Brevet FR2369440A1 — publié le 19780526

La présente invention concerne une centrale hydroélectrique destinée à mettre à profit lténergie contenue dans la mer, grâce à laquelle il est possible pratiquement d'exploiter le courant des marées et les différences de niveau existant entre la crête et le creux des vagues. De nombreuses recherches ont déjà e été effectuées dans cette direction, tendant à l'exploitation de lténergie contenue dans la mer. C'est ainsi qu'il a dejà été proposé d'installer une structure flottante pourvue sous la surface de l'eau de roues à- aubes qui sont entraînées en -rotation par le mouvement des vagues, et de relier ces roues à des générateurs fournissant un courant électrique prévus sur la structure (DT-PS 727 553). Selon une autre installation connue, il est prévu une consstruction immobile constituant la centrale marée-motrice dans laquelle sont aménagées les roues motrices d'une turbine en liaison avec l'eau environnante par deux conduites d'amenée de l'eau motrice. Ces conduites d'amenée de l'eau motrice sont aménagées sur le meme axe et peuvent fonctionner alternativement pour amener liteau motrice ou pour I'évacuer (Dt-PS 843 980). Une autre proposition concerne aussi une unité flottante, mais cette fois-ci ancrée, pourvue d'un réservoir collecteur destiné aux vagues qui franchissent le rebord supérieur dudit réservoir. Le réservoir est par ailleurs pourvu d'un passage de sortie aménagé dans le fond et conduisant à une roue hydraulique mue par en dessous (DOS 3 324 994). On connait par ailleurs un mécanisme mettant à profit la force mécanique provoquée par le choc des vagues. Dans ce cas, des pistons sont entraînes alternativement dans un système à air comprimé au moyen d'un dispositif mécanique correspondant. L'air comprimé est destiné à être transformé en d'autres formes d'énergie d'une manière qui n'est pas decrite plus e détail (US-PS i 604 632). Une autre proposition qui a été rendue publique consiste en des turbines tournant sur des axes verticaux dans un corps flottant et aménagées dans un tunnel ouvert vers le bas et en communication avec l'eau environnante. Ces turbines doivent être mises en mouvement par le mouvement des vagues. L'eau qui monte dans le tunnel est évacuée latéralement par des volets aménages dans les parois extérieures du corps flottant (US-PS 3 870 983). Même s'il pouvait etre supposé que tous ces dispositifs sont aiment capables de fonctionner, il leur manque manifestement la rentabilité nécessaire qui seule rendrait possible une mise en oeuvre de ces propositions. En fait, on ne connait qu'une seule usine marée-motrice fonctionnant à l'embouchure de la Rance en Bretagne, dans laquelle l'embouchure de la Rance en forme d'entonnoir et qui constitue un très grand bassin est remplie lors de la mare montante et fermée lorsque la maree a atteint son niveau le plus haut. A marée basse, l'eau s'écoule en passant sur des turbines branchees sur des gééra- teurs, et la différence de niveau de l'eau est transformée en énergie utilisable. Avec un te dispositif cependant, on ne peut obtenir de I'énergi que pendant l'intervalle qui sépare les marées en mettant a profit lténergie qui a été stockee. L'objet de l'invention est une centrale hydroélectrique à haut rendement obtenu avec lténergie dont on dispose et permettant une rentabilité pratique vraiment intéressante. Ceci signifie que le dispositif doit être tel que l'on puisse retirer un profit aussi important que possible de l'énergie dont on dispose et que ce pourcentage puisse être transformé en courant electrique. La solution apportée par l'invention à ce problème consiste en une centrale hydroélectrique se présentant sous la forme d'une ile ancrée dans la mer et comprenant, d'une part, des moyens pour exploiter l'énergie provenant des mouvements de marée de la mer et, d'autre part des moyens pour exploiter l'e'nergie provenant du mouvement des vagues. D'une part on peut ainsi relativement augmenter le captage et la transformation de l'énergie et par voie de conséquence la rentabilité ; et d'autre part on met a profit les deux formes d'énergie qui se troutdisponibles dans la mer, à savoir l'énergie provenant des courants des marées et lténergie provenant des mouvements des vagues. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, il est prévu une plai-Corme susceptible de flotter et d'etre ancrée comprenant d'une part sur son coté inférieur et en direction du courant de turbines ou des hélices orientah]es permettant l'entraînement de générateurs d'électricité, et d antre part sur son côté supérieur un bassin collecteur d'eau en liaison avec des capteurs de vagues destines au remplissage du bassin, tandis que des conduites de connection susceptibles d'entre ouvertes et fermées sont prévues entre le bassin et la zone de fonctionnement des turbines ou des hélices. De préférence, les turbines ou les hélices sont aménagées dans des conduites où passe l'eau motrice. Les turbines ou les hélices qui sont prévues en dessous oé la plate-forme sont constamment dirigées dans la direction du courant de la marée de sorte qu'elles fonctionnent aussi den par marée montante que par marée descendante. Une admission est en outre prévue pour liteau provenant du mouvement des vagues qui pénetre dans le bassin collecteur en franchissant son rebord supérieur. Grâce à ce dispositif, on est certain que les deux formes d'énergie qui sont disponibles dans la mer sont exploitées et, grâce à l'xploitation alternative etsou simultanée de ces formes d'énergie, on est assuré d'un large pourcentage de captation ou de transformation de cette énergie. Les tubes d'amenée de l'eau motrice peuvent se présenter sous la forme de tubes Venturi. De préférence, la plate-forme est reliée en fonction de la forme de sa périphérie à de petites plate-formes périphériques flottantes séparées les unes des autres. En premier lieu, celles-ci améliorent la stabilité de l'ensemble de l'installation. Par ailleurs et grâce à des aménagements appropriés, ces plate-formes satellites peuvent également constituer des capteurs de courant pour les embouchures des conduites d'amenée -de l'eau motrice. Mais il est également possible de prévoir pour le -captage du courant une échancrure dans la plate-forme elle-meme. Les aubes des turbines ou les pales des hélices peuvent être réglées d'une manière connue. Il est également possible de prévoir que les turbines, les hélices ou leurs conduites d'amenée d'eau motrice soient réglables en hauteur. On a ainsi la possibilité de s'adapter à la hauteur du courant des marées, en tenant compte en particulier du niveau de remplissage du réservoir situé sur la plate-forme et de ce fait de la profondeur d'immersion de ladite plate-forme. Les capteurs de vagues destinés au remplissage du bassin collecteur situé sur la plate-forme vont de préférence en se rétrécissant en cône jusqu 'a un volet de retenue disposé dans la paroi du bassin collecteur. Du fait de la conicité du capteur de vagues, une pression montante est appliquée au volet de retenue et il en résulte que le réservoir ne se remplit que lorsque la surface de l'eau contenue dans ce dernier est située à un niveau plus élevé que celui dôfini par l'entrée de l'eau par les volets de retenue. Des tôles de captage peuvent être prévues autour de l'embouchure des capteurs de vagues de manière à les entourer, ceci pour permettre une meilleure exploitation de l'énergie des vagues qui se manifeste non seulement dans leur mouvement horizontal sous l'in- fluence du vent, mais aussi dans le sens vertical du fait des crêtes et des creux qui se suivent. Les capteurs de vagues peuvent entourer toute la plate-forme ou bien ils peuvent être aménagés sur le côté de la plate-forme oriente dans la direction principale des vagues, lesdits capteurs étant de préférence montes pivotants. Autres caractéristiques de l'invention et d'autres détails concernant les avantages obtenus grâce à elle ressortiront des la description qui suit d'un mode de réalisatioll de l'invention représenté dans les dessins ci-annexes sous une forme purement schématique et-à titre d'exemple La figure 1 représente une plate-forme selon l'invention vue en coupe La figure 2 est une vue partielle par en dessous de cette plate-forme ; et La figure 3 est une vue latérale partielle de la même plateforme. Dans l'essentiel, la plate-forme consiste en un corps flottant l qui peut être de forme rectangulaire ou approximativement rectangulaire comme le montre le dessin, mais qui peut etre également de forme circulaire ou elliptique avec le cas échéant des échancrures. A la partie inférieure 2 du corps flottant l sont installes par exemple des turbines 3 dont les tubes-d'aménée de lleau motrice 4 sont aménages à l'avant et a l'arrière. Dans le mode de réalisation représenté, il est aménagé une série de turbines et de conduites d'amenée de l'eau motrice de ce type disposées en paral lèle. Quand la plate-forme est de forme circulaire, ces turbines 3 peuvent également être aménagées en cercle.Lorsque les turbines 3 et les conduites d'amenée de l'eau motrice 4 sont fixées fermement en dessous de la plate-forme, il en résulte la possibilité d'amener l'ensemble de la plate-forme qui est susceptible d'être maintenue par des moyens d'ancrage non representés à l'endroit de la mer qui lui est assigne jusqu'à l'emplacement exact où règne un courant de marées à un moment précis. Mais il est également possible d'aménager les turbines 3 et leurs conduites d'amenée d'eau motrice 4 en groupes ou séparément sur un axe vertical pour qu'elles puissent être orientées sans changer l'emplacement de l'Aile selon les conditions du courant règnant à une époque déterminée.Finalement il est également possible de construire les turbines 3 sous forme de turbines à pas variable pour qu'elles puissent toujours tourner dans le même sens lorsque le courant circule en sens inverse. Les turbines 3 sont reliées d'une manière connue en soi à des genérateurs 5 destinés a produire un courant électrique et qui sont aménagées dans le corps flottant 1. A la partie supérieure du corps flottant i est disposé un bassin collecteur 6 qui est en liaison avec des capteurs de vagues 7 aménagés tout autour eut les uns contre les autres. Ces capteurs de vagues 7 comportent une ouverture 8 orientée sur le côté inférieur du corps flottant l qui est en surplomb, cette ouverture se prolongeant en conduite 9 de forme conique allant en s amincissant et se terminant finalement dans la paroi latérale du bassin collecteur par des ouvertures il fermées par des volets de retenue 10. Le niveau normal de l'eau est indiqué en 12. Lorsque la hauteur des vagues est suffisante, l'eau monte dans les conduites 9 sous l'effet de la montez de pression s' exerçant vers le haut et s'écoule dans le bassin collecteur 6 en ouvrant les volets de retenue 10. L'eau rassemblée dans le bassin peut être dirigée vers les turbines 3 par les conduites 13 et renforcer ainsi le courant dirigé vers les turbines par les conduites d'amenée d'eau motrice. Les conduites 13 peuvent être ouvertes ou fermées au moyen de vannes 14. Lorsque la plate-forme est pourvue de plate-formes stellites 15, par exemple aux coins du rectangle formé par le corps flottant 1, il est possible d'améliorer la stabilité de l'ils Grâce à l'aménage- ment représenté, les plate-formes satellites améliorent également la prise d'eau des embouchures des conduites d'amenée d'eau motrice en constituant des échancrures 16 sur le côté inférieur du corps flottant l. REVbNDICATIONS 1.- Centrale hydroélectrique destinée à la mise à profit de l'énergie contenue dans la mer sous forme de courants de marée et du mouvement des vagues, se présentant sous la forme d'une 11e ancrable dans la mer, caracterisée par le fait qu'elle comporte ded moyens aptes à capter lténergie des courants de marée et des moyens aptes à capter l'énergie des mouvements des vagues. 2.- Centrale hydroélectrique selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'île est constituée par une plate-forme flottante et ancrable comprenant dabord,sur son côté inférieur et en direction du courant) des turbines ou des hélices orientables destinées a entralner des generateurs d'électricité, et en outre,sur sur son côté supérieur,un bassin collecteur d'eau qui est en liaison avec des capteurs de vagues destines au remplissage du bassin, tandis que des conduites de liaison susceptibles d'être ouvertes ou fermées sont prévues entre le bassin collecteur et la zone de fonctionnement des turbines ou des hélices. 3.- Centrale hyrdroélectrique selon la revendication 2, caractérisée par le fait que les turbines ou les hélices sont aménagées dans des conduites d'amenée d'eau motrice. 4.- Centrale hydroélectrique selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée par le fait que la plate-forme peut être orientée dans la direction du courant. 5.- Centrale hydroélectrique selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée par le fait que les turbines ou les hélices qui sont aménagées au dessous de la plate-forme peuvent etre orientées, le cas echéant avec leurs conduites d'amenée d'eau motrice, dans la direction du courant. 6.- Centrale hydroélectrique selon l'une quelconque des revendications 2 a 5, caractérisée par le fait que les conduites d'amenée d'eau motrice sont constituées sous forme de conduites Venturi. 7.- Centrale hydreelectrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que la plate-forme est entourée de plate-formes satellites plus petites et flottantes sépares par des espaces. 8.- Centrale hydroélectrique selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisée par le fait qu'en vue du captage du courant destiné aux turbines ou aux hélices, des échancrures correspondantes sont aménagées dans la plate-forme elle-même. 9.- Centrale hydroélectrique selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisée par le fait que les turbines sont des turbines à pas variable. 10.- Centrale hydroélectrique selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisée par le fait que le niveau auquel sont fixes les conduites d'amener d'eau motrice ou les turbines est réglable. ll.- Centrale hydroélectrique selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractesisée par le fait que les capteurs de vagues présentent une forme conique allant en se rétrécissant depuis leur embouchure jusqu a un volet de retenue aménagé sur la paroi du bassin collecteur 12.- Centrale hydroélectrique selon la revendication 11, caractérisée par le fait que les embouchures des capteurs de vagues sont entourées de tôles de captage. 13.- Centrale hydroélectrique selon la revendication 12, caractérisée par le fait que les tôles de captage des capteurs de vagues s'étendent autour de l'ensemble de la plate-forme. 14.- Centrale hydroélectrique selon la revendication 12, caractérisée par le fait que les tôles de captage des capteurs de vagues qui peuvent éventuellement pivoter sont orientées dans la direction principale du courant des vagues a tout moment.