will allow the filling or emptying of sea water as well as the venting operations; these valves may, where appropriate, be of the assisted valve type.
Ce premier mode d’assemblage est adapté à des sites d’installation présentant une planéité suffisante.This first assembly method is suitable for installation sites with sufficient flatness.
Dans l’exemple représenté sur la figure 2, la structure porteuse et d’installation pour modules de captage d’énergie marine est constituée d’une part d’un châssis d’hydrolienne 10 et d’autre part d’un ensemble de liaison 20 entre au moins deux châssis d’hydrolienne.In the example shown in FIG. 2, the supporting and installation structure for marine energy capture modules consists on the one hand of a tidal turbine frame 10 and on the other hand of a connecting assembly. 20 between at least two tidal turbine frames.
Le châssis d’hydrolienne comprend un caisson 15, réalisé avantageusement en structure mécano-soudée; au voisinage de la partie supérieure du caisson 15, un support pivotant selon un axe sensiblement vertical, pour une hydrolienne est constitué d’un élément 12a solidaire du caisson étanche 15 et d’un élément pivotant 12b; cet élément pivotant 12b constitue le support de l’hydrolienne 13.The tidal turbine frame comprises a box 15, advantageously made of a mechanically-welded structure; in the vicinity of the upper part of the box 15, a support pivoting about a substantially vertical axis, for a tidal turbine consists of an element 12a integral with the sealed box 15 and a pivoting element 12b; this pivoting element 12b constitutes the support for the turbine 13.
L’hydrolienne 13 est constituée d’un carter de forme cylindrique 13a solidaire de l’élément pivotant 12b, d’un ensemble de pales 13b associé à un générateur d’énergie électrique 13c.The tidal turbine 13 consists of a cylindrical casing 13a integral with the pivoting element 12b, a set of blades 13b associated with an electric power generator 13c.
Le caisson 15 comprend également des tubes ou longerons 23 longitudinaux et transversaux, lesquels sont solidaires du caisson 15, par des liaisons souples 22 situées en périphérie du caisson 15; les longerons 23a sont solidarisés aux longerons 23b, avantageusement par l’intermédiaire de manchons 23c, permettant ainsi une adaptation dimensionnelle à la disposition en réseau des châssis d’hydrolienne; par ailleurs, les longerons 23b comprennent à leur extrémité libre une rotule mâle 23d, laquelle sera associée à une rotule femelle décrite ci-après.The box 15 also comprises longitudinal and transverse tubes or side members 23, which are integral with the box 15, by flexible connections 22 located at the periphery of the box 15; the side members 23a are secured to the side members 23b, advantageously via sleeves 23c, thus allowing dimensional adaptation to the network arrangement of the hydro turbine frames; moreover, the side members 23b comprise at their free end a male ball joint 23d, which will be associated with a female ball joint described below.
Il est à noter que lesdits tubes ou longerons 23 peuvent être situés dans un même plan; par ailleurs, le dispositif à rotule, décrit précédemment, peut être remplacé avantageusement par un dispositif de type cardan ou à simple articulation si un seul degré de liberté est requis.It should be noted that said tubes or side members 23 may be located in the same plane; moreover, the ball-and-socket device, described above, can be advantageously replaced by a device of the cardan type or with a single articulation if only one degree of freedom is required.
Ce second mode d’assemblage sera préféré pour une installation sur des sites présentant des irrégularités comme des enrochements par exemple.This second assembly method will be preferred for installation on sites with irregularities such as riprap for example.
Dans l’exemple représenté sur la figure 3, un caisson auxiliaire 30 associé auxdits premier et second ensembles de liaison 20, est constitué d’une paroi supérieure 31 en forme de V renversé, et d’une paroi inférieure 32 en forme de V, laquelle est solidaire, au voisinage de sa partie inférieure, d’une semelle 33, constituant le lest du caisson; les deux parois 31, 32, forment une cavité ballastable en partie supérieure 34a et en partie inférieure 34b.In the example shown in FIG. 3, an auxiliary box 30 associated with said first and second connecting assemblies 20, consists of an upper wall 31 in the form of an inverted V, and of a lower wall 32 in the form of a V, which is integral, in the vicinity of its lower part, with a sole 33, constituting the ballast of the box; the two walls 31, 32, form a ballastable cavity in the upper part 34a and in the lower part 34b.
Le caisson auxiliaire 30 est par ailleurs traversé, au voisinage de la zone centrale, par des longerons transversaux solidaires du caisson 30 par des liaisons souples 22.The auxiliary box 30 is also crossed, in the vicinity of the central zone, by transverse longitudinal members secured to the box 30 by flexible connections 22.
Par ailleurs, le caisson auxiliaire 30 comprend, au voisinage de la zone inférieure, au moins une rotule femelle 35 solidaire d’un longeron 23b équipé d’une rotule mâle 23d.Furthermore, the auxiliary box 30 comprises, in the vicinity of the lower zone, at least one female ball 35 integral with a spar 23b equipped with a male ball 23d.
Dans l’exemple représenté sur la figure 4, des liaisons semi-rigides 21, constituées de longerons ou tubes transversaux et longitudinaux liés par des jonctions souples 50, maintiennent les différents châssis 11 d’hydrolienne 13 et les caissons auxiliaires 30 disposés en périphérie d’une manière cohérente selon un motif orthogonal tout en permettant une implantation sur un sol en léger devers.In the example shown in FIG. 4, semi-rigid links 21, made up of longitudinal and transverse beams or tubes linked by flexible junctions 50, maintain the various chassis 11 of tidal turbine 13 and the auxiliary boxes 30 arranged at the periphery of 'a coherent manner according to an orthogonal pattern while allowing an implantation on a ground in slight slope.
Des longerons périphériques 25 définissent la limite extérieure de la structure en réseau. Peripheral spars 25 define the outer limit of the network structure.
Deux dispositifs de remorquage 40 sont solidaires respectivement en aval et en amont de la structure en réseau.Two towing devices 40 are integral respectively downstream and upstream of the network structure.
Dans l’exemple représenté sur la figure 5, des liaisons rigides 23, maintiennent les différents châssis 15 d’hydrolienne 13 d’une manière cohérente tout en permettant une implantation sur un sol en léger devers.In the example shown in Figure 5, rigid links 23, maintain the various chassis 15 of the turbine 13 in a coherent manner while allowing installation on a slightly sloping ground.
Les caissons auxiliaires 30 situés en interne et en périphérie de la structure en réseau, assurent la flottabilité et l’appui au sol de l’ensemble du réseau.The auxiliary chambers 30, located internally and at the periphery of the network structure, provide buoyancy and ground support for the entire network.
Deux dispositifs de remorquage 40 sont solidaires respectivement en aval et en amont de la structure en réseau.Two towing devices 40 are integral respectively downstream and upstream of the network structure.
La Figure 6 représente une combinaison des Figures 4 et 5, les différents châssis 11 et 15 d’hydrolienne 13 d’une manière cohérente selon un motif mixte orthogonal/polygonal. Dans l’exemple représenté sur la figure 6, différents châssis d’hydrolienne sont associés par des ensembles de liaison pour former un regroupement en réseau multimodal; cette disposition, déduite des deux précédemment décrites, expose un exemple d’exploitation d’une multitude d’hydroliennes.Figure 6 shows a combination of Figures 4 and 5, the various tidal turbine frames 11 and 15 13 in a coherent manner in a mixed orthogonal / polygonal pattern. In the example shown in Figure 6, different tidal turbine frames are associated by connecting assemblies to form a grouping in a multimodal network; this arrangement, deduced from the two previously described, shows an example of the operation of a multitude of tidal turbines.
Dans l’exemple représenté sur les figures 7a, 7b, le caisson étanche 11, représenté précédemment sous la forme parallélépipédique de section carrée, pourra être de forme trapézoïdale selon la figure 7a, vue de profil, et pourra être de forme circulaire selon la figure 7b, vue de dessus, permettant ainsi de diminuer le coefficient de pénétration dans l’eau.In the example shown in Figures 7a, 7b, the sealed box 11, shown previously in the parallelepiped shape of square section, may be trapezoidal in shape according to Figure 7a, side view, and may be circular in shape according to Figure 7b, top view, thus making it possible to reduce the coefficient of penetration in water.
Ainsi, selon l’invention, la structure porteuse de transport et d’installation in situ de modules de captage d’énergie marine, notamment d’au moins une hydrolienne, comprend:
  • soit au moins un châssis d’hydrolienne 10 comportant un support pivotant 12 selon un axe sensiblement vertical et/ou sensiblement perpendiculaire au sol, pour au moins une hydrolienne 13, solidaire d’un caisson 11 réalisé avantageusement en béton, un ensemble de ballastage 14a, 14b, permettant le contrôle de la flottaison durant le transport, l’installation in situ puis le maintien ou le retrait sur le sol dudit châssis d’hydrolienne 10,
  • avec un ensemble de liaison 20 entre au moins deux châssis d’hydrolienne 10 comportant au moins, longitudinalement et transversalement une liaison 21 semi rigide pour chacun des deux châssis 10
  • et une configuration desdits châssis 10 en réseau, reliés entre eux par lesdites liaisons semi-rigides 21 et associés à des caissons auxiliaires 30
  • soit au moins un châssis d’hydrolienne 10 comportant un support pivotant 12 selon un axe sensiblement vertical et/ou sensiblement perpendiculaire au sol, pour au moins une hydrolienne 13, solidaire d’un caisson 15 réalisé avantageusement en mécano soudé, relié par des liaisons 20 composées par des longerons extensibles rigides 23, munis d’une articulation terminale à au moins trois caissons auxiliaires 30.
Thus, according to the invention, the supporting structure for the transport and in situ installation of marine energy capture modules, in particular of at least one tidal turbine, comprises:
  • either at least one tidal turbine frame 10 comprising a pivoting support 12 along an axis that is substantially vertical and / or substantially perpendicular to the ground, for at least one tidal turbine 13, secured to a box 11 preferably made of concrete, a ballast assembly 14a , 14b, allowing the control of the flotation during transport, the installation in situ then the maintenance or the withdrawal on the ground of the said tidal turbine frame 10,
  • with a connecting assembly 20 between at least two tidal turbine frames 10 comprising at least, longitudinally and transversely, a semi-rigid link 21 for each of the two frames 10
  • and a configuration of said chassis 10 in a network, interconnected by said semi-rigid links 21 and associated with auxiliary boxes 30
  • or at least one tidal turbine frame 10 comprising a pivoting support 12 along an axis that is substantially vertical and / or substantially perpendicular to the ground, for at least one tidal turbine 13, integral with a casing 15 advantageously made of mechanically welded, connected by links 20 composed of rigid extendable side members 23, provided with an end articulation with at least three auxiliary boxes 30.

Claims (12)

  1. – Structure porteuse de transport et d’installation in situ de modules de captage d’énergie marine, lesdits modules de captage d’énergie marine comportant chacun un châssis (10) pour une hydrolienne (13), le châssis étant associé à un support (12) et à un caisson (11, 15), la structure étant caractérisée en ce qu’elle comprend des ensembles de liaison transversaux et longitudinaux (20) entre au moins deux châssis (10) d’hydrolienne (13), chacun desdits ensembles étant composé de tubes ou longerons rigides (21) ou semi-rigides (23) reliés au caisson (11, 15).- Carrying structure for transport and in situ installation of marine energy capture modules, said marine energy capture modules each comprising a frame (10) for a tidal turbine (13), the frame being associated with a support ( 12) and to a box (11, 15), the structure being characterized in that it comprises transverse and longitudinal connecting assemblies (20) between at least two tidal turbine frames (10) (13), each of said assemblies being composed of rigid (21) or semi-rigid (23) tubes or side members connected to the box (11, 15).
  2. – Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que le caisson (11) comprend un ensemble de ballastage (14a, 14b) permettant le contrôle de la flottaison durant le transport, l’installation in situ puis le maintien ou le retrait sur le sol dudit châssis (10) avec ou sans hydrolienne (13).- Structure according to claim 1, characterized in that the box (11) comprises a ballast assembly (14a, 14b) allowing the control of the flotation during transport, installation in situ and then the maintenance or withdrawal on the ground of said frame (10) with or without tidal turbine (13).
  3. – Structure selon l’une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le caisson (11) est de forme parallélépipédique, trapézoïdale ou tronconique, réalisé avantageusement en béton, dimensionné de sorte que, d’une part, il maintienne en flottaison le support (12) pour au moins une hydrolienne (13) et que, d’autre part, il contribue en phase immergée à la tenue sur le sol sous-marin.- Structure according to one of claims 1 and 2, characterized in that the box (11) is of parallelepipedal, trapezoidal or frustoconical shape, advantageously made of concrete, dimensioned so that, on the one hand, it maintains the float. support (12) for at least one tidal turbine (13) and that, on the other hand, it contributes in the submerged phase to the behavior on the underwater ground.
  4. – Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que le caisson (15) est de forme parallélépipédique, trapézoïdale ou tronconique, réalisé avantageusement en construction mécano-soudée, dimensionné de sorte qu’il maintienne le support (12) pour au moins une hydrolienne (13) et si nécessaire, muni d’un appui sur le sol sous-marin. - Structure according to claim 1, characterized in that the box (15) is of parallelepipedal, trapezoidal or frustoconical shape, advantageously produced in mechanically-welded construction, dimensioned so that it maintains the support (12) for at least one tidal turbine (13) and if necessary, fitted with a support on the sea floor.
  5. – Structure selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que des caissons ballastables auxiliaires (30) sont associés auxdits châssis (10) en réseau par des liaisons semi-rigides (21) ou rigides extensibles (23a, 23b, 23c).- Structure according to one of claims 1 to 4, characterized in that the auxiliary ballastable boxes (30) are associated with said frames (10) in a network by semi-rigid (21) or rigid extensible connections (23a, 23b, 23c ).
  6. – Structure selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit caisson étanche (11) comportant ledit ensemble de ballastage (14a, 14b) comprend un ou deux ensembles de robinets, préférentiellement actionnés à l’air comprimé et commandés de manière à contrôler la flottaison et l’assiette de ladite structure porteuse et d’installation in situ, lesdits robinets étant dimensionnés afin d’assurer les chasses de gaz comprimé en provenance des navires de surface, permettant le contrôle du remplissage ou de la vidange en eau de mer ainsi que des manœuvres d’éventage.- Structure according to claim 2, characterized in that said sealed box (11) comprising said ballast assembly (14a, 14b) comprises one or two sets of valves, preferably actuated with compressed air and controlled so as to control the flotation and the base of said supporting structure and in situ installation, said valves being dimensioned in order to ensure the flushing of compressed gas coming from surface ships, allowing the control of the filling or emptying of sea water as well as venting operations.
  7. – Structure selon la revendication 5, caractérisée en ce que lesdits caissons ballastables auxiliaires (30) comportent un ensemble de ballastage (34a, 34b), chaque ballast comprenant un ou deux ensembles de robinets, préférentiellement actionnés à l’air comprimé, et commandés de manière à contrôler la flottaison et l’assiette de ladite structure porteuse et d’installation in situ, lesdits robinets étant dimensionnés afin d’assurer les chasses de gaz comprimé en provenance des navires de surface, permettant le contrôle du remplissage ou de la vidange en eau de mer ainsi que des manœuvres d’éventage.- Structure according to claim 5, characterized in that said auxiliary ballastable boxes (30) comprise a ballast assembly (34a, 34b), each ballast comprising one or two sets of valves, preferably actuated with compressed air, and controlled from so as to control the flotation and the trim of said supporting structure and installation in situ, said valves being dimensioned in order to ensure the flushing of compressed gas coming from surface vessels, allowing the control of filling or emptying in sea water as well as venting operations.
  8. – Structure selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que lesdits caissons (11, 15) comportent, au voisinage de la partie supérieure, un élément pivotant (12b) dont l’axe central est sensiblement vertical et/ou sensiblement perpendiculaire au sol, permettant l’orientation de l’hydrolienne (13) de manière à optimiser son efficacité, ladite partie supérieure permettant l’implantation de tout autre type de fixation.- Structure according to any one of claims 1 to 7, characterized in that said boxes (11, 15) comprise, in the vicinity of the upper part, a pivoting element (12b) whose central axis is substantially vertical and / or substantially perpendicular to the ground, allowing the orientation of the tidal turbine (13) so as to optimize its efficiency, said upper part allowing the installation of any other type of fixing.
  9. – Structure selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la structure porteuse et d’installation in situ est constituée de liaisons (20) disposées orthogonalement.- Structure according to any one of the preceding claims, characterized in that the supporting structure and in situ installation consists of links (20) arranged orthogonally.
  10. – Structure selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la structure porteuse et d’installation in situ est constituée de liaisons (20) disposées triangulairement. - Structure according to any one of the preceding claims, characterized in that the supporting structure and in situ installation consists of links (20) arranged triangularly.
  11. – Structure selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les caissons (11) et les caissons ballastables auxiliaires sont en l’un parmi le béton ou l’acier lesté.- Structure according to any one of the preceding claims, characterized in that the boxes (11) and the auxiliary ballastable boxes are one of concrete or ballasted steel.
  12. – Structure selon l’une quelconque des revendications 6 et 8, caractérisée en ce que les robinets sont de type à clapet assisté.- Structure according to any one of claims 6 and 8, characterized in that the valves are of the assisted valve type.
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