Brevet FR2290074A1 — publié le 19760528

La présente invention est relative à un groupe générateur hydroélectrique, pouvant être fixe ou mobile. Les problèmes d'énergie se posant avec de plus en plus d'acuité, il est intéressant d'envisager l'extension de l'utilisation de l'énergie motrice des eaux en mollement. L'invention s'applique notamment aux cas des chutes basses d'eau naturelles et/ou artificielles (déversoirs de digues créés ar les cours d'eau) et également pour bénéficier, à proximité des rivages marins, de la force marémotrice ou de celle des vagues. L'invention a pour objet un dispositif formant élément unitaire ou caisson ou analogue, destiné à la production d'énergie hydroélectrique, du type comprenant au moins une roue à aubes ou analogue, sur laquelle est appliquée l'énergie d'un fluide moteur tel'que l'eau, ladite roue étant couplée à un générateur d'électricité,caractérisé en ce que ledit dispositif est épanche et est monté flottant à la surface d'une étendue d'eauluviale ou marine, ledit dispositif étant sucez tible d'être fixé ou amarré à au moins un point fixe. Selon une autre caractéristique de l'invention, un ensemble générateur hydroélectrique, tel que notamment une centrale hydraulique, est caratérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif formant caisson étanche, lesdits dispositifs étant montés en accouplement entre eux, tandis que des moyens amortisseurs de chocs latéraux sont prévus. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, une installation marémotrice de production d'électricité est caractérisée en ce ;quelle comprend une digue marine discontinue, présentant au moins une ouverture ou échancrure à l'intérieur de laquelle est monté au moins un dispositif formant caisson étanche, les roues à aubes précitées ayant le même diamètre et étant en position symétrique. L'invention permet l'utilisation de courants d'eau de débit relativement faible. Elle ne nécessite que des investissements faibles tandis qu'elle permet une grande souplesse d'utilisation puisque les caissons étanches sont facilement interchangeables, ce qui facilite l'exploitation d'une centrale électrique flottante selon l'invention. les frais d'entretien de telles installations sont peu élevés, si bien que l'invention permet de satisfaire des besoins en énergie, tant individuels que collectifs. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d' illustration et dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en coupe avec arrachement partiel, d'un groupe générateur hydroélectrique selon les flèches I-I de la figure 2 - la figure 2 est une vue partielle en coupe, avec arrachement partiel, selon les flèches II-II de la figure 1 et au niveau de l'accouplement entre les roues à aubes et le générateur électrique du groupe hydroélectrique selon l'inention; - la figure 3 est une vue de dessus schématique représentant une variante de l'invention ; et - la figure 4 est une vue schématique de dessus d'une autre variante de Itinvention tes figues 1 et 2 représentant une centrale hydraulique flottante sur un cours d'eau 1 dont le lit 2 reçoit une digue 7 de retenue ou de régulation de niveau d'eau, prévue notamment au voisinage d'une écluse fluviale. La centrale est constituée par exemple de deux caissons étanches 4a, 4b , (figure 2), présentant respectivement des moyens accoupleurs amortisseurs 5a et 5b pour amortir les chocs latéraux en particulier . tes caissons comportent à leur partie supérieure des moyens de traction 6, tels que des treuils susceptibles d'enrouler des cables 7 amarrés en des points d'ancrage 8,disposés dans le lit du cours d'eau. Des organes de rappel, tels que des poulies 9, montés à la partie supérieure de pieux 10 ou analogues, assurent le guidage des câbles 7. te fond 11 des caissons (4a, 42 présente, au voisinage de sa périphérie, quatre parties 12 sensiblement profilées en forme de V, montées à glissement par rapport à des moyens d'appui 13, tels que notamment des vérins, et formant organes limiteurs de course de profondeur . l'amarrage amont de la centrale, en coopté~ ration avec l'ensemble parties 12- moyens d'appui 13, permet d'assurer la flottaison et le retenue de la centrale reposant sur le cours d'eau par son fond 11. te caisson 4b, par exemple, comprend des moyens de fixation 14b de câbles 15 susceptibles de s'enrouler autour de treuils 16 disposés sur le rivage 17, ce qui assure la liaison latérale des caissons avec la rive et permet notamment le déplacement des caissons hors de la zone navigable quand cela est désiré. Chacun des caissons comporte une première roue 8b) à aubes 19, aimée en rotation autour de son axe (20a) par suite de l'écoulement de la masse liquide 21 à partir de la digue 3. Une seconde roue à aubes au moins telle que 22a est montée en aval de la roue principale (18a, 18b). Ell est animée en rotation autour de son axe 23a puisqu'elle reçoit le courant de fuite 24 créé après la chute et le passage sur la roue principale de la masse liquide 21. Chaque caisson étanche comporte également un générateur d'électricité, tel qu'un alternateur 25a , monté sur me assise 26. Un carter de distribution (27a , 27b) comprend notamment un système (tel que 28a) d'accouplement et de synchronisation de rotation des arbres 20a et 23a . Un tel système, pouvant être monté d'un seul côté ou de part et d'autre , est du type à embrayage ou analogue. Un accouplement est par ailleurs réalisé avec l'arbre de rotation 29a de l'alternateur 25a. Des portes étanches 30a de communication entre caissons sont prévues latéralement, pour accéder à une plåteforme 31a permettant d'effectuer des interventions d'entretien ou de réparation à l'intérieur des caissons. Elles forment hublots d'éclairage interne. ta digue 3 comporte, du coté aval, des moyens amortisseurs 32, tels que des boudins pneumatiques, assurant la protection des aubes 19 en cas de déplacement des caissons vers 1V amont, ou encore tels que des points d'appui horizontaux réglables solidSres des caissonX la digue comporte également, vers sa partie supérieure amont, une ville 33 d'arrêt des déchets transportés par le cours d'eau, tandis qu'une partie 34 constitue un support de retenue de câbles 7 d'amarrage en attente, c'est-à-dire lorsque les caissons ne sont pas amarrés en particulier. le fnnctionnement de la centrale a lieu de la manière suivante Après accouplement d'un nombre désiré de caissons entre eux et amarrage de l'ensemble en 8, on accouple également les arbres des roues 18a et 22a par exemple, l'ensemble étant relié à l'arbre 29a de l'alternateur 25a. La chute de la masse liquide 21 entraîne la roue 18a, tandis que le courant de fuite 24 actionne la ou les roues 22a,disposées à un niveau plus bas que la roue 18a et dont le diamètre peut être choisi pour réaliser la synchronisation en rotation des arbres desdites roues en tenant compte des débits respectifs de la masse d'eau 21 et du courant de fuite 24. le courant électrique engendré au niveau de l'alternateur 25a peut être transféré vers une cabine de distribution d'énergie électrique (non représentée ) installée sur le rivage.L'arrimage des caissons,mAtant en oeuvre notamment des treuils, peut être télécommandé et l'installation est facilement démontable et transportable hors de la zone navigable, de par ltutilisation des treuils 16. La figure 3 représente une installation marémotrice de production d'électricité 35, essentiellement constituée d'une série de caissons étanches 36 comportant latéralement des moyens 37 d'accouplement et d'amortissement de chocs. l'ensemble de ces caissons, montés côte à côte, est disposé dans l'ouverture dtune digue 38 construite au voisinage du rivage. les caissons 3-6 sont respeçtivement amarrés, au moyen de filins ou d'orins 39 ou analogies, à des corps morts 40 ou analogues. Comme précédemment, chaque caisson -36 comporte au moins deux roues à aubes en liaison avec un alternateur . Dans le cas présent, il faut tenir compo de l'influence des marées provoquant des modifications de l'écoulement des eaux. On puurrait envisager, pour permettre un-fonctionnement oonstant satisfaisant de l'installation marémotrice de réaliser le pivotement du ou des caissons quand cela est nécessaire. Cependant, afin d'éviter cela, les caissons 36 sont tels que les roues à aubes sont de même diamètre et disposées symétriquement de façon à recevoir les effets alternés des marées montantes et descendantes. Enfin, la figure 4 représente une autre variante d'installation marémotrice 41,selon laquelle une digue 42 comporte plusieurs ouvertures délimitées entre elles par des parties formant piliers intercalaires :43. L'installation marémotrice 41 comprend une série de caissons 36 analogues à ceux de la figure 3 et fixés entre les piliers 43 par l'intermédiaire de moyens 44 d'amarrage,amovibles, de type connu en soi. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention peuvent être mis en évidence. En premier lieu, pour empêcher que les aubes des roues ne soient endommagées en touchant le fond du cours d'eau ou du fond marin, on peut prévoir , au lieu de l'ensemble des parties 12 et des moyens d'appui 13, des longerons par exemple en V, montés latéralement et à la partie inférieure du fond 11 des caissons, améliorant ainsi la flottaison et la stabilité du groupe générateur. Ceci permet l'utilisation de celui-ci quelles que soient les conditions de régime d'écoulemant du cours dEau (périodes de crues en particulier). En second lieu, on peut envisager , au lieu de portes coulissantes 30a disposées latéralement, des trappes de visite ménagées à la partie supérieure des caissons. En outre, on pourrait disposer , d'amont en aval, plus d'une roue du type de celle décrite en 22a. Enfin,on peut utiliser, selon les diverses conceptions et les divers modes d'utilisation du groupe générateur selon l'invention , différents mariaux tels que métaux ou plastiquesenotam- ment . Par ailleurs , dans le cas des figures 3 et 4, il est à signaler que l'on peut mettre à profit l'énergie des vagues en particulier. Bien entendu ,l'invention n'est nullement limitée aux modes de réaliaation décrits et représentés qui n'ont été donnés quVà titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles - ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V E N D I C A T I O N S. 1. Dispositif formant élément unitaire ou caisson ou analogue, destiné à la production d'énergie électrique, du type comprenant au moins une roue à aubes ou analogue sur la quelle est appliquée l'énergie d'un fluide moteur tel que l'eau, ladite roue étant couplée à un générateur d'électricité, caractérisé en ce que ledit dispositif est étanche et est monté flottant à la surface d'une étendue d'eau fluviale ou marine, ledit dispositif étant susceptible d'être fixé ou amaré à au moins un point fixe. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de synchronisation de la rotation des roues précitées, dont les arbres sont moyés en accouplement avec l'arbre d'un générateur de courant électrique. 3. Ensemble générateur hydroélectrique, tel que notamment une centrale hydraulique flottante, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif selon la revendication 1 ou 2, lesdits dispositifs étant montés en accouplement entre eux, tandis que des moyens amortisseurs chocs latéraux sont prévus. 4. Ensemble générateur hydroélectrique selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'au moins un dispositif formant caisson étanche précité comporte, à sa partie inférieure , des moyens de protection des roues précitées, tels que des parties formant longerons flotteurs ou analogues, lesdits moyens étant susceptibles de venir en contact d'appui avec lefond de l'étendue d'eau précitée. 5. Ensemble générateur hydroélectique selon la reendication 3, caractérisé en ce qu'au moins un dispositif formant caisson étanche précité présente, à sa partie inférieure, des par ties sensiblement profilées en forme de V, lesdites parties errant montées à glissement par rapport à des moyens d'appui tels que notamment des vérins. 6. Ensemble générateur hydroélectrique selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il est monté en aval d'une chile d'eau s'écoulant au-dessus d'une digue de retenue ou de régulation de niveau d'eau , prévue au voisinage d'une écluse fluviale, ladite digue étant pourvue de moyens de protection, tels que des boudins pneumatiques et/ ou des moyens d'appui avec butées réglables solidaires des caissons précités. 7. Ensemble générateur hydroélectrique selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de traction, tels que notamment au moins un treuil, éventuellement commandés à distance et susceptibles d'enrouler un câble relié à un point d'ancrage situé en amont de la digue précitée. 8. Installation marémotrice de production d'électricité, caractérisée en ce qu'elle comprend une digue marine discontinue, présentant au moins une ouverture ou échancrure ou analogue à l'intérieur de laquelle est monté au moins un dispositif selon la revendications 1 ou 2 , les roues précitées ayant le même diamètre et étant en position symétrique. 9. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'ouverture prévue dans la digue précitée comprend une série de dispositifs précités montés accolés les uns par rapport aux autres et muis de moyens amortisseurs de chocs latéraux, lesdits dispositifs étant amarrés en amont et/ ou en aval de ladite digue à des corps morts ou analogues. 10. Installation selon la revendication 8, caractérisée en ce que la digue marine précitée présente plusieurs ouvertures délimitées entre elles par des parties formant piliers intercalaires ou analogues, lesdits piliers présentant des moyens latéraux d'auznrage amovibles des dispositifs précités montés rau travers desdites ouvertures.