Brevet FR2462581A1 — publié le 19810213

_1 _ La présente invention est relative à une centrale utilisant l'énergie des vagues, installée à poste fixe sur les hauts-fonds dans la mer et comprenant un corps cylindrique en acier qui comporte notamment, comme élément portant essentiel, un pont en treillis ou à ossature tubu- laire, est monté de manière à pouvoir tourner autour de son axe longitudinal dans au moins un palier pouvant mon- ter et descendre, tout en étant guidé, dans ûn pilier ancré sur le fond de la mer, pénètre par le haut dans les vagues par des pales disposées à sa surface formant enveloppe et entra ne au moins un générateur. Une centrale de ce type est décrite dans le brevet DE - OS 27 36 640. le choc des vagues s'exerce dans et/ou contre les pales et provoque la rotation du corps cylin- drique en acier. Cependant, en continuant leur trajet dans l'eau, les pales freinent d'elles-mêmes cette rotation. Le but de l'invention est de réduire la résistance due au passage des pales dans l'eau. Ce but est atteint, suivant l'invention, du fait que, dans une centrale du type initialement défini, les pales sont constituées p*r une série de saillies annulaires con- tiguas, disposées axialement sur la surface formant l'en- veloppe du corps cylindrique en acier et présentant une section diminuant vers l'extérieur, de préférence en forme de triangle. Bien qu'elles soient orientées dans le sens du mou- vement, ces saillies présentent des surfaces de poussée du fait que les intervalles séparant les saillies se rétré- cissent dans le sens tangentiel en direction-du plan mé- dian vertical ou, en d'autres termes, que les cotés des saillies sont obliques par rapport au sens du mouvement des vagues, comme on l'explique ci-dessous. Dans ce dispositif, le passage des pales dans l'eau ne s'accompagne d'aucune résistance d'ordre hydrodynamique. De plus, en remontant, les pales ne peuvent ni pren- dre ni entraîner de l'eau, de sorte que rien ne s'oppose -2- à la rotation. la surface formant l'enveloppe du corps rotatif en acier peut être entièrement fermée et étanche. De plus, en raison de la forme de la surface formant l'en- veloppe, les efforts dus au vent ne peuvent pas non plus gSner la rotation. le choe des vagues sur les pales an- nulaires n'est pas susceptible de nuire à l'ensemble de la construction, car les vagues s'écrasent progressivement en traversant les intervalles séparant les saillies. la vitesse de rotation du corps rotatif en acier s'en trouve augmentée. Il est préférable quele corps cylindrique en acier ne soit que partiellement immergé, de préférence Jusqu'au 1 au maximum de la hauteur, dans le sens radial, des sail- lies annur-es par rapport à une mer calme. Exprimé au- trement, le principe est que la profondeur d'immersion du corps cylindrique en acier doit être telle qu'en général les vagues n'atteignent à peu près que le fond des parties rentrantes séparant les saillies. I1 est avantageux que la hauteur des saillies dans le sens radial soit de 4 à 8 a, de préférence de 5 à 7 a. Comme on l'a vu, la surface formant l'enveloppe du corps cylindrique en acier peut tre étanche, de manière que le corps en acier immergé subisse une poussée verti- cale; on peut également pour cela le munir de cellules étanches. Au lieu d'utiliser l'appui dd à la poussée qui s'exî ce sur un corps flottant, on peut également suspendre le corps en acier au pilier ou aux >iliers par l'intermédi- aire de cylindres hydrauliques pouvant fonctionner à la traction comme la compression. la forme des pales permet alors de mieux utiliser l'énergie des vagues, dans certainscas, si le corps en acier n'est pas soulevé par l'eau et, de ce fait, ne se trouve pas déplacé en cédant. le dessin représente un mode de réalisation de l'in- ventione La figure I représente, vue de face, une centrale utilisant l'énergie des vagues. la figure 2 représente la même centrale utilisant l'énergie des vagues que la figure 1, mais vue de la gauche. la figure 3 est une vue par en-dessus de l'extrémité gauche de la centrale utilisant l'énergie des vagues re- présentée par la figure 1. La figure 4 est une coupe verticale montrant le fonc- tionnement d'une partie d'une centrale utilisant l'énergie des vagues du type représenté par les figures 1 à 3. Sur deux socles en béton armé 40 sont ancrés deux piliers 41 et 42, en béton armé ou en acier, le pilier 41 l'étant rigidement et le pilier 42 pouvant tourner dans une articulation 43. Les deux piliers sont constitués es- sentiellement par quatre montants verticaux 44 reliés, au niveau de leurs extrémités supérieures, par quatre poutres horizontales 45; les montants du pilier 42 sont reliés, à leur extrémité inférieure, à un assemblage convergent de poutres, 46, aboutissant à l'articulation 43. Dans chacun des piliers 41 et 42, une corbeille 48 en acier, suspendue à un cylindre hydraulique 47, peut monter et descendre tout en étant guidée par deux poutres supé- rieures et deux poutres inférieures, 49, et par des cou- lisses à roues doubles 50 montées au niveau des extrémi- tés des poutres au contact des montants 44. Chacune des corbeilles 48 contient une enveloppe de mécamismes, 51 de forme allongée, dépassant des deux c6tés hors de la corbeille. A l'intérieur des deux enveloppes de mécanismes, dans deux unités de paliers et de générateur, 52, les deux extrémités d'un corps cylindrique en acier 53 comprenant des tronçons d'arbre 54 sont montées sur les paliers. le mode de construction du corps en acier et son montage sur ses paliers sont ceux qu'indique le brevet britannique A 20 02 458. Sur la surface formant l'enveloppe du corps cylin- -4- drique 53 en acier, on fixe par soudage une série d'élé- mente constitués par des enveloppes en tôle, contigus et ayant la forme de troncs de cene alternativement orientés dans un sens ou dans l'autre. Ils forment des saillies annulaires dont la section a la forme d'un triangle iso- cèle ayant un angle au sommet légèrement inférieur à 90 . Dans l'un des intervalles 56 compris entre deux saillies annulaires 55, les positions de quatre plans hori- zontaux 57 à 60 sont indiquées par des lignes en traits discontinua. La vue par en-dessus de la figure 3 met en évidence les lignes d'intersection de ces plans et des surfaces des troncs de cène formant les deux saillies con- tigurs 55, c'est-à-dire la position dans laquelle ces sur- faces se présentent, dans le plan considéré, comme surfa- ces de poussée soumises à l'action d'une masse d'eau dé- placée dans le sens horizontal par le mouvement des va- gues. Elle est toujours oblique et comporte, par conséquent une composante orientée transversalement par rapport au mouvement des vagues et recevant les impulsions. En d'au- tres termes, la section du passage offert à l'eau déplacée par les vagues se rétrécit. Dans ces conditions, la vague s'écrase et son énergie cinétique se transforme en mouve- ment de rotation du corps cylindrique en acier. En arriè- re de celui-ci, la mer redevient relativement calme. Lors- que la poussée des vagues s'exerce plus haut, plus près de la direction radiale (pour laquelle il n'y a plus de mo- ment de rotation), l'obliquité des surfaces de poussée s'accentue, alors qu'elle diminue lorsque la poussée des vaguaes s'exerce plus bas. le cylindre hydraulique 47 à double action assure le maintien du corps cylindrique 53 à la hauteur optimale. Les variations de longueur du corps 53 en acier dues à la dilatation thermique sont absorbées par le palier basculant 43. le palier du pilier 42 est donc un palier oscillant. Le fonctionnement du corps cylindrique 53 en acier dans la centrale utilisant l'énergie des vagues a d'ail- leurs été décrit ci-dessus. Les chiffres relatifs à la centrale utilisant l'é- nergie des vagues décrite par les figures 1 à 3 sont par exemple les suivants: longueur du corps 53 en acier: k; diamètre de ce corps rotatif: 40 m; hauteur des saillies annulaires 55 dans le sens radial: 6 mt profon- deur d'immersion par mer calme z 1/2 m; poids du corps 53 en acier: 4000 t; poussée verticale pouvant atteindre 9200 te La figure 2 représente une variante dans laquelle l'une des coulisses à rouez doubles 50 est remplacée par une coulisse 70 comportant deux patins 71 pouvant se dé- placer par rapport à elle. Cette solution présente l'avan- tage que la pression superficielle des patins contre les- montants 44 est très inférieure à la pression d'une roue; de plus, les patins permettent de fixer par pression hy- draulique le corps en acier dans la position que l'on veut. la figure 3 montre comment, peur un montant 44, on peut réaliser une enveloppe 72 avantageuse du point de vue - hydrodynamique. -6- REVENDICATIONS 1. Centrale utilisant l'énergie des vagues, ins- tallée à poste fixe sur les hauts-fonds dans la mer et comprenant un corps cylindrique en acier qui comporte notamment, comme élément portant essentiel, un pont à treillis ou à ossature tubulaire, est monté de manière à pouvoir tourner autour de son axe longitudinal dans au moins un palier pouvant monter et descendre tout en étant guidé dans un pilier ancré sur le fond de la mer, pénètre par en haut dans les vagues par des pales dis- posées à sa surface formant enveloppe et entratne au moins un généra eur, caractériséeen ce que les pales sont constituées par une série de saillies annulaires 55 contiguës, disposées azialement sur la surface formant l'enveloppe du corps cylindrique 53 en acier et présen- tant une section diminuant vers l'extérieur, de préfé- rence à peu près en forme de triangle. 2. Centrale selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps cylindrique 53 en acier n'est que partiellement immergé,-de préférence Jusqu'au au maxi- mum de la hauteur dans le sens radial des saillies an- nulaires 55, par rapport à une mer calme. 3. Centrale selon l'une quelconque des revendica- tions 1 ou 2, caractérisâéen ce que la profondeur d'im- mersion du corps cylindrique 53 en acier est telle qu'en général les vagues n'arrivent à peu près qu'au fond des parties rentrantes séparant les saillies 55. 4. Centrale selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisâen ce que la hauteur des sail- lies 55 dans le sens radial est de 4 à 8 m, de préféren- ce de 5 à 7 m. 5. Centrale selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractériséseen ce que la surface formant l'enveloppe du corps cylindrique 53 en acier est étan- che ou munie de cellules étanches. 6. Centrale selon l'une quelconque des revendica- -7- *ions 1 à 5, caractériséeen ce que le corps cylindrique 53 en acier est suspendu au pilier ou aux piliers 41, 42, par l'intermédiaire de cylindres hydrauliques 47 fonctionnant à la traction comme à la compression.