Brevet FR2455193A1 — publié le 19801121

La présente invention a pour objet à titre de produit industriel nouveau, un dispositif susceptible de transformer une partie de l'énergie contenue dans la houle marine pour son utilisation industrielle0 Dana la plupart des dispositifs connus, destinés à transformer les mouvements de la houle en énergie industrielle, il est fait usage: soit de systèmes inamovibles implantés dans des sites côtiers privilégiés, difficilement utilisables à tous les niveaux Qe la marée lorsque celle-ci est importante, soit de systèmes complexes qui transforment l'énergie contenue dans la houle à l'aide de leviers ou de pompes, qui constituent des ensejbîes mécaniques fragiles, d'un entretien difficile à la mer, et trois exposée dans le milieu marin, où, 11 énergie à transformer peut rapidement atteindre un niveau destructif pour ces genres de systènea. De tels systèmes constituent difficilement des groupes de grande puissance dont l'exploitation puisse être envisagée sur une longue période.Certains systèmes font appel à la compression directe de l'air dans dea chambres adéquates, et, la tran5forla- tion de énergie de la houle passage alors par l'utilisation d'air comprimé pour actionner les turbines appropriées. Dans ce cas, les rendements de l'air comprimé comme fluide moteur, constituent une source supplémentaire de perte d énergie dans la transforma- tion. Le dispositif suant l'invention permet d'éviter ces inconvénients. I1 ne comporte aucun mécanisme complexe et fragile. Il est flottant, donc transportable. I1 peut être réalisé sous forme d'unités importantes, susceptibles d'affronter des mers très dures, et construites ou réparées à de grandes distances de leur point d'utilisation, dans des chantiers navals. On peut réunir plusieurs unités en flottes pour l'obtention de grandes puissan- ces, ou bien, le concevoir sous forme d'unité autonome mise en service ou déplacée rapidement en un point quelconque de l'Océan. Une forme de l'invention est décrite ci-après à titre indinatif et nullement limitatif. in se référant aux dessins, la figure 1 est une vue en plan de l'ensemble du dispositif à la mer, ses aneres reposant sur le fond. La figure 2 est une vue suivant A-A de la figure 1. La figure 3 une vue suivant B-B de la figure 2. Deux flotteurs, 1 et 2, sont reliés à leur partie supérieure par une structure formant un bassin 3 destiné à stocker l'eau de mer. Sous le bassin 3, la structure de liaison des flotteurs 1 et 2 forme un volume 4 destiné à recevoir une turbine hydraulique classique accouplée à une génératrice électrique, avec leurs appareils de contre et de régulation, ainsi que les guindeaux destinés à mouiller les ancres et corriger l'orientation du dispositif flottant lors des variations de la direction de propagation de la houle.Du point le plus bas du bassin 3 part une conduite 35 destinée à alimenter la turbine installée dans la salle 4. L'ensemble flottant est ancré à la mise en service par trois points correspondant b trois lignes d'ancrage 17-18-19 reliées à trois ancres, de telle ranib- re qu'il présente sa plus grande dimension à la direction moyenne locale de propagation de la houle. Ainsi ancré, l'ensemble du dispositif flottant peut osciller transversalement, sollicité par la houle, avec des mouvements oscillants longitudinaux très faibleu. Dans les flotteurs 1 et 2 du dispositif, sont aménagés sysé- triquement par rapport à l'axe longitudinal, des compartiments tels que 5-6 et 7 dans le flotteur 1, ou 8-9-IO dans le flotteur 24 zonas les compartiments sont isolés des flotteurs qui constituent des corps creux étanches. La figure 4 est une coupe perspec- tive suivant C-I > de la figure 1 par les compartiments IO et 7 qui montre la disposition interne des compartiments.Chacun des compartiments comprend à la base une ouverture libre telle que 20 pour le compartiment 8, 21 pour le compartiment 9, 22 pour le compartiment IO ou 25 pour le compartiment 7, destinée à prélever de l'eau de mer par gravité lors des oscillations transversales du dispositif, et débouche à sa partie supérieure dans le bassin 3 à travers une ouverture munie d'un clapet tel que 24 pour le compartiment IO, 25 pour le compartiment 7, 26 pour le compartiment 6 ou 27 pour le compartiment 5. Sur toute sa hauteur, chaque compartiment est divisé en chambres superposées, dont les planchers inclinés tels que 36 et 37 dans le compartiment IO, sont imbriqués de telle manière qu'elles forment de bas en haut une série continue de chambres consrnicantes grâce à des clapets tels que 39 et 35 dans le compartiment IO. Pour faciliter la circulation des masses d'eau qui seront mises en oscillations dans les chambres, tous les points hauts, dans toutes les chambres des compartimenta, à l'exception des chambres d'admission eau à la base des compartiments, communiquent avec l'atmosphère grâce à un orifice tel que 38 dans la gaine 30 qui débouche dans l'évent 31 pour le compartiment 7.Un cloisonnement longitudinal 32 et transversal 53 du bassin 3 de stockage de l'eau de mer à turbiner, a pour but de réduire dans toute la mesure du possible les mouvementi oscillatoires de la masse d'eau stockée au sommet du dispositif. I > es ouvertures tells que 34 à travers les cloisons permettent néanmoins la circulation du débit nécessaire à la turbine à pleine puissance vers l'orifice collecteur central 35. La mise en action à la mer du dispositif lorsqu'il est vide d'eau de mer, suppose, après avoir été ancré avec l'orientation vue précédeent, un remplissage partiel préalable par pompage de l'eau de mer dans le bassin de stockage et toutes les chambres des compartiments, à l'aide d'un équipement classique de pompes auxiliaires, de manière à lester suffisamment le dispositif, pour que les ouvertures des chambres d'admission de liteau de mer au bai des compartiments soient assez près de la ligne de flotaison des flotteurs, et puissent, lors des oscillations imprimées par la houle au dispositif, alimenter par gravité les chambres éta- géies des compartiments, où l'eau de mer s'élèvera alors à chaque oscillation pour alimenter le bassin de charge 3 au sommet du dispositif. La marche du système devient alors autonome et le bassin d'alimentation de la turbine se remplit par le seul jeu des oscillations entretenu par la houle. La figure 5 représente une coupe transversale suivant C-I) de la figure 1 par les compartiments 7 et IO du dispositif en action à la mer quand le flotteur 1 est soulevé, la figure 6 quand le flotteur 2 est soulevé. Â chaque oscillations du dispositif, préalablement amorcé à 1' aide des pompes auxiliaires qui lui donnent le niveau de flotaison nécessaire à la marche autonome, un certain volute d'eau de mer admis par gravité dans les chambres les plus basses de tous les compartiments qui sont ouvertes à la mer, progresse en hauteur dans tous les compartiments, grtce aux mouvements oscillants des masses d'eau dans toutes les chambres des compartiments avec l'intervention des clapets, et se déverae dans le bassin de charge 3. Les oscillations imprimées par la houle à l'ensemble du dispositif, sont amplifiees par les déplacements du centre de gravité général, qu'entraînent les mouvements des masses liquides dans les chambres de l'ensemble des compartiments. Le dispositif constitue un accumulateur qui, après avoir prélevé au passage de la vague une partie de son énergie, la restitue encore après son passage par une série d'oscillations, utilisées à élever de l'eau au-dessus du niveau de propagation de la houle. Ce dispositif peut être conçu comme une unité autonome, susceptible si elle est ancrée à proximité d'une côte, d'être reliée à celle-ci par câble sous-marin et fournir de l'énergie électrique à un point déterminé, ou bien encore, sous forme de petites unités énergétiques destinées au balisage lumineux ou sonore des abords côtiers.Ce dispositif peut également être conçu comme centrale énergétique pour des industries opérant sur les Océans où circulent des houles exploitables, entre autres: conserveries, forages pétroliers, extractions et traitements des nodules métal- lifères, et, dans un avenir proche l'exploitation et la mise en stock de l'énergie répartie dans les immensités océanes lointaines, où circulent perpétuellement des houles puissantes, sous la forme d'électrolyse permanente de l'eau, à bord d'unités spécialisées automatiques avec mise en stock de l'hydrogène sous diverses formes convenant à son transport et son utilisation, quand il sera définitivement admis comme combustible universel.Le dispositif peut également 8trie construit pour constituer de véritables flottes interconnectées, destinées à obtenir de grandes puissances électriques pour l'alimentation du réseau électrique continental. Dans ce cas, chaque unité reliée à la côte n'est plus entièrement autonome mais reçoit d'un centre unique les corrections d'orientation et les consignes de charge. Même dans le cas de grandes unités, ce dispositif reste d'une grande mobilité, et puisqu'il revêt la forme d'un navire, sa construction relève tout naturellement du domaine des chantiers navals, où il peut toujours être remorqué pour les grosses réparations. Pour ses déplacements en remorque, le dispositif doit être vidé de l'eau de mer qu'il contient, ce qui l'allège considérablement et Interrompt la possibilité d'alimentation en eau de mer des chat, bres des compartiments par oscillations0 Cette vidange de la totalité du dispositif pouvant être faite par gravité à l'aide de vannes classiques. Las visites à bord du dispositif et les réparations courantes, peuvent être faites après avoir orienté le dispositif, de manibre que son axe longitudinal soit dans le sens de propagation de la houle, les mouvements du dispositif devenant alors, dans omette position, ceux d'un navire classique, habitable pour les techniciens appelés à y prendre pied et y travailler. R E X B N D I C A T I O N S HO- Dispositif flottant, permettant de transformer l'énergie contenue dans la houle marine, pour l'utiliser industriellement* caractérisé par le fait qutil élève de l'eau de mer au-dessus du niveau de propagation dé la houle, grtee à un système de chambres et clapets où l'eau de mer circule par gravité, sous l'effet des oscillations imprimées par la houle au dispositif. 20- Dispositif selon la revendication I, caractérisé par le fait que les mouvements de l'eau de mer à l'intérieur du dispositif sous l'effet de la houle amplifient les oscillations nécessaires à créer le mouvement ascendant de l'eau de mer dans les chambres prévues à cet effet. '30- Dispositif Belon la revendication 2, caractérisé par le fait que la mise en oscillation des masses d'eau sur des planchers inclinés solidaires de flotteurs, constitue un accumulateur dans lequel est stocké une partie de l'énergie de la vague au moment où celle-ci sollicite le dispositif, pour la restituer après le passage de la vague sur une série d'oscillations complémentaires qui travaillent à élever encore une certaine quantité d'eau de mer.