Brevet FR2453990A1 — publié le 19801107

La présente invention est relative à un dispositif pour la récupération de l'énergie résultant du déplacement de la zone d'application du poids d'un mobile pesant,par rapport à un support sur lequel ce mobile se déplace. Notamment, l'invention a pour but de transformer en énergie motrice, comme par exemple en électricité, la pression appliquée par un véhicule, du fait de son poids, sur la surface sur laquelle il roule, ctest- -dire genéralement surle sol ; il apparaît en effet que, si l'on considère une zone limite de ce support, le passage de la roue d'un vehicule sur cette zone se traduit par l'apparition d'une pression qui disparait dès que la roue quitte cette zone ; il apparaît ainsi possible de recueillir au moment de chaque passage d'une roue sur cette zone déterminée une certaine quantité d'énergie qui, ajoutée à des quan tités d'énergie analogues produites de façon identique en d'autres zones du support, ceci à chaque passage d'une roue dtun véhicule, permet notamment aux heures de grande circulation de récupérer par exemple sous forme d'électricité une quantite d'énergie suffisamment importante pour compléter efficacement ou même remplacer les autres sources d'énergie pour l'alimentation de dispositifs tels que les feux de signalisation routière, les eclairages publics, etc.... Naturellement, cette récupération de l'énergie de roulement des véhicules au niveau du plan de roulement ne doit pas se traduire par une entrave à la circulation de ces derniers, laquelle augmenterait leur consommation en carburant de façon non souhaitable ; à cet effet, l'invention propose un dispositif disposé au ras du plan de roulement ou même sous celui-ci de façon à constituer un minimum d'obstacle au roulement des véhicules, mais qui subit lors du passage d'une roue d'un véhicule un déplacement vertical ou une deformation verticale, dans les deux cas de faible amplitude, que des moyens appropriés traduisent en une certaine quantité d'énergie. De façon plus générale, l'invention peut s'appliquer chaque fois qu'il y a un déplacement d'un mobile pesant sur un support, que ce mobile soit une machine ou un être vivant, et le dispositif selon l'invention se caractérise en ce qu'il comporte - des moyens situés sur le passage obligé du mobile, en-dessous d'un niveau situé au-dessus du support à proximité immédiate de celui-ci, et aptes à subir un déplacement ou une déformation vertical résersible automatiquement, sur une hauteur faible, sous l'action du poids du mobile lorsque celui-ci repose au moins partiellement sur ces moyens, - et des moyens pour transformer le dit déplacement ou la dite déformation en énergie motrice. L'invention sera mieux comprise si l'on se réfère à la description cidessous, relative à des modes de mise en oeuvre non limitatifs, ainsi qu'aux dessins annexes qui font partie intégrante de cette description. Les figures 1 à 3 montrent respectivement trois exemples de realisation d'un dispositif selon l'invention, dans une application routière. La figure 4 montre une vue en perspective d'une batterie d'une pluralité de tels dispositifs, disposée sur une route. Sur l'ensemble de ces figures, on a designé par 1 la surface de la route, approximativement horizontale, dont on a désigne par 2 les bords et par 3 la direction moyenne ou axe à la figure 4. On a illustré à cette figure 4 un mode de mise en oeuvre préfére du dispositif selon l'invention, selon lequel celui-ci comporte une pluralite d'éle- ments allongés, rectilignes, paralleles 4 dont chacun joint les deux bords 2 de la route, obliquement par rapport à l'axe 3 de celle-ci, de telle sorte que le passage sur la route d'un vehicule à essieux circulant sensiblement parallelement à l'axe 3 croulant sur une zone quelconque de la surface 1 entre les deux bords 2 d celle-ci se traduise. par le passage décale des deux roues de chaque essieu craque sur élément 4 ; en effet, on voit à la figure 4 que la voie 5 d'un véhicule à essieu, supposée parallèle à l'axe 3 de la route, coupe chaque élément 4 en deux points, respectivement 6 et 7, decalés d'une distance d suivant l'axe 3. Chacun des éléments 4 est conçu et disposé de façon à se deformer ou à se déplacer verticalement, de façon réversible automatiquement, au passage d'au moins une roue d'un véhicule et sous l'action de la part du poids de ce dernier répercutée au niveau de cette roue, et à répercuter ce déplacement ou cette déformation au niveau de moyens 8 ici disposes sur le bord de la route, en dehors de la surface 1, lesquels transforment ce deplacement ou cette deformation en energie motrice. Par exemple, les moyens 8 comportent, au niveau d'une extrémite de chacun des éléments 4, un compresseur d'air alternatif 9 dont le piston se deplace solidairement avec le dit deplacement ou la dite déformation de l'élément 4 correspondant, et dont l'orifice de refoulement débouche dans une conduite rigide 10 commune aux orifices de refoulement de tous les compresseurs 9, laquelle est fermée à une extrémité mais débouche à l'autre extrémité dans une turbine 11 qui, entraînée en rotation par l'air comprimé issu des différents compresseurs 9, entraîne à son tour en rotation une machine electrique tournante 12 telle qu'un alternateur. Naturellement, l'air comprimé issu des différents compresseurs pourrait être utilisé à d'autres fins, les moyens 8 pouvant de façon générale être constitues par tout moyen transformant en énergie motrice le déplacement ou la déformation verticale que subit chaque élement 4 au passage d'au moins une roue d'un véhicule. Si l'on adopte la disposition illustrée à la figure 4, chacunedes roues d'un véhicule agit successivement sur chacun des éléments 4, etSices elé- ments 4 sont nombreux et le trafic sur la route 1 important, on peut recueillir une énergie suffisante par exemple pour alimenter les feux de signalisation ou l'éclairage de la route, un apport pouvant être réalisé par exemple aux heures de moindre circulation par liaison avec le réseau public d'alimentation en elec- tricité. Afin de ne pas créer un obstacle à la circulation des véhicules, chaque élément 4 forme au-dessus de la face 1 une saillie faible par rapport au diamètre des roues d'un véhicule, et peut même être situé intégralement en retrait sous la surface 1, auquel cas le poids du véhicule au passage d'une roue peut lui être transmis par une pedale integrée à cette surface. Différents modes de réalisation de l'élément 4 et de liaison avec le compresseur 9 correspondant vont à présent être décrit en référence aux figures 1à 3, qui en donnent des representations schématiques. Sur ces figures, on a repris les mêmes références qu'à la figure 4 pour des éléments analogues, si ce n'est que ces références ont e-té affectées respectivement des indices a, b et c ; sur chacune de ces figures, on a illustré en trait plein la position du dispositif au repos, c'est-à-dire lorsqu'il n'est pas soumis à l'action de la roue d'un véhicule, et en pointilles son état lorsqu'il est par contre soumis à cette action. Dans le cas de la figure 1, l'élément 4a se presente-sous la forme d'un lien souple inextensible, tel qu'un câble en métal ou en matériau synthétique, tendu en travers de la route, parallèlement à la surface la de celle-ci, à une distance verticale e de celle-ci faible par rapport au diamètre D de la roue d'un vehiculeaquel que soit ce diamètre D dans la gamme des dimensions habituelles pour les roues de véhicules appelees à circuler sur une route. A l'une de ses extrémites,située sur le bas côté de la route à l'op- pose desmoyens 8, le lien 4a est ancré de façon solidaire sur un massif fixe 13a; à proximité de sa deuxième extrémité, sur l'autre bas côte de la route, il est porté à coulissement suivant sa direction propre et le cas échéant dévie par un support 14a au-delà duquel il est solidaire directement de la tige du piston 15a d'un compresseur alternatif Sa de préférence conçu pour travailler à la compression et au refoulement lorsque le lien 4a, prenant une flèche équivalant à e au- passage; d'une roue d'un véhicule entre les elements 13a et 14a, c'est-àdire entre les bords 2a de la route, applique au piston 15a une traction vers l'élément 14a et provoque le déplacement du piston 15a vers cet élément ; de préférence, la liaison entre la chambre 17a du compresseur et la canalisation 10 (non représentée à cette figure) est assurée par un dispositif tel qu'un clapet 18a ouvrant la chambre 17a vers la canalisation 10 lorsque la pression dans cette chambre 17a devient supérieure à la pression régnant dans la canalisation 10. Dès que le lien souple 4a n'est plus soumis à l'action de la roue, un dispositif tel qu'un ressort 19a intégré à la chambre 17a et qui s'est comprimé lors du mouvement du piston 15a vers l'élément 14a repousse l'élément 15a à sa position initiale, ce qui provoque d'une part la mise en tension à nouveau du lien 4a, qui reprend sa forme illustree en trait plein, et d'autre part l'admission dan s la chambre 17a d'une nouvelle quantité d'air, via un clapet 20a débouchant directement à la pression atmosphérique ; le cycle de compression-refoulement peut alors recommencer,aux passages à nouveau d'une roue sur le lien 4a. La figure 2 illustre une variante de ce mode de mise en oeuvre dé l'invention. On retrouve à cette figure un lien souple inextensible 4b analogue à l'élément 4a, et comme celui-ci, ancre d'un côté de la route sur un massif fixe 13b et monte à coulissement de l'autre côté de la route sur un élément de support 14b, lesquels lui assurent lorsqu'il est tendu un niveau e au-dessus de la face supérieure lb de la route. Toutefois, dans le cas de mode de realisation, l'extrémité du lien 4b située au-delà de l'élément de support 14b n'est plus directement solidaire de la tige du piston 15b d'un compresseur alternatif 9;b, mais elle est reliée à cette tige par un dispositif démultiplicateur de deplacement schématise par un levier rigide 21b dont une extrémité est solidaire de l'extrémité du lien 4b situe au-delà de l'élément de support 14b et dont l'autre extrémité est articulée sur la tige du piston 15b, ce levier étant articule entre ses deux extrémités, plus près de celle qui correspond au lien 4b que de celle qui correspond à la tige du piston 15b, autour d'un axe 22b fixe par rapport au sol. Ainsi, le passage d'une roue sur le lien 4b, qui se traduit par une fleche verticale de celui-ci égale à e, provoque un déplacement du piston 15b supérieur au déplacement du piston 15a de l'exemple precédent. De préférence, le compresseur 9 b est conçu pour travailler à la compression et au refoulement lors de ce mouvement, et le mouvement inverse, correspondant à l'admission d'air dans la chambre 17b du compresseur et au retour du lien 4b à une conformation rectiligne parallèle à la face superieure lb de la route, s'effectue automatiquement dès que l'action de la roue sur le lien 4b cesse, par exemple sous l'action d'un ressort 19b analogue au ressort 19a ; le mode de liaison de la chambre 17b du compresseur respectivement avec la canalisation 10 et avec l'air ambiant est analogue à celui de la chambre 17a du compresseur 9a. La figure 3 illustre un troisième mode de réalisation, selon lequel le lien souple inextensible 4a ou 4b est remplacé par un tube compressible mais inextensible 4c reposant sur la face supérieure lc de la route et rendu solidaire de celle-ci par tout moyen , notamment au niveau de ses deux extrémités situées respectivement au-del de l'un et l'autre bords de la route. Ce tube 4c présente des dimensions transversales telles qu'il forme sur la face supérieure îc de la route une saillie f faible par rapport au diametre D d'une roue ; son caractère compressible lui permet de s'écraser pratiquement sur la totalité de la hauteur de cette saillie f, sur toute la largeur l d'une roue, lorsque cette roue se trouve immédiatement au-dessus, comme on l'a illustré en pointillés à la figure 3. sont Les extrémités du tube 4c/fermées par des bouchons étanches, respecti- vement fixe 23c et mobile à coulissement, en formant piston, 24c , et ce tube est empli entre les deux bouchons 23c et 24c d'un fluide sensiblement incompressible , tel que de l'eau additionnée d'un antigel, de telle sorte que son écrasement par une roue sur la largeur 1 de cette roue provoque un coulissement du bouchon 24c sur une longueur voisine de la largeur 1, dans le sens d'un eloignement par rapport au bouchon fixe 23c ; ce mouvement est transmis, par une tige 25c solidaire du bouchon 24c vers l'extérieur du tube 4c, dans le prolongement de ce dernier, à un piston 15c d'un compresseur alternatif 9 c en tous points analogue au compresseur 9 b et comportant comme lui un ressort de rappel 19c tendant à repousser le pistion 15c, et conjointement le bouchon 24c, dès que le tube 4c échappe à l'action de la roue ; on pourra noter toutefois que, si le tube 4c est compressible élastiquement et tend de ce fait à reprendre sa forme initiale des que l'action de la roue cesse, il crée également sur le piston 24c une action de rappel vers le bouchon fixe 23c dès que la roue quitte le tube. Si l'on donne au piston 15c des dimensions transversales supérieures à celles du piston 24c, il est possible de traduire chaque mouvement conjoint des pistons 24 c et 15c sur une distance voisine de la distance 1 par un débit d'air à travers la chambre 17c du compresseur 9 c beaucoup plus important que le débit de fluide compressible à l'intérieur du tube 4c, entre la zone de celuici soumise à un ecrasement par une roue et le piston 24c lors de l'écrasement ou du retour à la position de repos , ce qui permet d'atteindre au niveau de la turbine 11 de l'exemple illustré à la figure 4 un débit important, sous une pression suffisante en dépit de l'effet démultiplicateur résultant de dimensions au niveau du piston 15c supérieures aux dimensions au niveau du piston 24c. Naturellement, d'autres modes de mise en oeuvre du dispositif selon l'invention pourraient encore être envisagés sans que l'on sorte pour autant du cadre de celle-ci ; l'une de ces variantes pourrait par exemple consister en un remplacement des compresseurs d'air décrits et représentés par des machines électromagnétiques traduisant directement par la production d'un courant électrique le déplacement d'un organe magnétique solidaire directement ou indirectement du déplacement ou de la déformation de l'élément 4 au passage de la roue d'un véhicule.En outre, on pourrait prévoir des adaptations du dispositif à la recupération de 1 'énergie de roulement de véhicules autres que les yehicules routi-ers, et plus généralement à l'énergie résultant du déplacement de la zone d'application du poids de tout mobile pesant,par rapport à un support quelconque sur lequel ce mobile se deplace ; en particulier, comme il a été dit plus haut, on pourrait équiper selon l'invention les trottoirs, couloirs, escaliers, de moyens subissant lorsqu'on pose le pied dessus un deplacement ou une déformation de direction verticale , sur une faible hauteur, que des moyens appropriés transformeraient en energie motrice et notamment en électricité, utilisée immédiatement ou stockée pour n'être utilisée que lorsqu'il fait sombre ; les moyens se depla çant ou se déformant sous le pied pourraient être inspires des moyens illustrés aux figures 1 à 3, ou realisés différemment ; ils pourraient notamment être pla d'un ces sous des plaques de sol susceptibles débattement vertical de l'ordre de quelques millimètres de façon à pouvoir descendre de cette distance, le çant ou en déformant , lorsque l'on pose le pied dessus et à revenir automatiquement dans leur position initiale dès queues sont libéroes de l'action du pied en autorisant le retour des moyens déplaçables ou déformables a leur etat initial, le cas échéant avec l'aide de moyens tels que des organes élastiquement compressibles comprimés à la descente et tendant à revenir d'euximêmes à leur etat initial. REVENDICATIONS 1) Dispositif pour la récupération de l'énergie résultant du déplacement de la zone d'application du poids d'un mobile pesant,par rapport au support sur lequel ce mobile se déplace, caractérisé en ce qu'il comporte - des moyens situés sur le passage obligé du mobile, en-dessous d'un niveau situé au-dessus du support à proximité immédiate de celui-ci, et aptes à subir un déplacement ou une deformation vertical réversible automatiquement, sur une hauteur faible, sous l'action du poids du mobile lorsque celui-ci repose au moins partiellement sur ces moyens, - et des moyens pour transformer le dit déplacement ou la dite deformation en énergie motrice. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour transformer le dit déplacement ou la dite déformation en énergie motrice comportent un compresseur d'air alternatif dont le mouvement de va-et-vient alternatif du piston est lié au dit déplacement ou à la dite déformation pour produire de l'air comprime. 3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesmoyens situés sur le passage obligé du mobile comportent un organe longitudinal disposé en travers du dit passage obligé et formant par rapport au support, sur toute sa longueur à travers celui-ci > une saillie de faible hauteur lorsque le mobile ne repose pas sur lui. 4) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dit organe longitudinal est orienté obliquement par rapport à la direction générale du dit passage obligé. 5) Dispositif selon la revendication 2 et l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'organe longitudinal est un lien souple tendu entre un point fixe et un point en liaison fonctionnelle avec la tige du piston, à une hauteur faible au-dessus du support, de telle sorte que l'application au moins partielle du poids du mobile lors du déplacement de celui-ci se traduise par une flèche du lien entre les dits points et une traction appliquée au point en liaison fonctionnelle avec le piston en direction du point fixe, et en ce qu'il est prévu des moyens de rappel élastique du piston. 6) Dispositif selon la revendication 2 et l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le dit organe longitudinal comporte un tube compressible inextensible empli d'un fluide sensiblement incompressible, le dit tube étant ferme à ses deux extrémites respectivement par un bouchon fixe et par un bouchon mobile formant piston, solidaire fonctionnellement du piston du compresseur. 7) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la section transversale du piston du compresseur est supérieure à celle du bouchon formant piston dans le tube. 8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2, 5, 6, 7, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de moyens situes sur le passage oblige des mobiles, repartis le long du dit passage oblige, et une pluralité de compresseurs d'air dont chacun correspond à l'un des dits moyens, et en ce que les dits compresseurs refoulent dans une même conduite. 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2, 5, 6, 7, 8, caractérisé en ce qu'il comporte une machine tournante entraînée par le dit air comprimé. 10) Dispositif selon la revendication 9, caractérise en ce que la dite machine tournante est une machine tournante produisant de l'électricité.