Brevet FR2409394A1 — publié le 19790615

L'invention est relative à une installation pour convertir en énergie électrique l'énergie d'agitation de l'eau, notamment celle de la mer. L'invention a pour but de permettre une réalisation simple, économique et robuste d'une telle installation. L'installation conforme à l'invention est caractérisce en ce qu'elle comprend un élément soumis à l'agitation de l'eau, une crémaillère solidaire de cet élément de façon à en suivre les mouvements et guidée selon un chemin linéaire, une roue dentée dlaxe fixe et propre à être entralnée en rotation lorsque ladite crémaillère se déplace dans un sens déterminé, et une génératrice propre à être entralnée en rotation par la roue dentée lorsque celle-ci tourne dans un sens donné correspondant audit sens déterminé de déplacement de la crémaillère. Dans le mode de réalisation préféré de l'installation conforme à l'in ention celle-ci comprend des moyens pour fixer, proaec lon sub un au moins en/plan horizontal, la position d'un axe horizontal dudit élément soumis à l'agitation de l'eau afin que ce dernier ne soit soumis en générai qu'à un pivotement. Avantageusement, dans ce cas, la crémaillère est guidée verticalement et elle est solidaire dudit élément, de préférence un flotteur, par ltintermediaire d'un câble passant sur une poulie de renvoi d'axe horizontal de position fixe. D'autres buts, dispositions et avantages de l'invention apparaltront avec la description de certains de ses modes de réalisation, celle-ci étant faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels ; - la figure 1 représente en perspective de façon schématique une installation conforme à l'invention - les figures 2 et 3 montrent des détails de l'installation illustrée sur la figure 1 ; et - la figure 4 représente,- de façon partielle, en persueetive, une variante de l'installation montrée sur la figure 1. L'installation représentée sur la figure 1 est destinée à convertir en énergie électrique l'agitation provoquée .ar les vagues à la surface de la mer. Cette installation comporte une plate-forme towiz9ntale 1 de position fixe reposant sur le fond de la mer par l':nteimédlaire de pilotis 2, ). Cette plate-forme supporte une génératrice 4 présentas un arbre d'entrée 5 au voisinage de chaque extrémité libre duquel sont fixées des roues dentées 6 et (Sa. La partie de l'arbre 5 qui dépasse de la roue 6 tourne dans un palier 7 solidaire d'un guide vertical 8 dont la partie inférieure est fixée à la plate-forme 1. Dans ce guide 8 coulisse (verticalement) une crémaillère 10 dont les dents 11 coopèrent avec celles de la roue dentée 6 pour entralner cette dernière en rotation, comme on le verra plus loin. A la plate-forme 1 est également fixée une potence verti caWe 12 supportant une poulie 13 d'axe horizontal, au-dessus de la cremaillère 10. De façon analogue à la roue 6a sont associés un guide vertical 8a, une crémaillère 10a et une poulie 13a. Des bords latéraux de la plate-forme 1 dépassent deux mâts 14 et 15 présentant chacun à leur partie supérieure une fente verticale, respectivement 16 et 17, formant un guide pour une tige horizontale 18 faisant partie d'un flotteur 19. Ce flotteur 19 comporte un front 20 s'étendant verticalement. Ce front 20 est, en direction horizontale, à distance de la tige 18, et il est disposé de manière à être frappé directement par les vagues à la surface 21 de la mer. Ce front 20 sera donc généralement disposé face au large. Du flotteur 19 dépasse, au voisinage du front 20, des mâts 22 et 22a s'étendant normalement en direction verticale et au sommet desquels sont accrochées les premières extrémités 24 et 25 de câbles 23 et 23a. Le câble 23 passe sur la seule poulie 15 et sa seconde extrémité est fixée à la partie supérieure de la crémaillère 10. Par contre, le câble 27a passe sur deux poulies, à savoir, à partir de son extrémité 25, d'une part, une poulie 26 d'axe horizontal fixe disposée à l'opposé de la poulie 15a par rapport au flotteur 19, et d'autre part, ladite poulie 13a ; la seconde extrémité de ce câble 25a est fixée à la partie supérieure de la crémaillère lOa. La poulie 26 est solidaire d'un mât vertical 27 fixé à la plate-forme 1. Cette disposition des poulies de renvoi assure, comme on le verra plus loin, un déplacement en sens contraires des crémaillères 10 et lOa pour un pivotement dans un sens déterminé du flotteur 19. On va maintenant décrire en relation avec les figures 2 et 3, des moyens qui permettent d'assurer l'entrainement des roues dentées 6 ou 6a par les crémaillères correspondantes 10 et lOa seulement lorsque ces dernières effectuent un mouvement ascendant. De cette façon, l'arbre 5 est toujours entraîné en rotation dans le même sens. Chaque dent 11 (ou lla) est pivotante autour d'un axe horizontal 30 (figure 2) et le pivotement de chacune de ces dents est limité par des moyens de butée. Pour assurer un tel pivotement limité, chaque dent 11 présente un prolongement 31 de forme cylindrique d'axe 30 logé dans une pièce tubulaire creuse 32 de diamètre intérieur sensiblement égal au diamètre extérieur du cylindre 31 et évidée selon un secteur limité par des bords 53 et 54 s'étendant parallèlement à l'axe 50. Ces bords )3 et 34 forment des butées pour la dent 11. Le bord g3 est disposé de telle manièré que ladite dent ne peut pivoter vers le bas au-dessous du plan horizontal. Dans l'exemple représenté, les dents 11 sont toutes solidaires d'une armature formée d'une plaque verticale 55. En variante, cet ^ armature est formée de deux mâts verticaux (non montrés) entr lesquels sont fixés transversalement les tubes 32. Chaque dent 56 de la roue dentée 6 (figure )) présente un côté 37 sensiblement radial et un côté 38 de forme courbe s'étendant dans son-ensemble en direction oblique par rapport à la direction radiale Le fonctionnement de l'installation décrite en relation avec les figures 1 à 3 est le suivant Le choc des vagues contre le front 20 du flotteur 19 provoque le pivotement de ce dernier dans le sens de la flèche f, pivotement qui s'effectue selon l'axe matérialisé par la tige 18. Au cours de ce mouvement, le câble 23 entralne la crémaillère 10 Vers Je haut (flèche F, figures 1 et )), ce qui provoque la rota tison Bg la roue 6 dans le sens de la flèche F1 (figure 3). Ce pivotement du flotteur 19 dans le sens de la flèche f entraîne un mouvement en sens inverse de la crémaillère IOa ; en d'autres termes, cette crémaillère lOa effectue un mouvement de descente, dans le sens de la flèche F'. Au cours de ce mouvement de descente, les dents de cette crémaillère n t engrènent pas avec celles de la roue dentée correspondante 6a car la rotation de l'arbre 5 dans le sens de la flèche F1 provoque le pivotement des dents de la crémaillère vers le haut, dans le sens de la flèche F2 (figure 2). Le reflux des vagues provoque le pivotement du flotteur 19 dans le se-ls ce a flèche f'. Dans ce cas, la crémaillère lOa est entianée oers le haut tandis que la crémaillère 10 effectue un mouvement de descente. L'arbre 5 est entraîné dans le même sens (flèche F1, figure 3), que dans le cas précédent, mais c'est la crémaillère lova, dont les dents engrènent avec celles de la roue 6a, qui a seule un rôle moteur car les dents de la crémaillère 10 n' agissent pas alors sur celles de la roue 6. L'arbre 5 est donc entralné en permanence en rotation dans le même sens et la génératrice 4 débite constamment un courant électrique. Les fentes de guidage 16 et 17 permettent de maintenir en plan horizontal, la position du flotteur 19, quel que soit le niveau 21 de la mer par rapport à la plate-forme 1. En effet, si ce niveau monte ou descend le flotteur montera ou descendra mais restera dans la même position, en projection horizontale, par rapport à la plate-forme grâce auxdites fentes 16 et 17. Le mode de réalisation de l'invention qui est représenté sur la figure 4 est analogue à celui que Iton a décrit en relation avec les figures 1 à 3;il s'en distingue cependant par les points suivants. Dans cet exemple, le front 20a du flotteur 19a est disposé au-dessous de la partie horizontale 40 dudit flotteur alors que dans l'exemple montré sur la figure 1 le front 20 est disposé au-dessus de la partie horizontale. Ledit front 20a forme, en outre, la face antérieure d'une partie creuse 41 du flotteur propre à être remplie, en partie, par une matière dense afin d'augmenter le poids dudit flotteur 19a et, ainsi, l'effort exercé sur les crémaillères. Enfin, les mâts 42 et 47 supportant les extrémités des câbles d'entraînement des crémaillères sont disposés au voisinage de l'arbre l8a de pivotement du flotteur 19a et non au voisinage du front 20a. REVENDICATIONS 1. Installation pour convertir en énergie électrique l'énergie d'agitation de l'eau, notamment celle de la mer, caractérisée en ce qu'elle comprend un élément soumis à cette agitation, une crémaillère solidaire de cet élément et guidée selon un chemin linéaire, une roue dentée d'axe fixe et propre à être entraînée en rotation par la crémaillère lorsque cette dernière se déplace dans un sens déterminé, et une génératrice d'énergie électrique propre à être entraînée en rotation par la roue dentée lorsque cette dernière tourne dans un sens donné correspondant au sens déterminé de déplacement de la crémaillère. 2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit élément soumis à l'agitation de l'eau est un flotteur. 3. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce que la crémaillère est guidée en direction verticale, cette crémaillère étant reliée à l'élément soumis à l'agitation de l'eau par l'intermédiaire d'un câble ou analogue coopérant avec une poulie de renvoi d'axe horizontal fixe. 4. Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce qu elle comprend des moyens pour fixer au moins en projection horizontale la position d'un axe horizontal dudit élément de façon que l'agitation de l'eau ne provoque qu'un pivotement de cet élément autour de cet axe. 5. Installation selon les revendications 2 et 4, caractérisée en ce que ledit élément comporte une tige s'étendant selon ledit axe horizontal et coopérant avec un guide vertical de façon que cette tige puisse suivre les mouvements verticaux de la surface libre de l'eau. 6. Installation selon la revendication 4 ou la revendication 5, caractérisée en ce que l'élément flotteur présente un front vertical. 7. Installation selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle est destinée à convertir en énergie électrique le mouvement des vagues à la surface de la mer ou l'océan et en ce que ledit front est en regard du large. 8. Installation selon les revendications 5 et 4, caractérisée en ce'que l'élément flotteur comporte une potence dépassant verticalement au-dessus de la surface de l'eau et au sommet de laquelle est fixé ledit câble. 9. Installation selon les revendications 5 et 4, caractérisée en ce qu'elle comprend une seconde crémaillère guidée en direction verticale solidaire d'un second câble fixé à l'élément flotteur et passant sur deux poulies de renvoi d'axes horizontaux fixes disposés de manière que cette seconde crémaillère se déplace verticalement en sens contraire de la première pour un pivotement dans le même sens de l'élément, et une seconde roue dentée propre à être entraînée en rotation par la seconde crémaillère et à entraver en rotation ladite génératrice, chaque crémaillère n' entraînant en rotation la roue dentée correspondante que lorsqu'elle se déplace vers le haut. 10. Installation selon la revendication 9, caractérisée en ce que chaque dent des première et seconde crémaillères est pivotante, des moyens de butée étant associés à chacune de ces dents pour assurer l'engrènement entre la crémaillère et la roue dentée correspondante seulement lors du déplacement vers le haut de ladite crémaillère, lesdites dents de la crémaillère étant propres à pivoter, pour interdire le couplage de cette crémaillère avec ladite roue dentée, lorsque ladite crémaillère se déplace vers le bas.