Brevet FR2339279A1 — publié le 19770819

La présente invention concerne un dispositif convertissant l'énergie de détente d'un gaz généré par électrolyse dans les grandes profondeurs marines en énergie hydraulique et en énergie électrique. On a toujours tenté de récupérer l'énergie stockée par les océans. Cette énergie se manifeste soit sous forme d'un déplacement de liquide actionnant des turbines marémotrices fonctionnant au rythme des marées, soit sous forme d'une force de compression agissant sur les éléments présents dans les grandes profondeurs. Cette force actuellement inutilisée ne peut être exploitée qu'à condition de provoquer un déplacement mécanique transmissible quelconque. La présente invention objet du dépôt concerne un dispositif permettant de récupérer en partie 1' énergie dynamique(marémotrice)et énergie statique (compression) stockés par les océans. Rappelons brièvement les principes généraux sur lesquels reposent ce procédé pris dans son ensemble. La détente des gaz d'électrolyse obtenu sous la forte pression des profondeurs marines provoque le fonctionnement d'un monte jus disposé au fond d'une fosse étanche. Cette fosse immergée a quelques 100 mètres de profondeur sert de réceptable aux eaux traversant les turbines placées sur les flancs latéraux. Pour augmenter l'efficience du dispositif, ltenceinte constituant l'électrolyseur où sontgéirés les gaz est maintenue en compression constante par Inaction d'une presse hydraulique agissant sur l'habitacle déjà comprimé par l'élévation des eaux lors des marées subit par ltocéan. Le dispositif objet de la présente invention repose donc sur l'application de deux procédés physiques - Le fonctionnement électrolytique d'un monte jus agissant comme une pompe à circulation. - L'adaptation d'un dispositif de presse hydraulique permettant de récupérer une énergie de compression optimale . Monte jus électrique Jusqu'à ce jour on connaissait bien le fonctionnement des pompes dites montes jus utilisant essentiellement lté- nergie de détente des gaz. Ces pompes agissaient par injection ae gaz à la base d'une colonne de liquide que l'on désirerait mettre en circulation. La décompression du gaz et l'abaissement de la densité moyenne de la colonne de liquide gazéifié produit une ascension rapide du liquide du bas vers le haut de la colonne. La circulation ainsi créée sert à assurer un pompage efficace. Le principe théorique d'uh monte jus ainsi décrit repose zur l'utilisation de l'énergie de détente d'un gaz. Cette énergie de détente peut être récupérée soit, après une compression préalable du gaz vecteur, soit en générant électrolytiquement un gaz dans une enceinte soumise a une forte pression hydraulique. "'est cette derrière condition qui a été appliquée au présent dispositif objet de l'invention. On peut, dans ces conditions, estimer que l'énergie transmise (AG) au monte jus sera d'autant plus grande que la différence de pression existante entre la base de la colonne(P ) et le haut ( ) ) sera grande. V(#- #') = V d p = #G V = volume de liquide concerné Dans les conditions d'utilisation du monte jus, ce dernier fonctionnera d'autant plus énergiquement qu'il recevra une plus grande énergie. Afin d'augmenter cette dernière nous soumettons la base de la colonne à une surpression d'origine tydraulique. Compression hydraulique : Ce dernier perfectionnement consiste à appliquer à l'élec- trolyseur une pression hydraulique produite par l'élévation d'eau d'une marée. Cette pression est ensuite bloquée à marée basse par une vanne anti retour. Dans une deuxième phase ce liquide déjà comprimé subit une surpression constante générée par un piston commandé par une presse hydraulique. L'énergie nécessaire pour faire fonctionner cette presse est récupérée à partir du volume de liquide s'écoulant sur le:plancher de la cuve transformé en plateau mobile par Pour obtenir le maximum d'efficacité de l'ensemble le courant d'électrolyse alimentant le monte jus est emprunté à une turbine hydroélectrique fonctionnant avec les dénivellations de hauteurs produites par les marées. Dispositions d'ensembles Ainsi ce monte jus électrique constitue le dispositif permettant ltévacuation des eaux traversées par des turbines hydroélectriques placées en amont. L'épuisement sera d'autant plus efficace que le rendement du monte jus sera grand. Ce rendement est accru par une compression én deux temps de l'électrolyseur, dans un premier temps on utilise l'élévation des eaux issue des marées, dans le second temps, l'action d'un piston provenant d'une presse hydraulique animée par le plancher de la cuve. Ce plancher commandé par ls -tmontée des eaux, s'abaisse et libère à son niveau le plus bas une vanne mettant en communication le réservoir du monte jus et le fond de la cuve. La récupération de l'énergie électrique se fait au niveau des turbines hydroéleebriques qui sont placées sur les parois verticaux de la fosse pratiquement immergée. Cette fosse est donc constituée d'une cuve rectangulaire au 4/5 immergée munie sur ses parois latéraux de convertisseurs hydroélectriques (turbines) et du monte jus électrique. Les eaux traversant ces turbines s'écoulent vers le fond de la cuve où elles sont reprises par le monte jus pour être évacuées de la fosse. Ce dispositif permet ainsi de récupérer à travers les turbines l'énergie de détente servant à actionner le monte jus. Ce dispositif pris dans son ensemble et objet du brevet présente de nombreux avantages et entre-autres : - Un fonctionnement souple, modulé par courant d'électrolyse actionnant le mécanisme du monte jus. - Une conversion d'énergie présentant un bilan favorable à sa récupération. - Une efficacité optimale du monte jus électrique obtenue par l'application d'une surpression à l'électrolyseur durant la marée haute1 complétée par l'action d'une presse hydraulique. - Une récupération optimale du travail de détente des gaz obtenus au moyen de valves de décompression situés sur la colonne montante. - Une adaptation facile envisageable sur les plateformes marines. - Un fonctionnement continu, quelques soit les intempéries. - Un coût de mise en oeuvre modéré compte tenu du coût que représente l'installation d'une centrale hydroélectrique. - Une implantation indépendante du liquide la situation géographique. L'invention sera mieux comprise grâce aux dessins an vexés que ne sont donnés, qu'à titre d'exemple non limitatif et aux descriptions qui suivent En se reportant à la figure 1/2 où se trouve le dispositif de pompage représenté par le monte jus électrique. En se reportant à la figure II/2 on trouve l'ensem- ble du dispositif de conversion des énergies adapté à une plateforme marine. Bur la figure 1/2 on a tracé la réalisation du monte jus électrique inclus dans l'installation. Il est composé d'une tubulure verticale (1) de plusieurs dizaines de mètres, reposant sur un électrolyseur(3) rempli d'eau de mer. L'ensemble du monte jus est immergé dans le cuve (11) contenant de l'eau de mer (5) isolé de l'ensemble de la fosse par la cloison étanche (23). le monte jus est surmonté d'un réservoir sphérique(6) muni de =tubulure d'évacuation des gaz (15) et de liquide (14). Des valves de décompression (7) sont situées sur la tubulure (1) et fonctionnent par l'aspiration provoquée lors de la montée du liquide dans la colonne. L'électrolyseur (3) est muni d'électrode (2) et de deux systèmes de compression: -L'un constitué par le vase (8) placé juste sous le niveau de la mer (t7) et muni de valve (16) qui se déverrouille à marée montante pour remplir le récipient d'électrolyse (3) grâce grâce à la tubulure de raccordement (t3). la valve (16) est Au filtre mécanique (is) - L'autre est réalisé à l'aide d'un système de presse hydraulique constitué par le plateau (9) monté sur un vérin classique. Ce plateau (9) constitue le plancher de la fosse (4) et reçoit la pression des eaux d'écoulement issues de turbines. La pression de ces eaux provoque l'abaissement du plateau (9) dont le mouvement transmis par le mécanisme (10) comprime le liquide contenu dans l'électrolyseur (3) grâce au piston (5). En outre, au plus bas de son niveau le plateau (9) met en communication le réservoir de la pompe monte jus (11) et le fond de la cuve (4) par l'ouverture de la porte (12). En se reportant à la figure II/2, on trouve l'ensemble du dispositif de conversion des énergies adapté à une plateforme marine. Ce dispositif comprend 2 cuves (1) et (4)isolées des océans par les parois (22) (25) et (24) et divisé en deux compartiments par la cloison (2) munie d'une vanne (12). in outre, cet ensemble est fixé à un point fixe quelconque des fonds marins de façon à être maintenu à un niveau constant quelque soit la hauteur du niveau de la mer. Les niveaux des-marées sont pour la marée haute (17) et pour la marée basse(19) La fosse possède à titre d'exemple deux types de turbines, l'une récupérant l'énergie marémotrice (21) et l'autre(20) fonctionne en turbine hydroélectrique classique. Le fond de la cuve est constitué par le plancher mobile (9) actionnant le mécanisme de la presse hydraulique (10). Le monte jus électrique comporte sa tige munie de valves d'aspiration (7), de son électrolyseur (3) muni de ces électrodes (2) alimentées en courant alternatif ou continu par le é- nérateur stockeur d'énergie (26). Les eaux ayant traversé la turbine (20) et la vanne(12) sont stockées en (11) et recyclées vers l'extérieur à travers le vase de rejet (6). La mise en pression de llzlectrolyseur à marée haute est assurée par le vase (8), la vanne anti-retour (t6) et la tubulure (13). Fonctionnement : Lorsque la marée est à son niveau le plus haut (17), elle remplielBélectrolyseur (,) au travers du cône (18) et du vase (8). n outre la marée montante provoque le fonctionnement de la turbine (21) dont l'énergie est partielLement utilisée par l'électro lyseur ()) pour alimenter les électrodes (2). les gaz générés par électrolyse provoquent le fonctior.- nement du monte jus. Ce dernier en fonctionnant entraine la colonne de liquide contenu dans (1) créant un phénomène d'aspiration à travers les valves (7) épuisant en liquide le comptrtement (il). Les valves (7) ne peuvent s'ouvrir que lorsque la pression du compartitment (11) est supérieure à la pression de la colonne (1). Ceci est obtenu lors du fonctionnement du monte jus électrique. Pendant ce temps, la cuve commence à. sue remplir par l'écoulement des eaux au travers de la turbine (21). A marée basse (19), la turbine (20) jusqu'alors obture va commencer à fonctionner, assurant d'une part, une conversion d'énergie stockée par 26) et d'autre part, un remplissage du fond de la cuve (4). L'épuisement du-comportement (îi) provoque une baisse de pression dans l'électrolyseur; l'élévation du niveau des eaux en (4) actionne le plateau (9) entrainant le mouvement de la presse hydraulique. Cette dernière compense la dépression subit par l'électrolyseur () et agit sur le mécanisme (10) entraînant le piston (5). Lorsque les eaux sont au niveau le plus haute (4), le le plateau ouvre la vanne (12) permettant le nouveau remplissage de (15) et le plateau (9) revient à sa position haute. L'ensemble de ces mouvements actionnent des turbines dont l'énergie excédentaire est stockée. Le rythme de l'ensemble est synchronisé avec le cycle des marées. REVENDICATIONS I - Dispositif de conversion hydroélectrique d'énergie marine fonctionnant à partir de la détente des gaz caractérisé en ce qu'il comporte un monte Jus électrique aspirant l'eau aidé par le jeu de valves; ce monte Jus muni d'un électrolyseur est soumis à la pression des marées et à une compression d'origine hydraulique, le fonctionnement de ce monte jus épuise les eaux contenues dans une cuve, cette dernier constituée de panneaux où sont situe des convertisseurs d'énergie à base de turbines hydroélectriques et d'un plancher mobile servant d'une presse hydraulique. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen permettant de générer les gaz du monte Jus sont des électrodes alimentées en courant basse tension. 3 - Dispositif selon les revendications 1 et 2 prises dans leur ensemble caractérisé par le fait que l'aspiration est assurée au moyen de valves disposées sur la colonne ascensionnelle du monte jus immergée dans le compartiment marin. 4 - Dispositif selon la revendication 3 caractérisé par le fait que les gaz et le liquide entraînés par pompage sont séparés au moyen d'un vase situé au niveau de la tubulure et constituant la partie .émergente du monte Jus par rapport au niveau maxiium de la mer. 5 - Dispositif selon les revendications t et 2 prises dans leur ensemble caractérisé par le fait que le moyen de comprimer l'électroly- seur est un vase d'erpansion muni d'une valve s'ouvrant å marée haute. 6 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le moyen de maintenir la compression de l'électrolyseur est une presse hydraulique agissant au travers d'un piston de faible surface et transmettant la pression dbe à l'élévation du niveau des eaux d'une cuve annexe. 7 - Dispositif selon lo revendications1 et 6 prises dans leur ensemble, caractérisé par le fait que le monte jus est alimenté en li quida au moyen d'une vanne s'ouvrant par l'effacement du plateau d'une presse hydraulique. 8 - Dispositif selon la revendicationl, caractérisé par le fait que l'alimentation en courant électrique du monte Jus est obtenue au moyen d'une turbine fonctionnant suivant le cycle des marées. 9 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la conversion d'énergie s'effectue au moyen d'une turbine classique fonctionnant en continu située sur les parois laterals d'une cuve, l'eau rejetée par cette turbine actionnant une presse hydraulique, et l'énergie produite par cette turbine étant stockée suivant les procédés classiques.