Brevet FR2272274A1 — publié le 19751219

La présente invention concerne généralement les dispositifs de conversion d'énergie des marées et/ou des vagues et plus particulièrement un dispositif installé dans une région côtière le long de la côte utilisant le déplacement vers le haut et vers le bas des vagues ; quelles que soient les conditions météorologiques ou 11 état de la marée, le ou les flotteurs du dispositif actionnée ront les pompes hydrauliques associées pour convertir l'énergie dynamique des marées et/ou des vagues en puissance hydraulique qui sera accumulée pour être utilisée pour entraîner un moteur hydraulique ou pour produire de l'énergie électrique. Maintenant que la pénurie d'énergie est une crise, on à sérieusement considéré la manière de convertir les ressources d'énergie naturelles telles que l'énergie solaire e-t l'énergie des marées. En ce qui concerne énergie des marées, un dispositif pratique n'est pas encore disponible. Selon la présente invention, on a développé un dispositif réalisable économiquement utilisant l'hydraulique comme moyen de pompage et d'accumulation par l'intermédiaire duquel l'énergie des marées et/ou des vagues est capable d'hêtre convertie en énergie utilisable. C'est donc l'objet principal de la présente invention de fournir un dispositif utile de conversion d'énergie par l'intermédiaire de sa réaction au mouvement des marées et/ou des vagues ; un flotteur est utilisé pour actionner une pompe hydraulique, pour convertir l'énergie dynamique des marées et/ou des vagues en pression hydraulique accumulée pour être utilisée comme source d 'éner- gie. Un autre objet de la présente invention est de fournir un dispositif de conversion d'energie dans lequel la pompe hydraulique est montée sur une base flottante pour s'adapter aux niveaux haut et bas de la maree. Un autre objet de la présente invention est de fournir un dispositif de conversion dténergie dans lequel le moyen de flotteur de commande est capable d'accepter des conditions atmosphériques et un état de la mer quelconque. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante, faite en relation avec les dessins ci-joints, dans lesquels La figure 1 est une vue en élévation d'une forme de réalisation préférée de la présente invention partiellement en coupe pour représenter le type de pompes hydrauliques commandées par des flotteurs reliés en parallèle pour s'adapter à toutes les conditions atmosphériques et à tous les états de la mer possibles. La figure 2 représente une autre forme de réalisation de la pompe à flotteur. La figure 3 représente une autre forme de réalisation de la pompe à flotteur ; et La figure 4 représente une autre forme de réalisation dt une combinaison de pompes à flotteur. Si l'on se réfère maintenant à la figure 1, le dispositif de conversion d'énergie selon la présente invention comprend deux types différents de moyens de pompe à flotteur 1 et 2, qui sont reliés en parallèle. La pression hydraulique engendrée par ces deux moyens de pompe est transmise à un moyen d'accumulateur 3, et y est emmagasinée et distribuée là où de l'énergie est nécessaire,telle que pour un moteur hydraulique 4. Naturellement, les pompes ou les moteurs peuvent être reliés en série, en parallèle ou d'une façon composée. Le moyen de pompe à flotteur 1 est installé dans un caisson ou derrière un barrage de retenue formant un réservoir 11, construit sur la côte, la face dirigée vers la mer portant une ouverture 111 pour laisser entrer la marée. te flotteur 12 est enfermé dans ce réservoir pour réagir au déplacement vers le haut et vers le bas de la marée et/ou des vagues. Avec une telle protection, le flotteur fonctionnera convenablement par mauvais temps et sans être perturbé par le déchaînement de la mer. Au niveau du sol sur le caisson est formée la structure 113 au sommet de laquelle, en 112, par l'intermédiaire d'un moyen de chape 135, un cylindre de pompe hydraulique 13 est relié ; un piston 131 est relié avec la tige de piston 132 se déplaçant à l'intérieur du cylindre 13.A l'ex- trémité inférieure de la tige de piston 132, le flotteur 12 est relié par l'intermédiaire du moyen de chape 121. Le mouvement vers le haut et vers le bas du flotteur 12 provoque la montée et la descente du piston 131 à l'intérieur du cylindre 13. Le cylindre 13 est divisé en des parties supérieure et inférieure par le piston 131 pour former deux corps séparés. Le corps supérieur de pompe com porte une aspiration 133a et un refoulement 134a, et un corps inférieur comporte une aspiration 133b et un refoulement 134b. Les tuyaux de refoulement 134a, 134b sont reliés ensemble au tuyau de refoulement principal 134 allant vers un accumulateur-distributeur 3. Le tuyau de refoulement principal est dérivé pour être raccordé à une enceinte d'assistance de pression 14 qui est un recipient sous pression ayant une surface de fluide 141 qui s'élève et redescend suivant la pression; une soupape de sécurité 142 est prévue pour limiter la pression lorsque celle-ci dépasse une valeur prédéterminée. Le fluide sous pression est envoyé du tuyau de refoulement principal 134 à une tubulure formant collecteur 334, raccordée à l'accumulateur 31 par l'intermédiaire du tuyau 316 dans un sens et un bloc de jonction 337 sur lequel est prévu un manomètre 336 pour indiquer la pression de refoulement. Le fluide sous pression passe ensuite par l'intermédiaire du tuyau 338 au bloc de distribution 334' alimentant ainsi l'entrée 41 vers un moteur hydraulique 4 pour engendrer de l'énergie électrique. Le fluide à basse pression refoulé par la sortie 42, du moteur 4 passe à travers le bloc de retour 3)3t la tuyauterie 339, le bloc de jonction 337 et est retourné au réservoir de fluide 33. L'accumulateur 31 est également un récipient sous pression ; la surface du fluide 311 monte et descend sous l'action des pressions ; la soupape de sécurité 312 a le même objetque la soupape 142. Des moyens de contrôle de niveau haut 313, de niveau bas 314 et de retour 315 sont montés à l'intérieur de l'accumulateur 31 sur le support 317, la conduite 315 conduit au retour vers le réservoir 33. Près du fond du réservoir 33, une aspiration passant par une crépine 331 est prévue, le fluide passant ensuite dans la tuyauterie 332, le collecteur d'alimentation 333, amenant le fluide aux pompes par l'intermédiaire de la tuyauterie 133 (133'). Un fluide de compensation est alimenté à partir du réservoir de compensation 34 par le tuyau 341. La pompe à flotteur 2 peut être installée à distance de la côte, Un montant 21 est ancré dans le sol sous la surface de la mer. Un corps flottant 22 comportant un arbre creux est monté de façon à pouvoir coulisser sur le montant 21 et peut se déplacer vers le haut et vers le bas le long du montant 21 sous l'action du niveau haut ou bas de la marée. Vers la moitié supérieure du corps flottant 21, ponté de façon pivotante avec un axe 123, se trouve un levier 122 dont l'extrémité libre est reliée par l'intermédiaire d'un moyen de chape 121' à un autre flotteur 12' qui a pour but de flotter vers le haut et vers le bas réagissant au mouvement de haut en bas des vagues, actionnant ainsi une paire de pompes hydrauliques l3a et 13b montées sur le côté inférieur du corps flottant 22.Le flotteur 12', ayant un poids considérable tombe donc aisément quand la vague descend augmentant et renforçant l'effet de la course de commande. Les pompes 13a et 13b sont montées sur le corps flottant 22 avec-un moyen de chape 121a et 121b ; leurs tiges de piston 132a et 132b sont reliées au levier 122 par un moyen de chape sur les côtés droit et gauche de l'articulation 123, ainsi, le déplacement vers le haut et vers le bas du flotteur 12' actionnera les deux pompes 13a et 13b. Les pompes 13a et 13b pourraient être du type à deux corps à double effet comme celles installées dans le dispositif 1, où une pompe a un cylindre à simple effet. Les aspirations sont reliées à un tuyau d'alimentation 133' et les refoulements au tuyau 134'. Naturellement, une enceinte d'assistance de pression peut également être prévue (non représentée) dans le dessin. Au sommet du montant 21, la plate-forme 211 est prévue pour faciliter l'entretien. Dans la figure 2, une autre forme de réalisation de la pompe à flotteur est représentée. Le long du montant 21, ancré dans le sol, est monté un corps flottant 22 comportant un arbre creux 221 et pouvant se déplacer vers le haut et vers le bas sous l'action de la marée. Le corps flottant 22 comporte des brides supérieure et inférieure 222 et 223. Disposés symétriquement sur les deux côtés du-corps flottant 22,se trouvent les cylindres de pompe 13'a, 13'b et 13'c, 13'd. Les leviers 122a, 122b, ont une extrémité montée de façon pivotante sur les axes 123a, 123b dans la partie centrale du corps flottant 22 ; les extrémités libres des leviers sont reliées respectivement auxflotteursl2'a, 12'b, avec les chapes 121a, 121b. Les deux leviers 122a, 122b comportent des biellettes réglables 124a, 124b pour être reliées aux leviers pour assurer un support plus stable.Deux pares de pompes hydrauliques 13'a-13rc et l3'b-l3'd sont actionnées aux points 1-35a et 135b respectivement par les leviers 122a et 122b Les pompes 13'a, 13'b, 13'c, 13'd peuvent être du type à simple effet ou à double effet. Toutes les aspirations et les refoulements n'ont pas été représentés sur les dessins par raison de simplicité. Dû à la disposition symétrique, un fonctionnement plus équilibré peut être obtenu. Dans la figure 3, on a représenté une autre forme de réalisation d'un flotteur en forme de galette 12" avec un arbre creux 221' monté de façon coulissante le long d'un montant 21'. Le flotteur 12" est capable de réagir à la fois à l'état de la marée et à celui des vagues. Au sommet du montant 21', se trouve une plateforme circulaire 211 et une enceinte d'assistance de pression 212. Entre le flotteur 12" et la plate-forme 211, sont montées plusieurs pompes 13"a, 13"b, ..., dont les tiges de piston I32"a, 152'lob, etc. sont reliées à la face de la plate-forme, et les cylindres sont reliés à la face du flotteur. Les parois du caisson peuvent être installées autour du flotteur 12" pour le guider. Naturellement, les pompes peuvent être installées inversées, avec une extrémité montée sur la circonférence extérieure du flotteur et une autre extrémité montée sur des supports prévus sur la partie inférieure de la paroi du caisson sous le flotteur 12" (non représenté dans le dessin). Naturellement, l'enceinte d'assistance de pression peut être prévue dans l'une ou l'autre des formes de réalisation. La figure 4 représente une combinaison de dispositif de pompe à flotteur avec des composants de pompes comprenant ceux qui sont représentés dans les figures 2 et 3, dans laquelle les références des pièces correspondantes sont les mêmes que celles des figures mentionnées ci-dessus. Le corps flottant 12" est agrandi, du fait de son volume important et deux arbres creux 221'-221' sont montés de façon mobile sur deux montants 21'-21' ancrés dans le sol sous le niveau de la mer. Les montants 21' peuvent avoir une section carrée pour éviter la rotation. Les pompes hydrauliqueslD"a-lD"b sont montées entre le corps flottant 12" et la plate-forme, et, entourant le montrant 21', une enceinte de pression 212 est prévue sur le sommet de chaque plate-forme pour assister la fourniture d 'éner- gie à partir de pompes 13'.Un moyen de pont est prévu entre les plate-formes pour la communication, pour faciliter l'entretien et supporter les tuyaux allant des pompes Jusqu'à la côte. Plusieurs flotteurs 12' sont reliés à l'extrémité d'une paire de leviers 122-122 pour actionner les pompes 13' ; l'autre extrémité 123 du levier 122 est montée de façon pivotante sur le corps flottant 12" ; les biellettes réglables 124 sont reliées à partir du flotteur 12' au levier 122 pour donner une meilleure stabilité. Des pompes du type actionné par des flotteurs sont disposées sur le corps flottant, sur le côté dirigé vers le front des vagues pour prendre l'énergie initiale de la vague qui arrive et on peut disposer le côté arrière du corps flottant pour qu'il prenne la puissance résiduelle de la vague. Ces types composés de dispositif de pompe à flotteur fonctionnent avec le corps flottant 12" réagissant à l'action de la' marée et les flotteurs 12' réagissant à l'action des vagues qui actionnent chacun les pompes 13" et 13' respectivement. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaltront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de conversion d'énergie des marées et/ou des vagues, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux pompes hydrauliques actionnées par des flotteurs qui peuvent être du mezme type ou d'un type différent et reliées soit en série, soit en parallèle, soit sous une forme composée, un moyen d'accumulation et de distribution de pression et un organe ma par énergie hydraulique tel qu'un moteur hydraulique, le dispositif étant prévu pour être installé sur la côte, la construction du flotteur lui permettant de s'adapter à toutes les conditions atmosphériques et à tous les états de la mer, le dispositif pouvant convertir lténergie dy- namique de la marée et/ou des vagues en énergie hydraulique qui sera emmagasinée dans un accumulateur puis distribuée pour un emploi direct ou pour produire de l'énergie électrique. 2 - Dispositif de conversion d'énergie selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de pompe à flotteur comprend un moyen de protection formant un caisson ou un barrage de retenue, une ouverture dans le moyen de protection étant prévue pour laisser entrer la marée, un châssis formant une structure sur le sommet du moyen de protection pour supporter une pompe hydraulique, un flotteur à l'intérieur du moyen de protection pouvant flotter vers le haut et vers le bas sous l'action de la marée et des vagues, la tige de piston de la pompe étant reliée au sommet du flotteur par un moyen de chape pour permettre à la pompe d'entre actionnée par le déplacement du flotteur. 3 - Dispositif de conversion d'énergie selon la revendication 1, caractérisé en ce. que le moyen de pompe à flotteur comprend au moins une pompe hydraulique dont un cylindre est supporté par le moyen de chape à la partie inférieure d'un premier corps flottant qui comporte un arbre creux monté de façon à pouvoir coulisser et qui peut se déplacer vers le haut et vers le bas sous 1' action des niveaux haut et bas de la marée le long d'un montant an eré dans le sol sous la surface de la mer, cette pompe hydraulique étant actionnée par un levier monté sur le premier corps flottant, l'extrémité libre du levier étant reliée à un second flotteur qui peut répondre sous l'action du mouvement des vagues et avoir un poids considérable pour tomber plus vite et renforcer et augmenter l'effet de la course de commande. 4 - Dispositif de conversion d'énergie selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de pompe à flotteur comprend au moins quatre pompes hydrauliques, montées par paire entre des brides supérieure et inférieure d'un premier corps flottant, le premier corps flottant ayant un arbre creux pour être monté sur un montant ancré dans le sol sous le niveau de la mer, et pouvant se déplacer vers le haut et vers le bas sous l'action des états haut et bas de la marée,la paire de pompes étant disposée symétriquement sur les côtés du premier corps flottant et actionnée par 'deux leviers, une extrémité de chaque levier étant montée sur le premier corps flottant et l'extrémité libre de chaque levier étant reliée à un second flotteur qui peut répondre sous l'action vers le. haut et vers le bas des vagues, 11 ensemble du second flotteur comportant des biellettes réglables pour être reliées au levier pour assurer une meilleure stabilité. 5 - Dispositif de conversion d'énergie selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de pompe flottant comprend un flotteur en forme de galette avec un arbre creux central monté de façon coulissante le long d'un montant et flottant vers le haut et vers le bas sous l'action de l'état de la marée et des vagues, le montant étant ancré dans le sol sous le niveau de la mer, une plate-forme étant prévue au sommet du montant, plusieurs pompes hydrauliques étant disposées entre le sommet du flotteur et la plateforme avec l'extrémité des cylindres sur la face du flotteur et 1' extrémité de la tige de piston, reliée à la plate-forme, les pompes étant actionnées par l'intermédiaire des déplacements vers le haut et vers le bas du flotteur, les pompes pouvant être également montées, inversées entre la surface de la base du flotteur et le support prévu sur la paroi du moyen de protection analogue à un caisson ou un barrage dé retenue qui guide l'extérieur du flotteur. 6'- Dispositif de conversion d'énergie selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les pompes hydrauliques utilisées peuvent être soit d'un type à un cylindre à double effet, soit du type à un cylindre à simple effet. 7 - Dispositif de conversion d'énergie selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérise en ce que le refoulement des pompes hydrauliques peut, ou peut ne pas, etre relié à une enceinte d'assistance de pression qui est un réservoir sous pression équipé d'une soupape de sécurité. 8 - Dispositif de conversion d'énergie selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les refoulements de la haute pression de toutes les pompes hydrauliques sont reliés à un refoulement principal par l'intermédiaire d'un bloc collecteur allant à un accumulateur sur un côté et à un bloc de jonction sur l'autre côté, puis à un bloc de distribution et de-là à diverses sources d'utilisation, le fluide à basse pression, retournant depuis les sources d'utilisation, passe à travers le bloc de retour, le bloc de jonction et est retourné au réservoir de fluide, l'alimentation de fluide par l'intermédiaire d'une aspiration filtrée dans le réservoir traversant un bloc collecteur d'alimentation vers les pompes, le réservoir recevant également le retour de l'accumulateur, le fluide dans le réservoir étant composé par un tuyau venant d'un réservoir de compensation. 9 - Dispositif de conversion d'énergie selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'accumulateur est un récipient à haute pression, comprenant une soupape de sécurité, un moyen de contrôle de niveau haut et de niveau bas et un retour. 10 - Dispositif de conversion d'énergie selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'une plateforme est prévue sur le sommet du montant pour faciliter l'entretien. 11 - Dispositif de conversion d'énergie selon les revendications 1, 4 et 5, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de pompe, composé, formé d'une combinaison de pompes, un premier corps flottant ayant un volume important, comprenant au moins deux arbres creux montés pouvant se déplacer vers le haut et vers le bas, au moins deux montants ancrés dans le sol sous le niveau de la mer, une plate-forme sur le sommet de chaque montant pour assurer l'entretien, une enceinte d'assistance de pression sur le sommet de chaque plate-forme, des ponts prévus entre les platesZormes pour la communication, plusieurs pompes hydrauliques montées entre le premier corps flottant et la plate-forme et entourant le montant, plusieurs flotteurs secondaires, prévus à la fois sur les côtés avant et arrière pour prendre l'énergie initiale de la vague du front de vague et ensuite également l'énergie résiduelle, les pompes hydrauliques sont reliées à des leviers et sont commandées par ces seconds flotteurs, l'une des extrémités des paires de leviers étant raccordée sur le dessus du premier corps flottant et l'autre extrémité aux seconds flotteurs, le dispositif composé fonctionnant avec le premier corps répondant à l'action de la marée et le second flotteur répondant à l'action des vagues. 12 - Dispositif de conversion d'énergie selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le dispositif utilise l'énergie due à la fois au mouvement de la marée et des vagues pour convertir leur énergie dynamique d'une façon conjuguée et coopérante. 13 - Dispositif de conversion d'énergie selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le dispositif peut être mis en oeuvre séparément dans des conditions spécifiques de variation des marées et des vagues.