Brevet FR2311941A1 — publié le 19761217

La présente invention se situe dans le domaine ts étendu de la mécanique des fluides et concerne les machines à fluide, c'est-à-dire tous les appareils comportant d'une manière générale des pâles ou aubes destinées à une transformation d'énergie relative au mouvement d'un fluide, c'est-à-dire soit à capter la force de poussée d'un fluide en mouvement pour transforier celle-ci en énergie 6- canique transmise b un arbre récepteur, soit invers-ont à transformer l'énergie apportée par un arbre moteur en force de poussée exercée sur un fluide pour le et- tre en mouvement. L'invention intéresse donc tout particulièrement deux grands sec- teurs de la technique : d'une part les machines hydrauliques, c'est-à-dire toutes les machines à mouvement de fluides liquides en général, et d'autre part toutes les machines à mouvement de fluides gazeux. Hile vise å se substituer aux principes intervenant dans la construction des turbines et popes, turbo-compresseurs,hélices et souffleries, oliennes et séro-générateurs etc....Toutes ces machines existantes, élaborées selon les techniques connues, sont dotées de pales ou aubes radiales, c'est-à-dire qui gravitent autour d'un are dont elles sont solidaires,formant ense@- ble ce qui est communément appelé un rot@r. Or toutes ces machines à fluide, qu'elles soient réceptrices ou créatrices de travail, qa'elles aient leur ase de rotation parallèle ou orthogonal à l'écoulement du fluide, présentent immanquablement quoique d'une manière plus ou moins sensible selon le cas, des caractéristiques découlant du mouvement rotatif des pâles, lesquelles limitent fâcheusement le rendement global.En effet l'action transmise on reçue par le fluide au niveau des pales, en un point ou en un autre de la pâle de référence, est totalement différente selon la distance de ce point à l'axe de rotation, et oe on fonction d'une part de l'intervalle entre deux pales successives au niveau radial du point considéré, lequel intervalle varie nécessairement par construction, d'autre part en fonction de la vitesse d'entraînement ou de "défilement" tangentiel, laquelle varie aussi nécessairement par construction, d'un point radial à un autre. Ez définitive, et pour ces deux raisons, le principe de la pale rotative est mauvais ou imparfait en ce sons qu'il contrarie fortement l'obtention d'un rendement uniformisé point par point z l'ensemble de la surface d'échange d'énergie. Iil convient de noter que ce problème problème général revêt une importance moindre si l'on peut canaliser valablement l'écoulement du fluide, c'est-à-dire sans perte notable d'énergie. Dans ce cas en effet le rotor est conçu de façon que la longueur radiale des pales soit petite par rapport à leur distance moyenne de l'ase, et on se rapproche ainsi quelque peu de l'uniformisation de rendement point par point. Mais si les deflecteure ou conduits utilisée pour dévier le fluide absorbent par frottements une part importante de l'énergie, ce qui est souvent le cas, on perd alors plus que l'on ne gagne. Vne meilleure solution connue, applicable aux machi- nes dont l'éxe du rotor est placé dans le sens du fluide, consiste à décomposer la surface d'action en plusieurs anneaux concentriques de pales. Ces différents anneaux sont indépendants mais reliée les uns aux autres ou individuellement b l'ar- bre par des engrenages de manière que leur vitesse moyenne de défilement tangentiel soit commune, ce qui implique des vitesses de rotation différentes.De plus les pâ- les peuvent ainsi être aisément disposées sur les différents anneaux selon le mgme intervalle commun, en augmentant le nombre de pales par anneau proportionnellement à son rayon moyen. En décomposant ainsi la surface d'action en trois ou quatre anW neaux par exemple, les inconvénients du problème général se trouvent déjà notable ment réduits. Mais il est impossible même en théorie de les éliminer totalement par cette méthode, car il faudrait pour cela atteindre un nombre infini d'anneaux.Dans la pratique on est tenu de se limiter à quelques anneaux à cause des problèmes de perte d'énergie par frottement ménanique dus à la multiplicité défavorable des engrenages de liaison, mais on obtient néanmoins un progrès réel. La machine à fluide objet de l'invention, dont les applications les plus variées offrent des solutions élégantes dans de très nombreux domaines, vise quant à elle à résoudre dans tous les cas non plus partiellement mais totalement, et d'une manière mécaniquement plus simple ce problème important d'uniformisation du rendement à tous les points de la surface de transmission d'énergie. Les principes de base selon lesquels la machine objet de l'invention est construite, sont les suitrants : D'une part, les pâles,parallèles entre elles et dquidistantes, présentent toutes le même angle d'attaque et sur toute leur longueur. De plus elles sont entraînées, perpendiculairement à leur longueur, par translation dans le plan de la surface d'échange ou de transmission d'énergie, c'est-h-dire dans un sens rectiligne fixe. D'autre part la vitesse de translation des pales est cons- tante pour une force déterminée appliquée à la surface d'échange. En corollaire au mode de disposition des pales et à leur mouvement, la surface d'échange ou de transmission d'énergie, que l'on appellera plus simplement désormais surface d'action, balayée par les pales, est bien délimitée et se présente sous la forme d'un rectangle, dont deux côtés opposée sont parallèles aux pales et correspondent à leur longueur commune. Par ailleurs, le plan de translation des pales, c'est-à-dire de la surface d'action, est perpendiculaire au sens du déplacement du fluide, c'est-à-dire plus exactement au sens d'arrive du fluide dans le cas de la captation de l'énergie fournie par le déplacement de celui-ci, ou bien au sens de sortie du fluide dans le cas de mise en mouvement de celui-ci par dépense d'énergie. En effet comme il a été préoisé dés le début, la machine objet de l'invention s'applique nous le rappellons, à toute la mécanique des fluides : Elle peut donc être placée indifféremment en amont ou en aval par rapport au mouvement du fluide. Des grands principes de base de l'invention définis ci-dessus se dégagent tout naturellement deux modes généraux bien distincts de conception, et deux seuls, relatifs à la translation des pales dans la surface d'action, à savoir 10) Translation à sens unique. 20) Translation alternative. La machine objet de l'invention sera donc construite et fonctionnera tre7 différemment selon qu'elle correspondra à l'un ou l'autre de. ces deux modes de conception. Ces derniers devront donc être décrits et étudiés séparément. Chacun d'eux présente des caractéristioues bien particulières, des avantages et des inconvénients l'un par rapport à l'autre, et en fonction de cela sera mieux ou moins bien indiqué que l'autre selon les applications. Suivant la première des deux réalisations générales de l'invention, le mouvement de translation des pales dans la surface d'action s'effectue à sens unique, d'une manière continue, toujours dans la même direction.Dans ce cas, la machine se compose schématiquement d'une part de plusieurs tambours cylindriques identiques A 1, A 2, A 3 etc (au moins deux), d'autre part d'une bande fermée E, souple ou articulée, tendue autour des cylindres en les réunissant. Les cylindres A 1, A 2, A 3 etc sont délimités en leurs faces circulaires par deux plans parai- vièles et leurs axes B 1, B 2, 3 3 etc. ., parallèles également entre eux, ont une position fixe.Les figures 1 et 2 illustrent un exemple simple limité à deux cylindres, vus de côté et desquels de face respectivement. La figure 3 montre une machine à trois cylindres, les axes/délimitent un prisme droit dont la section est un triangle équi latéral. La machine peut être plus élaborée et comporter un plus grand nombre de cy cylindres, Mis la section du prisme constitué par les axes sera généralement un polygone convexe et régulier pour assurer l'équilibre des forces dans les transmissions, comme par exemple l'hexagone de la figure 4. 9ur l'ensemble des dessins accompagnant la présente description, toutes les flèches en trait continu indiquent le sens du mouvement du fluide et les flèches en pointillés indiquent les translations et rotations mécaniques. La bande E, de largeur (y) égale à la longueur des cylindres, supporte uniformément sur toute sa surface un grand nombre de pales de longueur (y), disposées parallèlement aux axes de rotation des cylindres. En fait chacun des cylindres A n'est réduit qu'à ses deux faces circulaires constituant par exemple deux roues dentées identiques fixées solidairement sur leur axe commun, en leur centre et à une distance (y) l'une de l'autre. La bande E est réduite quant à elle par exemple à deux channes continues composées de maillons articulés et reliant toutes les roues en deux plans latdraux parallèles. La bande de pales ainsi réalisée forme tangentement entre les cylindres consécutifs et tout autour de la machine des surfaces planes rectangulaires dont l'une des dimensions est (y) et l'autre l'entre-axe (z) des cylindrés considérés. Toutes ces surfaces planes peuvent servir de surfaces d'action (voir figures 3 et 4) mais ce n'est pas toujours le cas. Par exemple sur la figure 1, seule la surface plane de droite est traversée par le fluide, l'autre étant isolée. Par ailleurs, selon les cas d'applications, la machine peut recevoir le fluide soit de l'intérieur (par une des faces latérales ou les deux) vers l'extérieur (cas de la figure 3), soit inversement (figure 4). Enfin, en ce qui concerne l'arbre (moteur ou récepteur) de la machine, il peut outre soit l'axe de l'un quelconque des cylindres (figure 1) ou bien il peut être placé au centre et couplé à l'ensemble des cylindres (figure 3). Examinons le principe de fonctionnement sur les figures 1 et 2 représentant une machine réceptrice simple : nous n' avons ici qu'une surface d'action (à droite sur la figure 1) sur laquelle le fluide arrive de ltextérieur,l'au- tre surface place étant supposée isolée du fluide. La poussée du fluide a pour effet d'entratner le ruban de pales dans le sens impliqué par leur inclinaison,selon la résultante des forces, c'est-h-dire ici vers le bas. Le défilement linéaire du ruban de pales dans la surface d'action du fluide entraine par construction la rotation des deux cylindres AI et A2 et c'est cette rotation des cylindres qui permet en contrepartie le défilement continu du ruban de pales dans la surface d'action. n se produit donc bien dans cette surface d'action une translation continue et B sens unique des pales. Dans le cas illustré par les figures 1 et 2, l'énergie est recueillie par 1' arbre B 2 lequel est relié par transmission mécanique à un dispositif récepteur F (régulateur, dynamo, ou autre). La surface d'action, rectangulaire, est délimitée ici verticalement aux niveaux G et E (projections orthogonales des axes B 1 et B 2 sur le plan tangent aux deux cylindres du cMé de l'arrivée du nui- de) et horizontalement par la longueur commune des pales. La mesure de cette sur face correspond donc au produit (xy). Ce cas des figures 1 et 2 est simple mais n'est pas d'application courante. Dans de très nombreux cas il n'est pas possible en effet d'isoler du fluide les zones non actives de passage des pales . I1 convient alors de faire en sorte que les pales y soient soustraites à tout effet défavorable en leur donnant un angle nul tout au long de la traversée de ces zones non actives,c'est-à- dire en les mettant n en drapeau ". Dans ce but et selon une réalisation particulière de l'invention, les pales ne sont plus fixes comme sur la figure 1 mais elles sont articulées individuellement sur la bande porteuse, au niveau de leur bord dta- attaque. L'inclinaison souhaitée des pales lors de leur traversée de la ou des surfaces d'action sera obtenue différemment selon que la machine est motrice ou réceptrice. Si la machine est motrice, ce sont les pales qui doivent emer- cer une poussée sur le fluide inerte pour le mettre en mouvement à partir de la surz face d'action. Le bord d'attaque des pales, situé sur la bande porteuse, est entrai- né par celle-ci (voir figure 5). La pale a tendance tout naturellement Ç s'aligner en permanence sur la bande porteuse derrière son articulation C, c'est-h-dire à se mettre n en drapeau t. Cela suffit en soit à annuler tout effet défavorable en dehors de la surface d'action. Par contre pour traverser cette surface d'action, la pale doit s'écarter de la bande porteuse selon un angle déterminé et il faut donc l'y obliger.Pour cela on fixe sur la pale et à chaque extrbmité un piton D à quelque distance de l'articulation C, parallèlement à celle-ci et légèrement en déport, et l'on fait suivre à ces pitons D un couloir de guidage I aménagé de chaque côté du bâti de la machine, à une distance de la bande porteuse déterminée selon l'an gie d'attaque voulu. On obtient ainsi exactement l'effet désiré et aux zones désirées. Si la machine est réceptrice le procédé est différent parce que l'action à laquelle les pales sont saumises provient du fluide arrivant perpendiculairement à la surface daction. (voir figure 6). Il ne s'agit donc plus de provoquer un angle mais de le limiter. On dispose latéralement pour cela des butées J fixées solidairement sur la bande porteuse et en aval de manière que des épaule- ments prévus sur les pales viennent s'y appliquer, du côté opposé å l'action du fluide. C'est donc en fait par l'intermédiaire des butées J que la force du fluide sera transmise à la bande porteuse en mouvement de translation. Suivant la deuxième réalisation générale de l'invention, le vement de translation des pales dans la surface d'action s'effectue non plus à sens unique, mais alternativement suivant deux directions opposées, avec la mame szpli- tude à chaque translation. Dans ce second cas général, la machine objet de l'inven, tion se compose essentiellement de deux parties distinctes : D'une part un cadre mobile rectargulaire L (voir figures 7,8 et 9), lequel supporte les pales et est animé tout d'une pièce d'un mouvement alternatif dans un plan ; d'autre part un dispositif mécanique d'ensemble de transmissions constitué par exemple de roues dentées et de chaînes, le tout animé d'un mouvement continu de rotation.La comple- xité du problème de mécanique posé ici réside dans le fait que selon les principes de base énoncés, la vitesse de translation soit constante bien qu'alternative. Si donc on transformait directement ce mouvement de translation alternative en ment de rotation au moyen d'une bielle et d'une roue, on obtiendrait pour la roue une courbe de vitesse de rotation sinusoidale. Mais il s'agit bien ici comme dans le cas précédent d'obtenir une vitesse de rotation constante b l'arbre collecteur (pour une force déterminée bien entendu), et ce à partir d'un mouvement de translation alternative å vitesse constante, ou inversement. Pour toute la suite de la description, nous prenons pour exemple d'illustration de l'invention, une machine réceptrice destinée en l'occurence à capter l'énergie du vent. La surface de réception se situe donc dans un plan vertical orienté face au vent. Selon le plus simple et aussi le plus fonctionnel des modes de réalisation du système alternatif de l'invention, le mouvement alternatif de translation du cadre mobile L est continu, c'est-à-dire à inversions instantanées. Chaque inversion est précédée d'une brève décélération rapide et complète et immédiatement suivie d'une accélération équivalente dans l'autre sens. Ce mode de réalisation est illustré par les figures 7 à 12, sur lesquelles la position du cadre mobile L est toujours la même pour plus de compréhension, à savoir exactement la position du milieu d'une translation de la droite vers la gauche, on se référant notamment aux figures 7 et 10, ce sens étant ici considéré comme le sens négatif de translation.La figure 7 montre, vue de dessus, une projection schématisée des éléments dans un plan horizontal, la figure 8 une projection dans un plan vertical vue de face et la figure 9 montre une projection de côté. Pour plus de clarté, le bâti fixe, dans lequel le cadre L va et vient, n'est pas représenté sur ces figures, ni la structure d'ensemble supportant les paliers d'arbres et les axes de pignons et de roues. La machine est construite autour de l'intersection (représentée par le point O sur la figure 7) de deux plans verticaux imaginaires perpendiculaires entre eux PI et P2. Ce point O est confondu ici avec le milieu du cadre mobile L dans sa position centrale de translation, mais cela n'est pas une obligation. Le cadre L est disposé dans le plan PI, face au vent. Comme nous le verrons en détail, il est animé d'un mouvement de translation alternative, dont l'amplitude est égale de part et d'autre de 0, cette translation alternative s'effectuant dans les deux directions opposées horizontales du plan P1 perpendiculaire à la direction di vent.En dehors du cadre mobile L et de chaque côté très près de celui-ci sont fixés quatre pignons N, deux au-dessus et deux en-dessous, de part et d'autre et à égale distance du plan axial P2, dans deux plans perpendiculaires à celui-ci0 Ces quatre pignons,identiques,sont réunis deux à deux dans leur plan respectif par un organe de liaison souple ou articulé Q tendu autour d'eux parallèlement au cadre L. Les pignons N peuvent Outre par exemple des pignons dentés, 1' organe de liaison Q étant alors une chine fermée constituée de maillons articulés. A chacun des pignons N est adjoint extérieurement une roue d'engreEage R co-axiale. Les quatre roues R sont ccuplées tangentement par engIexLlge deux par deux à deux autres roues S, l'une en haut et l'autre en bas.Les deux roues S sont disposées et dimensionnées de telle manière que leur axe vertical commun T, constituant l'arbre de la machine est situé dans le plan médiateur P2, suffisamment décalé par rapport å P1, derrière le cadre L, pour ne pas gêner le déplacement de celui-ci. Plusieurs dispositifs de petite taille mais importants par leur fonction, complètent la construction. D'une part le cadre mobile L porte perpendiculairement fixé sur sa tranche et en son milieu deux bottiers plats U, (voir figure 10), un en haut et l'autre en bas, comportant chacun en leur milieu un évident transversal (i) en regard de la chaine Q toute proche. D'autre part chacune des deux channes Q porte solidairement un piton V, déporté vers le cadr L et parallèle aux axes des pignons R. L'extmité de chacun des deux pitons V est logée au montage dans l'évidement (i) du bottier U correspondant. La machine fonctionne de la manière suivante : Tous les pignons N vont tourner dans le même sens par construction, toujours en m8me temps et å la mSme vitesse, étant tous reliés par engrenage direct au ment arbre T.Par là ndme les deux chaines Q vont évoluer en concordance permanence de sorte que si lors du montage on place les deux pitons V sur les deux chatnes Q dans un même plan vertical parallèle à P2, tous les deux du même côté par rapport au plan unique contenant les axes des pignons, et si on fait tourner l'arbre T, les deux pitons V vont se dépla er en même temps et en restant toujours dans le même plan vertical, lequel se dépla cera parallèlement à lui-môme, c'est-à-dire à P2, entre deux limites P3 à gauche et P4 à droite, (voir figure 7).Le problème consiste à associer le mouvement ainsi décrit des pitons V avec le déplacement alternatif prévu du cadre mobile L de telle sorte que ce dernier, tenu par ailleurs d'inverser l'angle de réception des pâles à chaque changement de direction, puisse entrstner l'arbre T en un mouvement continu de rotation. Il est à nbter que cette association de mouvement peut être obtenue en fait dans la pratique avec un seul jeu de deux pignons X, soit avec une seule chst- ne Q et un seul piton V, surtout lorsque la hauteur du cadre L est peu importante par rapport å sa longueur. En vue de sa réversibilité fonctionnelle, le cadre mobile L est en réalité un parallélépipède déformable (voir figure 10), complétement articulé sur deux longerons V situés dans le plan axial de translation, l'un en haut et l'sutre en bas, ce parallélépipède comportant, par exemple å l'intérieur de chaque ar6- te, une butée angulaire de calage K correspondant au complément de l'angle de récep- tion des pâles. C'est sur les deux longerons V que les pâles pivotent en leur milieu parallèlement entre-elles et que les bottiers U sont fixés en réalité. En plus de l'évidement (i) chaque bottier U comporte deux logements transversaux dans lesquels sont placés deux coulisseaux d'extension X 1 et X 2.Le déplacement transversal de ces derniers va contrôler l'écartement de plaques de garde (g), ce qui permettra aux pâles de s'inverser librement en bout de course et d'être bien maintenues en cours de translation, contre les butées d'angle K, selon l'inclinaison désirée.Lors du montage, l'extrômité de chacun des deux pitons V est introduite dans l'évidement (i) du bottier U correspondant. Les pitons V vont ainsi assurer en permanence l'accouplement entre le mouvement alternatif du cadre mobile L et le mouvement rotatif du dispositif de transmission, tout en évoluant transversalement au cadre d'un bout B l'autre de l'évidement (i) des deux bottiers. Quant aux coulisseaux d'extension X 1 et X 2, ils vont assurer leur rôle de par leur position variable dans leur logement respectif, selon un automatisme adéquat et en fonction du déplacement alterné du cadre L, au moyen de pitons solidaires de ces coulisseaux, lesquels pitons vont suivre chacun sa rainure respective tracée et aménagée avec précision dans l'épaisseur du bAti fixe servant de support au cadre mobile. La figure 11, sur laquelle l'épaisseur du cadre est volontairement exagérée, montre en détail la latitude de va et vient du piton V dans l'évidement (i) et le cheminement des pitons des coulisseaux X 1 et X 2 dans leur rainure respective au cours d'un cycle complet. il est à noter que les deux circuits rainurés relatifs aux coulisseaux X 1 et X 2, représentés sur la figure 11, peuvent être parfaitement symétriques par rapport au plan de translation si l'épaisseur du bAti permet d'aligner X 1 et X 2 transversalement. Ici les deux circuits sont simplement décalés de la môme distance que celle séparant les deux cculisseaux.Le sens de passage du petit piton dans chaque boucle des circuits est imposé à l'aller par une lamelle articulée, maintenue par un ressort, laquelle languette s' escamote au retour dudit piton. Détaillons le fonctionnement au cours de ce cycle complet en partant du milieu de la machine selon la position de la figure 10 : A ce moment, le cadre se déplace vers la gauche, poussé par le vent. Le piton V, emporté par le cadre, entraine avec lui la chaise Q, laquelle tourne autour des deux pignons N. Lorsque le milieu du cadre et le piton V arrivent au niveau (b), l'arête extrê- me gauche du cadre vient en butée et toutes les pâles s'inversent simultanément en pivotant sur les longerons axiaux V, ceci pendant que V poursuit son mouvement du niveau (b) jusqu'au niveau (a).A ce manent là, le piton V, solidairement de la chatte Q a déjà effectué un quart de révolution autour du pignon N 1 et entame instantanément l'autre quart en entravant le cadre mobile L dans le sens de transstation gauche droite, le sens de poussée du vent s' étant inversé en mOme temps que l'angle des pales.Pendant une fraction de temps très courte lorsque le piton V est au voisinage du niveau (a), c'est l'inertie du dispositif de transmission qui a permis d'assurer en douce cette inversion de translation par l'intermSdiaire du piton V, lequel s'est déplacé transversalement en môme temps dans l'évidement (i) du bottier U, de la position extrême arrière à la position extrême avant. Le cadre mobile L poursuit alors son mouvement régulier de translation gauche droite, d'amplitude (e) jusqu'au moment où l'arête extrême droite vient à son tour en butée, c'est-à-dire lorsque le piton V (et avec lui le milieu du cadre) passe au niveau (c). Le cadre s'inverse alors à nouveau progressivement, de la même manière que précédemment, et change de sens une nouvelle fois lorsque V arrive au niveau (d) en se déplaçant dans son évidement (i) de l'avant vers l'arrière. Le cadre mobile L repart alors pour une translation de la droite vers la gauche, et ainsi de suite sans interruption.En synchronisation avec les différentes phases de ce cycle, les coulisseaux d'extension Z 1 et Z 2 s'écartent automatiquement à la fin de chaque translation, (voir figure 11), poussant vers l'extérieur les plaques latérales de garde (g) pendant une fraction de temps très courte, grâce au chemine- ment calculé avec précision de leur piton solidaire, chacun dans sa rainure de part cours. Cela permet au parallélépipède constitué par le cadre mobile de se déformer et aux pâles de s'inverser librement, après quoi elles sont fermement maintenues à nouveau pendant toute la translation active, à la fois par les plaques de garde (g) et les butées d'angle K. Par construction, (voir la figure 12), la longueur du trajet effectué h vitesse constante par le piton V, lequel trajet est tracé en pointillé de (a) à (d), et correspond à une translation complète, est égale b la distance comprise entre les axes des deux pignons N augmentée de la demi-circonférence de l'un d'eux, alors que l'amplitude globale (e) de la dite translation du cadre mobile L est égale à la distance des axes des deux pignons J augmentée du diamètre de l'un d'eux. L'inversion de sens de translation du cadre mobile, se situant dans le temps lorsque le piton V parcourt une demi-circonférence, s'accompagne d'une décélération rapide et complète du cadre , immédiatement suivie d'une accélération équivalente dans l'autre sens.Plus l'inertie du piton Y, c'est-à-dire de l'ensemble d'organes de transmission, est grande par rapport à l'inertie du cadre mobile, moins la constance de vitesse de rotation de l'arbre T sera affectée. La figure 13 montre la courbe de vitesse de translation (l) du cadre pendant un cycle tel qu'il vient d'être décrit en fonction du temps &alpha;, cette vitesse de translation # étant considérée positive dans le sens gauche droite et négative dans l'autre sens. Les valeurs + # 4 et - 1 correspondent à une vitesse déterminée et constante du vont.Il apparat sur cette courbe que la valeur absolue # de la vitesse de translation est en grande par- tie linéaire et constante, à savoir dans les périodes de temps correspondant au déplacement rectiligne du piton V, pendant lesquelles le cadre mobile parcourt chaque fois une distance égale à l'entre-axe des deux pignons N et que pendant de courtes périodes de temps correspondant au déplacement semi-circonférentiel du piton V pendant lesquelles le cadre mobile parcourt chaque fois une distance égale au rayon (r) du pignon X, la vitesse de translation est variable et sinusoidale.Il ressort aussi en particulier que # est nulle seulement en des instants ponctuels &alpha;(a) et &alpha;(d). On peut donc dire que dans ce mode de réalisation de l'invention, la translation des pales est alternative mais continue. I1 est clair que l'inversion alternée de l'angle de réception des pâles entrain le cadre mobile L tantôt d'un côté, tantdt de autre. Par ailleurs, plus le diamètre des pignons N sera petit par rapport à l'amplitude a d = (e), plus la période de réduction de vitesse de translation sera faible par rapport à la durée de la translation effective à vitesse normale. Par ailleurs, pour ce qui concerne les machines réceptrices, la longueur (i) du cadre mobile porteur de pâles, et par là môme la longueur (f) de la surface d'action fixe toujours occupée entièrement par le cadre mobile, doivent être dans la pratique et par construction, les plus grandes possible par rapport à l'amplitude de translation (e) (voir figure 14). Cela se ramène en fait à avoir une lon- gueur (f) de surface d'action maximum par rapport à la longueur totale exposée,ou longueur d'encombrement (h) de la machine. Cela est très important en particulier pour le rendement global d'une machine à vent par exemple. On visera à obtenir aussi, ce qui va de pair, une longueur de surface d'action (f) maximum par rapport à la longueur (1) du panneau mobile, afin d'avoir toujours le plus grand nombre possible de pales en action.Des deux relations (1) = (h) - (e) et (f) = (î) - (e), on tire l'expression essentielle, celle de (f) par rapport à (h), à savoir (f) = (h) - 2 (e). De là on comprend aisément l'intérêt qu'il g ait h réduire le plus possi- ble les dimensions des organes rotatifs de transmission situés au centre de la machine, et aussi å miniaturiser les pâles et å les multiplier pour que leur inver- sion ne prenne qu'une part la plus faible possible de la translation, comme cela tend å outre le cas sur la figure 14.On est limité essentiellement en cela par l'importance ######## de la force à transmettre,donc la résistance de ces organes de transmission, laquelle devra outre poussée au maximum en dépit de leurs dimensions réduites. Par contre en ce qui concerne les machines motrices, les critè- res de construction sont tout différents. A la limite on peut môme concevoir une machine alternative objet de l'invention ne comportant qu'une seule pôle par cadre mobile, ce qui est très intéressant dans la propulsion par e-le. Dans le cas d'une réalisation simple ou monocadre de l'invention, c'est l'inertie du dispositif rotatif de transmission qui permet l'inversion du cadre L, comme nous l'avons vu. Si cette inertie est insuffisante, il convient d'adjoindre un volant d'inertie å l'arbre T. Cette disposition suffit dans de nombreux cas d'applications de captation de l'énergie d'un fluide, lorsque celui-ci exerce une poussée permanente, comme c'est le cas par exemple d'une machine hydraulique entratnée de manière continue par un cours d'eau. fl convient seulement d'aider au démarrage lorsqu'il ne s'effectue pas de lui-mame . Mais en fait on a souvent intérêt néanmoins dans la pratique à réaliser une machine multicadre, c'est-h-dire à coupler ensemble deux ou plusieurs cadres mobiles identiques sur le môme arbre T, qu'il soit moteur ou récepteur, et à les placer au montage en position décalée les uns des autres de manière à ce qu'il n'y ait jamais plus d'un cadre en phase dtin- version en meme temps. Pour la captation de l'énergie éolienne, une réalisation multicadre s'impose à cause des accalmies fréquentes et parce que l'inertie du dis positif rotatif devra être réduite le plus possible pour faciliter les démarrages et s'adapter très vite aux changements de régime du vent.C'est alors l'inertie de 1' ensemble des cadres mobiles eux-mêmes qui permettra l'inversion de chacun d'eux à tour de règle. Le meilleur moyen d'associer dans ce but l'action de plusieurs cadres dans un même plan est de les superposer dans le sens de l'arbre T qu'il suffit de prolonger en conséquence et d'équiper de roues collectrices S, comme illustré sur la figure 15 dans le cas de cette machine à cinq cadres décalés. Cela évite toute transmission supplémentaire. Tous les mécanismes sont identiques et les axes des pignons N sont rigoureusement alignés. Pour obtenir un bon entrainement régulier, le décalage de course entre les pitons doit être au moins égal à la demicirconférence Kr du pignon N de référence, pour qu'il n'y ait qu'un cadre à la fois en phase de transition, et le nombre de cadres associés en décalage ne doit pas dépasser le rapport de l'entre-axe des pignons N par la demi-circonférence plus un.La figure 16, sur laquelle tous les mécanismes sont projetés sur un môme plan, l'explique clairement : Le piton V1 du cadre L 1 aborde la phase de transition au moment précis où le piton V 5 du cadre L 5 en sort, les décalages étant égaux ici à la demi-circonférence #r du pignon N de référence. Les cinq cadres de la figure 15 sont positionnés selon la phase illustrée sur le schéma de la figure 16. Un autre mode d'association de plusieurs cadres dans un mô- me plan, mieux adapté dans certaines applications, consiste à aligner ces différent' cadres dans le sens de translation. Dans ce cas il est môme possible de réduire 1 combrement de l'ensemble de la machine en disposant en fait les cadres en alternnn- ce dans deux plans parallèles très voisins, comme le montre la figure 17, de manih- re que les longueurs de course des différents cadres se chevauchent quelque pen dans le sens du fluide. La grandeur du chevauchement doit être judicieusement choisie en fonction de la longueur de l'entre-axe des pignons et du décalage, en vue du rendement global optimum.Les cinq cadres de la figure 17 sont disposés ici selon le môme décalage que ceux de la figure 15. Par extension il est possible de combiner en une môme construction les deux modes d'association des cadres des figures 15 et 17, soit dans un môme plan d'ensemble, soit même dans des plans différents. Dans un autre ordre d'idée il peut se produire un phénomène important d'instabilité et mente de tangage de la machine alternative, surtout lorsque la puissance mise en oeuvre dans celle-ci est importante par rapport à son poids n suffit pour supprimer totalement ce phénomène de doubler le nombre de cadres associés et de les disposer lors du montage exactement en opposition de phase deux 9 deux. Cela est particulièrement recommandé par exemple si on applique le système alternatif de l'invention à la propulsion d'un bateau : Les figures 18 et 19 nion- trant vu de dessus l'arrière d'un bateau, illustrent les deux cas les plus simples de cette disposition.Dans les deux cas la machine de propulsion est composée de de deux cadres mobiles, comportant une pôle chacun, et fonctionnent en ppposition de phase. Sur la figure 18 les deux cadres sont superposés verticalement et sur la figure 19 ils sont alignés, au môme niveau, dans le sens de translation et symétri- quement par rapport au plan axial du bateau. Dans les deux cas, les deux pales fonctionnant toujours en sens contraires, le bateau ne subit aucune poussée latérale de réaction, comme ce serait le cas avec une seule pale. Dans certaines réalisations très perfectionnées de l'invention nécessitant une élimination complète des problèmes à la fois d'inertie et d'instabilité, il est possible d'envisager des associations complexes d'un grand nombre pair de cadres mobiles disposés à la fois en décalage de phase les uns des autres et en opposition de phase deux à deux. Suivant un mode de réalisation plus élaborée de l'invention, la machine h fluide objet de celle-ci est dotée d'aménagements spéciaux en vue de l'adapter aux variations de la vitesse de déplacement du fluide par une variation appropriée de la profondeur des pales. Cette recherche se justifie notamment pour les machines réceptrices destinées à capter l'énergie d'un fluide en mouvement,lors- que celui-ci se caractérise par des variations importantes et incontrolablas de vitesse, comme le vent en est un exemple typique. Lorsque la vitesse du vent augmenta, la vitesse de translation des pales s'accélère elle-aussi mais parallèlement le vent traverse plus vite les pales dont il sort avec une vitesse résiduelle de plus en plus grande.Par contre si la profondeur des pales est trop importante, l'air y perd toute Sa vitesse et devient inerte avant d'en sortir et freine alors la translation. I1 convient donc de régler la profondeur des pales le plus exactement possible selon les variations de la vitesse du vent, en vue d'obtenir la plus grande puissance à l'arbre récepteur à tous les régimes. Pour cela les pales sont télescopiques, c'est-à-dire quelles sont constituées de plusieurs parties, très étroitement juxtaposées ou emboitées, et coulissant entre allas. La figure 20 montre schématiquement le fonctionnement de ces pales à profondeur variable, le dessin se rapportant ici à l'application à une machine alternative. Dans cette illustration chaque pale se compose de deux parties. La partie (m) est fixe et solidaire du cadre porteur (o). La partie (n) est coulissante donc mobile par rapport à la partie (m), et peut se déplacer parallèlement à celle-ci et pratidquement dans le môme plan, en suivant par exemple un jeu de glis sières solidaires/(m) De la môme façon que toutes les parties fixes (m) sont soli- daires du cadre porteur (o), toutes les parties mobiles (n) sont solidaires d'un Ion- geron (p) auquel chacune d'elles est reliée par une ou plusieurs biellettes articulées (q). Le longeron (p) constitue la pièce mattresse du système de régulation puisqu'il permet de transmettre la commande de variation de profondeur des pales tout en suivant rigoureusement le mouvement de translation du cadre porteur (o). Eh effet il est relié à ce dernier au moyen de glissières porteuses transversales, dont une partie (X) est fixée solidairement sur (o) et une partie (s) est fixée solidairement sur (p), ce qui n'autorise à (p) par rapport à (o) qu'un déplacement transversal, en rap port avec la variation de profondeur des pales, Par ailleurs, sur ce môme longeron (p) sont montés des jeux de galets (t), lesquels se déplacent selon la translation du cadre porteur, en roulant contre deux ailes opposées d'un longeron (u), de profil approprié (en U par exemple), solidaire de la commande de régulation. son résumé : le cadre porteur (o) et les parties (i) des pâles subissent exclusivement le mouvement régulier de translation dû à l'action du vent.Le longeron de commande (u) su, bit quant à lui exclusivement le mouvement transversal épisodique et irrégulier de réglage de profondeur, actionné en cela par un vérin fixe (v) auquel il est couplé. Enfin, le longeron intermédiaire (p), et avec lui tout ce qui s'y rattache,(galets (t), biellettes (q) et parties mobiles (n) des pâles), combine en môme temps les deux mouvements. Ce système de régulation de la profondeur des pales s'applique aussi bien à l'un et à l'autre des deux modes généraux de réalisation de l'invention, c'est-à-dire à la machine à translation à sens unique et à la machine à translation alternative, selon bien entendu des dispositions appropriées à chacun des deux cas.Cette régulation s'effectue d'une manière centralisée pour toute la machine au.moyen d'un vérin unique (v), solidaire du longeron de commande (u), et actionné automatiquement par un dispositif de servo-commande programmé (w), électro-pneumatique ou autre. I1 est à noter toutefois que le système de régulation de profondeur de pôle tel qu'il est décrit et illustré par la figure 20 est relativement facile à réaliser pour des machines réceptrices dont l'angle que font les pales avec la direction du fluide est très faible, mais l'extension des pales est plus difficile à obtenir sur des machines motrices o l'angle d'attaque est généralement beaucoup plus grand. Selon les cas, l'un des deux modes généraux de réalisation de l'invention, å translation à sens unique ou alternative, s'appliquera de préférence b l'autre et inversement. La machine à translation à sens unique est mécani- quement beaucoup plus simple et pour cette raison essentielle elle sera choisie autant que possible. Toutefois outre le fait qu'elle nécessite beaucoup plus de surface de pâles que l'autre pour une même surface d'action, elle présente aussi l'in convinrent de ne pas permettre l'évacuation (ou l'entrée) directe du fluide face au plan d'action, mais seulement latéralement. Cela n'est pas forcément toujours gênant mais L'est en certains cas, surtout pour des fluides incompressibles.Qui plus est, il s'avère très difficile mécaniquement de concilier sur cette machine à translation à sens unique le système de variation de profondeur des piles lorsque cellesci sont articulées et flottantes. Pour cette raison majeure, la version translation b sens unique sera surtout applicable aux cas d'écoulement du fluide en vitesse constante. L'inconvénient majeur du système alternatif se rapporte quant à lui aux inéluctables ralentissements et accélérations (lesquels peuvent néanmoins être réduits å une fraction très petite du cycle de translation), et à leur corollaire å savoir la nécessité en de très nombreuses applications de diviser la surface d'action en plusieurs cadres fonctionnant en phases décalées. La machine objet de l'invention, qu'elle soit à mouvement à sens unique ou alternatif, peut Outre appliquée h de très nombreux domaines de la mécanique des fluides liquides et gazeux. L'avantage primordial de l'invention, par rapport aux machines à fluide connues, réside dans l'uniformisation de l'effet du fluide sur les pa- les (ou vice-versa) à tout point de la surface d'action occupée par les pôles,uni- formisation d'ensemble résultant d'une part du déplacement rectiligne de celles-ci parallèlement à elles mômes donc à vitesse uniformisée, d'autre part de l'intervalle constant entre elles, et enfin de l'angle idéal constant choisi des pâles par rapport au mouvement du fluide (ou sinon constant tout au moins uniformisé lui aussi en permanence à toutes les pales et sur toute la longueur de leur bord d'attaque). Or cette uniformisation à tout point de la surface d'action permet de contrôler la vitesse de rotation de l'arbre de la machine en fonction de cet effet commun å chaque point et non plus en fonction d'un compromis entre des effets différents comme c'est le cas pour toutes les machines à pâles rotatives. fl en résulte dans tous les cas la possibilité d'augmenter très sensiblement le rendement, en comparaison entre la machine objet de l'invention et les machines à pales rotatives conçues selon 1' é- tat actuel de la technique, et à surface d'action égale. Par définition la machine å fluide motrice est du point de vue fonctionnel la réciproque exacte de la machine å fluide réceptrice.Dans ce dernier cas, l'uniformisation dans la conception de la machine est fondée par principe sur un écoulement uniformisé du fluide en amont de la machine et arrivant sur cells-ci, et ce tant en vitesse qu'en direction, sur tous te la surface d'action.Réciproquement, dans le cas d'une machine motrice destinée à la propulsion d'un fluide, l'uniformisation de l'effet des pâles sur le fluide, cause de l'amélioration du rendement, se traduit par une propulsion du fluide en aval selon une vitesse et une direction totalement uniformisées, propulsion que l'on peut représenter par un faisceau de vecteurs tous égaux et parallèles, contrairement à ce qui se passe pour les machines b pâles rotatives, desquelles le fluide sort selon une plage très étalée de vitesses différentes et dans des directions essentiellement centrifuges et tourbillonnaires. n peut être tiré parti de ce premier avantage primordial de l'invention dans de très nombreux domaines, pratiquement tous les domaines de la mécanique des fluides : turbines hydrauliques et b gae, éoliennes, souffleries, pompes, propulsion et sustentation d'engins aquatiques et sub aquati- tiques, terrestres et aériens etc... Par exemple, l'une des réalisations les plus simples de l'invention, et dont l'intérêt est pourtant tout à fait évident du point de vue du rendement de la force motrice mise en oeuvre est la propulsion d'un bateau soit en version alternative, même avec seulement deux plIes en opposition de phase, soit en version à sens unique. Le second avantage de l'invention est pratiquement aussi important que le premier, notamment en ce qui concerne les nombreuses utilisations inédites auxquelles elle va pouvoir s'appliquer, dans des domaines qu'il semble im- pensable d'aborder rationnellement et économiquement avec quelque machine rotative que ce soit. Bien que la réciproque soit également vraie, cet avantage concerne essentiellement les domaines de captation de l'énergie des fluides en mouvement. Il réside dans le fait que l'on peut exploiter cette énergie à grande échelle et avec le meilleur rendement possible sur de très grandes surfaces d'action avec un mini nnim d'organes de transmission, sans qu'il soit besoin de canaliser le fluide au préalable.Il en résulte un gain appréciable d'énergie du fait de l'absence de pertes par frottement sur des déflecteurs toujours désavantageux, lesquels n'occupent ici, quand ils existent pour protéger certains organes de transmission, qu'une part très faible de la surface exposée. Cet avantage se traduit lui aussi par un accroissement important du rendement, mais du rendement global cette fois, c'est-à-dire relatif à la surface totale exposée au fluide. L'emploitation de l'énergie éolienne est une application exemplaire de l'invention puisque celle-ci permet de la pratique * r un grand front avec la plus grande efficacité et le minimum de trarszzissions de gro page.Mais en ce qui concerne les fluides liquides c' est le cas aussi de l'exploita- tion de l'énergie incommensurable des courants marins que l'invention permet d'envisager enfin d'une manière extrômement prometteuse pour la bonne raison que là également il n'est nullement besoin de canaliser le courant d'eau et que l'on obtiendra un maximum de puissance installée proportionnellement à la surface occupée dans le front du courant marin. L'invention s'appliquera de la môme manière et avec autant d'intérêt A l'exploitation de l'énergie des cours d'eau, mais d'une manière beaucoup plus généralisée, en ce sens qu'elle va permettre de ne plus se borner b tirer parti de l'énergie potentielle de l'eau relative à une dénivellation, mais à tirer parti de l'énergie cinétique relative à sa vitesse d'écoulement. Par ce second avantage capital, l'invention ouvre entre autres de nouveaux horizons extxmes'nt variés dans le domaine de l'énergie naturelle disponible relative à l'hydrographie de la planète : Eh fait elle remet profondément en cause toutes les habitudes acquises en matière d'énergie d'origine hydraulique. REVENDICATIONS : 1) - Machine motrice ou réceptrice destinée à une transformation d'énergie relative au mouvement d'un fluide, liquide ou gazeux, dont l'arbre, animé d'une vitesse de rotation constante pour une puissance donnée, est relié selon le cas soit à une sous ce motrice ou à un dispositif récepteur d'énergie. Cette machine se caractérise par un rendement uniformisé de la transformation d'énergie en chacun des points de la surface d'action en contact avec le fluide, cette surface d'action étant en l'occurence une surface plane disposée perpendiculairement à la direction du mouvement du fluide.Le rendement uniformisé est obtenu par le déplacement rectiligne, h vitesse constante pour une puissance donnée, par translation dans la surface d'action et perpendiculairement à leur longueur, de pâles parallèles et équidistantes offrant à l'écoulement du fluide un angle d'attaque identique pour toutes et sur toute leur longueur. 2) - Machine selon la revendication 1,caractérisée par le fait que la translation des pâles dans la ou les surface (s) d'action s'effectue à sens unique au moyen de deux ou plusieurs cylindres identiques à axes parallèles, animés du même mouvement de rotation autour de leur axe respectif par l'intermédiaire d'une bande fermé, souple ou articulée, de largeur égale à la longueur des cylindres,laquelle est tendue autour de ces derniers en les réunissant et supporte uniformément sur toute sa surface les pales disposées parallèlement aux axes de rotation des cylindres. La bande porteuse forme tangentement entre les cylindres des surfaces planes rectangulaires constituant les surfaces d'action là où elles sont utilisées comme telles. Le fluide entre dans la machine par les deux surfaces latérales ou seulement l'une d'elles, et sort par la ou les surface(s) d'action, ou inversement. L'axe de l'un quelconque des cylindres de révolution constitue 1' arbre, moteur ou récepteur,de la machine, ou bien ce dernier peut titre extérieur et ccuplé directement à plusieurs cylindres ou môme à tous. 3) - Machine selon la revendication 2, caractérisée par le fait que les pâles sont articulées sur la bande porteuse au niveau de leur bord d'attaque, ce qui leur pe met, grâce à un dispositif de guidage automatique ou à un système de butées d'arrêt, de présenter l'annule souhaité par rapport au fluide lors de leur translation dans la ou les surface(s) d'action, et de se mettre " en drapeau " partout ailleurs. 4) - Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la translation à vitesse constante des pâles dans la surface d'action s'effectue alternativement dans deux sens opposés suivant une amplitude constante au moyen d'un cadre mobile rectangulaire supportant les pâles, lequel est relié mécaniquement, par un ensemble d'organes de transmission, h l'arbre de la machine animé d'un mouvement de rotation continu à vitesse constante pour une puissance donnée. Le cadre mobile est entièrement articulé sur son plan axial de translation et l'inclinaison des pales s'inverse automatiquement à la fin de chaque translation par basculement forcé du cadre sur des butées d'arrêt inclinées.Des plaques de tarde latérales,commandées par des coulisseaux placés transversalement au cadre mobile et munis de pitons dont le mouvement est imposé par des rainures aménagées dans le bgti de la machine, maintiennent fermement les parles pendant la translation proprement dite contre des butées angulaires internes, et s'écartent en fin de course pour permettre leur inversion. 5) - Machine selon la revendication 4, caractérisée par le fait que le moyen de trans. former le mouvement rectiligne de translation alternative à vitesse constante du cadre mobile en un mouvement de rotation continu à vitesse constante de l'arbre, ou vice-versa, est un Jeu unique ou répété de deux pignons identiques, placés près de la bordure du cadre mobile et dont les ares fixes sont parallèles à celui-ci et per pendiculaires au sens de translation. Les deux pignons sont réunis par un organe de à la bordure liaison fermé, souple ou articulé, tendu autour d'eux parallèlement du cadre.Ils sont couplés au séme arbre et tonnent dans le môme sens, à la même vitesse. 9ur l'organe de liaison qui réunit les deux pignons est fixé un piton parallèle B leurs axes et déporté vers le cadre mobile auquel il est couplé en coulissant librement dans un évidement transversal rectiligne aménagé dans la tranche de celui-ci. Par construction, chaque translation du cadre mobile s'effectue réellement à vitesse constante seulement pour la fraction correspondant au déplacement rectiligne du piton, à savoir sur une distance égale à celle qui sépare les axes des deux pignons. Bien qu'alternative, la translation des pâles est continue. 6) - Machine selon la revendication 4, caractérisée par le fait que le cadre mobile ne comporte qu'une seule pâle., le cas échéant. 7) - Machine selon la revendication 4, caractérisée par le fait qu'elle comporte plusieurs cadres mobiles indépendants, situés dans un môme plan en alignement dans le sens de translation ou en superposition perpendiculaire au sens de translation ou suivant une combinaison quelconque des deux modes de disposition, ou bien mdme situés dans des plans différents, lesquels cadres mobiles bien que couplés au môme arbre commun, fonctionront par construction en phase décalée chacun par rapport aux autres de manière b ce qu'il n'y ait qu'un seul d'entre eux å la fois en phase d'in- version. 8) - Machine selon la revendication 4, caractérisée par le fait qu'elle comporte deux cadres mobiles indépendants, situés dans un môme plan en alignement dans le sens de translation ou an superposition perpendiculaire au sens de translation, ou bien môme situés dans des plans différents,lesquels cadres mobiles, bien que couplés au môme arbre commun, fonctionnent par construction en opposition de phase. 9) - Machine selon les revendications 4, 7 et 8, caractérisée par le fait qu'elle comporte plusieurs cadres mobiles indépendants, en nombre pair, dont la moitié fonctionnent par construction à la fois en phase décalée chacun par rapport aux autres de la môme moitié, et en opposition de phase chacun par rapport à l'un de l'autre moitié. 10) - Machine selon les revendications 2 et 4, caractérisée par le fait que les pÂ- les sont extensibles en profondeur, c'est-à-dire dans le sens du mouvement du flui- de. Elles sont constituées dans ce but de deux ou plusieurs parties coulissantes les unes par rapport aux autres. La partie maîtresse de chaque pôle est solidaire de la bande porteuse ou du cadre porteur et l'extrêmité de l'ensemble extensible de cha- que pâle est raccordée à un même dispositif statique de commande d'extension, et ce indépendamment du mouvement de translation de l'ensemble porteur,par l'interme re d'un dispositif articulé de liaison obéissant à la fois au mouvement de translation et à la commande d'extension.