Brevet FR2479343A1 — publié le 19811002

D E S C R -I P T I O N AMENAGEMENT DE DIVERS APPAREILS ET MATERIELS EN VUE DE LA RECUPERATION D'UNE PARTIE DE L'ENRAIE DISPONIBLE DANS LA HOULE ET LES VAGUES DES MERS ET DES OCEANS L'invention a pour but la transformation d'une partie de l'énergie naturelle contenue dans la houle et les vagues des mers et océans en énergie mécanique ou électrique. Le problème posé consiste a utiliser l'énergie contenue dans la houle et les vagues dont : la longueur d'onde, la hauteur (ou creux) la forme, etc... varient pratiquement sans arrêt en fonction : des marées, des courants, des vents, de la forme du fond ou du littoral etc... En outre le matériel doit être très robuste pour pouvoir résister aux fortes tempêtes et à la corrosion marine. Le principe de fonctionnement de l'installation est donné par le schéma de la figure 1. Un flotteur lesté repue 1, de construction chaudronnée très robuste, en tôles d'acier, fortement entretoisé et cloisonne est solidaire d'un tube guide repère 2. La forme générale du flotteur et ses dimensions sont étudiéesen fonction du lieu dXinstallation et des renseignements hydrographiques connus pour ce lieu. Le tube guide glisse sur le tube fixe repère 4 grâce à des diabolos de guidage repère 3 les longueurs du tube guide et du tube fixe sont définies en fonction des hauteurs maximales des marées rencontrées au lieu d'installation, auxquelles il faut en outre ajouter les creux maxima possibles. Le flotteur peut ainsi se déplacer verticalement a chaque variation de niveau (entre la basse muter et la pleine mer) provoquée par la houle ou les vagues. Chaque déplacement vertical est transmis a un piston repère 6 au moyen d'une tige repère 5. Le piston equipé de segments ou joints toriques se déplace dans le corps de pompe repère 7. Les dispositifs de presse-garnltures repère 8 assurent l'étanchéité entre tige de piston et corps de pompe. Ce dernier a évidemment une longueur identique à celle du tube guide ou du tube fixe. Le piston se déplacera donc à marée basse à la partie inférieure du corps de pompe et à marée haute à la partie supérieure, toutes les positions intermédiaires étant possibles. Un réservoir repère 9 contient le liquide hydrodynamique qui, à chaque montée du flotteur remplit la partie inférieure du corps de pompe, et, à chaque descente la partie supérieure. La cylindrée de chaque coup de pompe est fonction du "creux't de la houle ou de la vague. Grâce aux jeux de clapets, le liquide aspiré est ensuite refoulé sous pression jusqu'au moteur hydraulique, repère 11, par le circuit des tuyauteries haute pression. Ce circuit haute pression comporte les accessoires traditionnels des circuits hydrauliques : régulateurs de pression, de débit, distributeurs (non représentés sur le schéma pour plus de clarté) mais également une importante batterie d'accumulateurs oléodynamiques repère 10. Ces derniers permettent non seulement d'absorber les à-coups du pompage mais également de stocker une partie de l'énergie en réserve. A la sortie du moteur hydraulique le liquide retourne à la bache. Le moteur peut entrainer une génératrice électrique ou toute autre machine (repère 12). L'énergie mise en réserve peut être utilisée dans un moteur hydraulique auxiliaire entrainant une pompe rotative a haute pression. Par le moyen de distributeurs télécommandés on peut refouler du liquide à pression élevée, utiliser le corps de pompe repère 7 en vérin et provoquer - l'immobilisation du flotteur et son blocage à la position la plus basse si une tempête menace sa robustesse. - l'immobilisation du flotteur et son blocage à la position la plus haute aux fins d'examen ou de travaux d'entretien. - forcer régulièrement l'équipage mobile à parcourir toute la course aller et retour pour nettoyer au travers de dispositifs appropriés, la tige 5 : des mousses, algues et autres accumulations qui pourraient y adhérer. Il est évident que les distributeurs permettant l'introduction du liquide à très haute pression sur une des faces du piston 6 mettent en même temps le liquide de l'autre face en retour à la bache. La régulation de la génératrice et les différentes opérations peuvent se faire par télécommande électrique, ou autre dispositif existant ou à venir (automate programmable, microprocesseur etc...) La figure 2 représente une unité autonome qui doit pouvoir être utilisée pour des marées de 6 mètres et des vagues avec creux de 2 mètres. Les dispositifs de nettoyage de tige, repère 13, sont installés à peu de distance du presse-garniture inférieur et accessibles par l'intérieur de l'enveloppe cylindrique de protection de l'appareillage. Le panneau repère 14 sert au groupement des composants hydrauliques et électriques (régulateurs, distributeurs, servo-moteurs etc...) La ligne de départ de courant électrique repère 15 comporte également les conducteurs de télécommande. Cette ligne est représentée aérienne , mais elle peut aussi bien suivre un parcours sous-marin. Cette unité autonome peut être soutenue aux moyens de supports divers - la figure 3 représente l'ensemble supporté par 3 pieux, enfoncés à la sonnette (ou par d'autres moyens) entretoi sés par des traverses boulonnées. Haubannage éventuel des pieux. - la figure 4 représente une station autonome fixée sur un caisson béton. L'ensemble est aménagé sur la côte puis remorqué à l'empla- cement déterminé : il suffit d'ouvrir une voie d'eau dans le caisson pour le faire couler. Cette solution est valable pour un fond relativement plat. - la figure 5 représente une unité autonome monté? sur un support flottant utilisable pour les grands fonds. L'ensemble est arrimé à des corps morts ou à des ancres. - la figure 6 représente la vue en coupe transversale d'une centrale qui peut comporter un nombre quelconque d'éléments. Toutes les unités de pompage sont installées en ligne sur une structure métallique, en béton ou mixte dont l'axe longitudinal est perpendiculaire à la direction générale de la houle, ou incliné avec un angle déterminé. Une galerie permet l'accès depuis le batiment des machines et pupitres de commande à chaque élément de pompage. Elle contient les différentes tuyauteries de liaison basse et haute pression qui relient les corps de pompes aux baches et aux moteurs ainsi que les tuyauteries très haute pression permettant l'immobilisation en fin de course haute ou basse d; flotteur de chaque unité. Le batiment qui abrite les accumulateurs, les groupes, les pupitres de commande, les réservoirs de liquide hydrodynamique, peut être installé soit sur la structure support, soit à terre. Ces installations de production d'énergie doivent être de construction très robuste pour résister au "gros temps" des océans. L'amortissement doit se faire rapidement. Le matériel hydraulique mis en oeuvre est actuellement parfaitement au point et nécessite très peu d'entretien. Dans l'état actuel de la technique, pour la mise en oeuvre d'un matériel très classique existant sur le marché, l'huile minérale et les liquides hydrauliques du commerce semblent apporter la solution la plus économique. L'idéal serait l'utilisation d'eau de mer filtrée, qui, éviterait ainsi la pollution toujours possible, par des fuites aux presse-garnitures. Néanmoins, l'évolution de la technologie des tubes revêtus de résines, de plastiques, de nylon etc... laisse espérer l'utilisation de l'eau de mer comme fluide hydrodynamique. Les aciers inoxydables résistant à l'eau de mer sont actuellement très coûteux. REVENDICATIONS 1. Unité de récupération d'une partie de l'énergie disponible dans les mers et les océans, caractérisée par le fait qu'un flotteur provoque la mise sous pression d'un fluide hydraulique quelle que soit la hauteur de la mare en utilisant toutes les différences de niveau dues aux mouvements de la houle et des vagues. 2. Unité de récupération d'énergie selon la revendication 1, caracterisée en ce que le dispositif de pompage sous pression du fluide hydrodynamique peut être utilisé en vérin pour permettre l'immobilisation du flotteur ou provoque- sa course complote. 3. Unité de récupération d'énergie selon revendication 2, caracterisée par la forme variable du support suivant la nature et la forme du fond de la mer ou de l'océan. 4. Centrale de production d'énergie de grande puissance caractérisée par le fait qu'elle comporte un groupement d'unités selon revendications 2 et 3.