Brevet FR2423797A1 — publié le 19791116

La présente invention concerne un dispositif de compensation des effets de flexion d'un miroir optique,liés au vent. Parmi les diverses solutions envisagées pour utiliser l'énergie solaire pour la production d'électricité ou la fabrication de fours à très haute température, l'une des voies les plus prometteuses est celle qui consiste à renvoyer les rayonnements incidents sur un grand nombre de réflecteurs vers un même point de focalisation. Chacun des réflecteurs est associé à un dispositif d'orientation pour suivre la course du soleil et constitue un héliostat. La dimension des divers réflecteuis d'héliostat est choisie en fonction de diverses considérations économiques. Pour une trop petite dimension de réflecteur, le coût des asservissements individuels serait trop élevé et pour une trop grande dimension les coûts de structure deviennent trop élevés. Actuellement, on peut indiquer à titre d'exemple que les dimensions généralement préférées sont de l'ordre de 50 m2 pour chaque réflecteur, c'est-à-dire environ 7 m sur 7 m. De tels réflecteursde grande dimension sont géné 2 ralement constitues de réflecteurs élémentaires, par exemple de 1 m disposés côte à côte et montés sur une carcasse de réflecteur.De façon courante, chaque miroir élémentaire est monté sur un support intermédiaire à l'aide de moyens de réglage permettant de contrôler la planéité ou la sphéricité de ce miroir élémentaire et les supports intermédiaires sont chacun montés sur la carcasse du réflecteur, cette carcasse étant généralement constituée d'un assemblage de poutrelles. En présence de vent, le réflecteur décrit précédemment se comporte comme une grande voile et a tendance à se déformer autour de ses points d'attache. On est donc amené à prévoir une carcasse particulièrement rigide pour éviter toute déformation. En effet, il s'avère dans la pratique qu'une déformation relative d'un millimètre entre deux coins extrêmes d'un réflecteur de 7 m de côté peut suffire à réduire l'efficacité de ce réflecteur de sorte que l'installation devient économiquement non rentable. En conséquence, un objet de la présente invention est de prévoir des moyens pour éviter la déformation dûe au vent de réflecteurset/ou de leurs supports. Un autre objet de la présente invention est d'alléger les structures de support de réflecteurs d'héliostats. Ces objets,ainsi que d'autres, sont atteints selon la présente invention en prévoyant le montage d'une plaque de déflec tion derrière un réflecteur ou un ensemble de réflecteurs montés sur un même support, et de façon sensiblement parallèle à la face ar rière du réflecteur ou ensemble de réflecteurs. La présente invention sera exposée de façon détaillée en relation avec certains de ses modes de réalisation particuliers et les dessins joints dans lesquels Les figures 1 et 2 illustrent une conformation-typique de réflecteur, et Les figures 3 et 4 illustrent un dispositif selon la présente invention. On notera que ces diverses figures sont des représenta- tions schématiques et qu'à l'intérieur d'une même figure, les diver ses distances représentées ne correspondent pas à des relations de proportionnalité--par rapport à un dispositif réel. La figure 1 représente une vue de face d'un dispositif d'un réflecteur classique typique. Ce réflecteur comprend sur un cadre support 1 un ensemble de miroirs élémentaires 2. Le cadre 1 est, de façon générale, constitué d'un réseau de poutrelles particu lièrement rigides comme on l'a exposé précédemment. La sphéricité de chaque miroir est réglable à l'aide d'une monture intermédiaire non représentée, cette monture intermédiaire étant elle-même liée aux éléments du cadre 1 par un dispositif réglant l'orientation d'en semble du miroir élémentaire. La figure 2 illustre dans une perspective schématique un autre montage classique typique, comprenant le cadre 1 et des réflecteurs 3 sous forme de bandes. Le cadre 1 est monté sur un axe horizontal 4 pouvant être commandé en rotation et cet axe 4 est solidaire d'un axe vertical 5 par l'intermédiaire d'un U 6. Bien entendu, il existe divers montages propres à assurer la fonction d'helios- tat et cet exposé de l'art antérieur ne doit pas être considéré comme limitatif des applications du dispositif selon la présente invention. Dans la pratique, pour des montages du type des figures 2 1 et 2 avec des surfaces totales de réflecteur de l'ordre de 50 m on arrive à des poids de l'ordre de 2,5 à 5 tonnes, dont la plus grande partie correspond au poids du cadre 1. Les figures 3 et 4 illustrent à titre d'exemple, deux modes de réalisation de la présente invention. Derrière un réflecteur 10 est disposé un déflecteur (11 en figure 3 et 12 en figure 4). Ce déflecteur est monté par des moyens appropriés au niveau des points d'attache du réflecteur avec la structure qui le supporte. Ainsi, dans le cas du montage de la figure 2, le déflecteur serait fixé à l'axe 4 ou à la carcasse 1 au voisinage immédiat de cet axe 4. Des essais effectués en soufflerie ont permis de montrer que cette structure diminuait d'une façon considérable, dans un rapport pouvant aller jusqu'à un facteur supérieur à 10, les differences entre les pressions amont et aval exercées sur le réflecteur. Ainsi, le cadre du réflecteur n'a plus besoin d'assurer une rigidité importante pour s'opposer aux déformations potentielles provoquées par le vent et peut être bien plus léger que selon l'art antérieur. Une division du poids par un facteur supérieur à -2 peut en résulter. Quant à la structure de déflecteur 11 ou 12, elle peut être extrêmement légère étant donné qu'il n'est pas nécessaire qu'elle soit très rigide. Le fait qu'elle se déforme sous l'effet du vent, n'entraîne pas d'inconvénient, et elle continue alors à assurer son rôle de création d'une zone d'égale pression à l'arrière du réflecteur 10.Les seules contraintes sont que ce déflecteur 11 doit être suffisamment rigide, pour, par vent arrière, ne pas venir en contact avec le réflecteur ou sa structure support et par vent debout, ne pas se briser. Dans le cas du mode de réalisation de la figure 4, les dimensions du déflecteur 12 doivent être choisies supérieures de 5 à 20 % aux dimensions longitudinales du réflecteur 10. Par exemple, on peut envisager de réaliser le déflecteur 11 ou 12 sous forme d'un cadre constitué de tubes sur lequel est tendue une toile telle que par exemple une toile à voile. Dans un mode de réalisation particulier, des distances réflecteur-déflecteur de 5 à 50 cm se sont avérées satisfaisantes. La fonction du déflecteur 11 ou 12 se comprend assez naturel- lement. Le vent venant frapper le déflecteur par ses parois latérales vient créer une contre-pression à l'arrière du réflecteur 10. On notera que, dans le mode de réalisation de la figure 1, par exemple, il existe entre les miroirs élémentaires du réflecteur des passages libres par lesquels peut passer le vent. Ceci contribue à l'obtention de la contre-pression à l'arrière du réflecteur. Par vent arrière, le déflecteur fait complètement écran au vent pour le réflecteur. Bien entendu, dans la pratique, comme cela est classique dans le domaine de l'aérodynamique7 pour chaque structure de réflecteur,des essais qui peuvent aisément être réalisés par l'homme de l'art, seront effectués pour déterminer la structure de déflecteur la plus appropriée et la distance optimale entre réflecteur et déflecteur. Dans les revendications ci-après, le terme "miroir sera compris comme pouvant désigner ou bien un miroir élémentaire de très grande dimension ou bien un ensemble de miroirs constituant un réflecteur de grande dimension comme cela a été exposé ci-dessus. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de compensation des effets de flexion d'un miroir optique liés au vent, caractérisé en ce qu'il comprend une plaque déflectrice sensiblement parallèle à la face arrière du miroir. 2 - Dispositif selon la revendication 1 dans lequel le miroir est un miroir d'héliostat, caractérisé en ce que la plaque déflectrice est liée aux points d'attache entre le miroir et son mécanisme d ' entraînement. 3 - Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la plaque déflectrice a des dimensions linéaires supérieures de 5 à 20 % à celles du miroir. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les bords de la plaque déflectrice sont recourbés et dirigés en direction du miroir. 5 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la plaque déflectrice est constituée d'une carcasse légère sur laquelle est fixée une feuille d'arrêt du vent. 6 - Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite feuille est constituée d'une toile.