Brevet FR2392174A1 — publié le 19781222

L'invention a pour objet une installation destinée à communiquer avec une mer soumise à des marées et à exploiter les mouvements de celles-ci pour produire de lténergie. On connatt déjà, par exemple par le brevet français nb 1 603 007, une installation de ce genre dans laquelle on cherche à exploiter les déplacements d'un ensemble flotteur masse en concordance avec les marées. Mais, dans ce brevet, il est prévu de façon distincte d'une part une masse qui descend sous l'effet de la gravité, d'autre part un flotteur qui fait remonter la masse pendant la marée montante. De plus, les mouvements de cet ensemble masse-flotteur servent à produire des déplacements d'un piston dans un cylindre par suite d'aspirations et de refoulements d'un volume d'eau. Une telle installation est conteuse et complexe. le but principal de l'invention est de parvenir à une installation extrêmement simple d'exploitation des marées au moyen d'un seul corps creux ne s'accompagnant d'aucun autre engin mobile et fournissant directement de l'énergie pendant tous ses déplacements en concordance avec les marées montantes et descendantes. On atteint ce but selon l'invention grâce a' un bassin mis en communication avec une mer pour se remplir et se vider avec les marées, ce bassin contenant et guidant en déplacement en sens vertical un corps creux muni d'une ouverture bturåble à volonté de remplissage et de vidange; à ce corps creux sont fixées des channes s'étendant respectivement vers le haut et vers le bas et passant sur des poulies de renvoi pour entraîner unidirectionnellement un arbre de récupération d'énergie pen dant tous les déplacement du corps creux.De préférence, des moyens sont prévus pour supporter le corps creux au sommet de sa course pendant l'étale de haute mer et ouvrir l'ouverture de remplissage, pour libérer ce corps creux au début de la marée descendante, et pour ouvrir l'ouverture de vidange pendant l'étale de basse mer, la course du corps creux étant plus courte que l'amplitude totale de la marée dans le bassin. Pour mieux faire apprécier l'invention, on donnera maintenant une description d'un exemple de réalisation d'une installation. On se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue générale en élévation et en coupe d'un bassin contenant et guidant un corps creux selon les marées, conformément à l'invention, - la figure 2 est une vue de dessus du bassin et du corps creux de la figure 1, Un bassin 1 est mis en communication à son fond 2 avec une mer par une conduite 3 et il se termine par un sommet 4; l'agencement est tel que le niveau de la marée basse de cette mer est située en dessous du fond 2 tandis que le niveau de la marée haute ne dépasse pas le sommet 4. Dans ce bassin est contenu un corps creux 5 ayant un volume interne vide aussi grand que possible limité par une paroi supérieure 6 et une paroi inférieure 7.Ce corps creux 5 est pourvu, de pré férence dans sa paroi inférieure 7, d'une ouverture 8 de remplissage et de vidange, pouvant être obturée à volonté. Par exemple, une soupape 9 est associée à un siège 10 et elle a une tige 11 qui s'étend jusqn'au-dessus de la paroi supérieure 6; cette tige Il traverse cette dernière paroi par un tube 12 qui sert à l'évacuation de l'air. Un ressort 13 tend à tenir fermée la soupape 9. Tout autre moyen équivalent et satisfai sant pourrait être adopté pour l'obturation et la libération à volonté de l'ouverture R. Un dégagement 14 est prévu dans le fond 2 du bassin pour la soupape et son siège et la hauteur du tube 12 est choisie pour que l'eau ne risque ras d'y péné trer intempestivement. La paroi supérieure 6 est pourvue de moyens d'an rage 15 pour des chaines 16 qui s'détendent vers le haut et qui passent chacune sur une poulie 17 au-dessus du sommet 4 du bassin avant d'entraîner une roue dentée 18 et de descendre dans une fosse de stockage de channe 19 creusée à c8té du bassin 1. De même, la paroi inférieure 7 est pourvue de moyens d'ancrage 20 pour des chaînes 21 qui s'étendent vers le bas et qui passent chacune autour d'une poulie de renvoi 22 sup portée dans le fond du bassin. Ensuite, les chaînes 21 remon tent vers le sommet 4 du bassin pour passer sur des poulies 23 et entraîner des roues dentées 24 avant de descendre dans une fosse 19. Les chaînes 16 et 21 sont réparties par paires sur des côtés opposés du corps creux 5 et les deux chaînes d'une même paire sont associées à des roues dentées 18, 24 qui sont montées sur un même arbre 25. Ces roues dentées 18, 24 sont calées sur cet arbre 25 par l'intermédiaire de dispositifs à roue libre à un seul sens d'entraînement. L'invention n'impose pas la forme ni les dimensions du bassin 1 et du corps creux 5. Tout au moins, en section droite, les dimensions de ce dernier sont peu différentes de celles du bassin 1 qui a aussi pour rôle de guider le corps creux 5 en déplacement vertical. Tout moyen de guidage approprié peut être adopté, par exemple on peut prévoir quatre galets 26 aux angles du corps creux et les faire rouler dans quatre guides en U 27 dressés dans les angles du bassin 1. Le fonctionnement d'une installation conforme à l'invention est le suivant. Dans l'état visible sur la figure 1, le corps creux 5 est vide et la marée monte dans le bassin 1 en venant par la conduite 3. Dès que le corps creux 5, qui reposait d'abord sur le fond 2 flua soupape 9 étant fermée après la vidange), a été submergé sous le niveau N de l'eau, il a commencé à s'élever sous l'effet d'une poussée égale au poids de l'eau déplaeee. Par suite do ce mouvement, les chaînes 21 sont tirées dans le sens des flèches FM et les arbres 25 sont entraînées en rotation par ces chaînes 21 pendant toute la durée de la marée montante. Quand la mer atteint son niveau supérieur indiqué par un trait mixte ES sur la figure 1, l'ascension du corps creux 5 s'arrête et des moyens de blocage (non représentés) immobilisent ce dernier au niveau maximum atteint. Ces moyens de blocage peuvent être de nombreux types connus, par exemple des cales ou des taquets mobiles installés dans les parois du bassin 1 et manoeuvrés par des vérins hydrauliques. En même temps, d'autres moyens, par exemple une butée centrale (non représentée) agit sur la tige Il de la soupape 9 et ouvre celle-ci. Pendant toute l'étale de haute mer, le corps creux 5 se remplit totalement d'eau. Quand la maree descendante commence, au moment oh le fond 7 est atteint par le niveau de la mer, les moyens de blocage sont manoeuvrés et ils libèrent le corps creux 5 en même temps que la soupape 9 est mise en position de fermeture. le corps creux plein d'eau descend sous l'effet de son poids en suivant la marée Jusqu' au moment ou il rencontre le fond 2 du bassin 1. Pendant que la mer est retirée de celui-ci, la soupape 9 est ouverte et le corps creux 5 se vide, nrêt pour un nouveau cycle. Pendant sa descente, les chaînes 16 sont tirées dans le sens des flèches BD et les arbres 25 sont entraînés en rotation dans le même sens que précéderment. Ainsi, on constate aue les arbres 25 sont des arbres de récupération d'anergie qui sont entraînés en rotation toujours dans le même sens et par une force sensiblement cons tante pendant toute la durée des marées montante et descendante. On peut accoupler a ces arbres 25 tout engin ou tout appareil convenable pour en utiliser l'énergie; par exemple, on peut prévoir un multiplicateur de vitesse 28 suivi d'un générateur hydraulique 29 ou d'un générateur d'électricité, de préférence. L'invention ne limite pas le nombre de bassins et de corps creux que l'on peut utiliser. Après avoir défini les dimensions optima d'un bassin et du corps creux correspondant on peut construire côte a côte de nombreux bassins et addi tionner l'énergie récupérée de chacun deux. On remarquera que l'on obtient la plus grande exploitation possible de l'énergie de la marée montante quand le corps creux 5 monte avec la marée en restant toujours completement submergé. En effet, la force utile est la plus grande quand la différence est la plus grande entre la force ascensionnelle due au volume immergé et le poids du corps creux 5. Pendant la descente, au contraire, il est préférable que ce dernier soit d'abord complètement rempli d'eau et qu'il descende ensuite en suivant le niveau de la marée, sans s'enfoncer dans l'eau. On obtient ces résultats en déterminant convenablement la résistance opposée aux mouvements par les chaines 21 ou 16. REVENDICÂTIONS 1 - Installation pour exploiter l'énergie des marées comprenant un bassin mis en communication avec une mer, contenant et guidant en déplacement en sens vertical un corps creux, caractérisé en ce que le bassin a un fond situé au dessus du niveau de la marée basse, un sommet situé au-dessus du niveau de la marée haute, le corps creux ayant une ouverture obturable & volonté de remplissage et de vidange, des chaînes s'étendant vers le haut et vers le bas à partir de ce corps creux et passant sur des poulies de renvoi pour être accouplées en rotation unidirectionnelle à un arbre de récupération d'éner gie, des moyens étant prévus pour commander l'état de l'ouver ture pendant les périodes de mer étale et pour bloquer le corps creux au sommet de sa course pendant l'étale de haute mer. 2 - Installation selon la revendication 1 caracté risée en ce que ltouverture est ménagée dans la paroi infé rieure du corps creux et munie d'un clapet associé à un res sort de rappel. 3 - Installation selon la revendication 1 caracté risée en ce que les chaînes sont fixées respectivement aux parois supérieure et inférieure du corps creux,s'étendent en sens opposés avant de passer sur des poulies de renvoi pour parvenir à des roues dentées à roue libre et à entraînement unidirectionnel montées sur l'arbre de récupération d'énergie. 4 - Installation selon la revendication 1, carac térisée en ce que les angles du corps creux sont équipés de galets et ceux-ci sont guidés par des guides à profil en U dressés dans les angles du bassin. 5 - Installation selon l'une quelconque des reven dications 1 à 4 caractérisée en ce que le clapet associé à l'ouverture est en position d'obturation de celle-ci, le corps creux étant vide d'eau pendant toute la durée de la marée montante; le même clapet est en position de dégagement de cette ouverture quand le corps creux est immobilisé au sommet de sa course pendant l'étale de haute mer; le même clapet est en position d'obturation de l'ouverture, le corps creux étant plein d'eau pendant toute la durée de la marée descendante; le même clapet est en position de dégagement de l'ouverture quand le corps creux est au fond du bassin pendant l'étale de basse mer.