Brevet FR2543619A2 — publié le 19841005

FR 2543619 A2 19841005 FR 8305426 A 19830401 "Dispositif de production d'énergie électrique à partir de la houle". La présente invention concerne un dispositif de production d'énergie électrique à partir de la houle, destiné notamment à être installé sur un corps flottant tel qu'une bouée et analogue, par exemple pour son alimentation en énergie électrique par l'intermédiaire d'au moins une génératrice de courant et du type comportant un balancier monté de façon à osciller librement dans le corps flottant et équipé de moyens mécaniques de transformation des mouvements relatifs, oscillatoires ou autres, du corps flottant par rapport à la surface de l'eau en une rotation du rotor de la génératrice, selon la revendication 1 du brevet principal. Le système selon le brevet principal portait sur un dispositif tel que mentionné ci-dessus, dans lequel on utilisait essentiellement les mouvements oscillatoires du corps flottant, correspondant à un balancement dans un plan vertical sous l'effet de la houle. Or, ce système ne présentait que des possibilités limitées d'utilisation g.énérale du mouvement de la houle; notamment par temps relativement calme où,le vent étant faible, la surface de l'eau est cependant le aiège d'ondulations, par exemple dûes à la houle résiduelle venant du large et qui ne provoquaient aucun "balancement" du corps flottant tel qu'une bouée, tout en lui imprimant un mouvement d'oscillations verticales non utilisables dans le dispositif selon le brevet principal. C'est pourquoi l'idée à la base de l'invention consiste à mettre à profit ces mouvements d'oscillations verticales présents même souvent par temps calme et de toute manière très amplifiés par gros temps ou par mer agitée, en utilisant un système à balancier à déplacement vertical, d'une conception plus simple que le dispositif du brevet principal et avantageux économiquement quant à sa fabrication et sa mise en oeuvre pour une production efficace d'électricité, notamment pour l'alimentation de signaux portés par des bouées fixes. Ce problème est résolu selon l'invention à l'aide d'un dispositif du type indiqué plus haut, caractérisé en ce que le corps flottant est formé d'un caisson étanche accroché au fond de l'eau et enserrant un tube intérieur vertical ouvert à sa partie inférieure et qui loge ledit balancier en forme de piston étanche librement mobile dans ledit tube, et que lesdits moyens mécaniques sont constitués par un. pignon relié au rotor de la génératrice, montée fixe à- l'intérieur du caisson, et engrenant avec une crémaillère rectiligne verticale fixée rigidement à la partie supérieure du piston et maintenue coaxiale au tube par des moyens de guidage solidaires de ce dernier. Selon une caractéristique de l'invention, il est prévu deux génératrices de courant constituées par des alternateurs disposés symétriquement par rapport à l'axe du corps flottant dans le logement étanche solidaire du tube, et que le pignon engrenant avec la crémaillère est porté par un axe horizontal portant des pignons latéraux d'extrémité reliés par des courroies dentées à des pignons respectifs solidaires des rotors des alterneurs. Avantageusement, lesdits moyens de guidage de la crémaillère dans le tube sont constitués par deux plateaux circulaires horizontaux superposés montés fixes dans le tube, qui constituent des butées de limitation de la course du piston et de la crémaillère et qui comportent chacun en leur centre une ouverture possédant des rebords verticaux formant des paliers glissants pour la crémaillère. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, prise en référence au dessin annexé représentant une vue en coupe, en élévation latérale schématique d'une bouée de signalisation à laquelle est appliquée la présente invention. Comme on le voit, le corps flottant, ici une bouée, se compose d'un caisson étanche cylindrique î flottant à la surface 2 de l'eau et supportant, à sa partie supérieure, au moyen de montants latéraux obliques 3, un signal lumineux 4 devant être alimenté en courant électrique. Des batteries d'accumulateurs (de secours), non représentées, peuvent être disposées dans le caisson 1 et sont reliées par tout moyen connu approprié au signal 4. Le caisson 1 est évidé dans sa partie centrale et enserre un tube cylindrique vertical 5 constituant simultanément la paroi intérieure-desdits caissons. r Ce tube 4 s'étend depuis l'extrémité supérieure de la bouée au niveau d'un support horizontal 6 portant le signal 4 et formant le fond supérieur du tube jusqu'à une certaine profondeur sous l'eau en faisant nettement saillie au-dessous du fond 7 du caisson 1. L'extrémité inférieure du tube 5 porte un lest annulaire 8. Par ailleurs, la bouée est-reliée au fond de l'eau par des channes d'ancrage 9 attachées aux angles inférieurs latéraux du caisson 1, de sorte qu'elle flotte à la surface 2 de l'eau en étant retenue à une hauteur moyenne déter- minée au-dessus du fond. Les deux chaînes d'ancrage 9 se réunissent sur l'avant du tube 5 en une chaîne unique 9' fixée au fond de l'eau. La bouée comporte en outre un dérive fixée sur le tube 5 à l'opposé des chaînes 9 sous le caisson. Cette dérive permet d'évites'que les chaînes 9 ne se mélangent. La bouée selon l'invention comporte en outre un logement 10 en forme de caisson étanche 1 entourant le tube 5 au-dessus du caisson 1, et logeant deux génératrices de courant 11,12 et des moyens mécaniques, désignés globalement par 13 de transformation des mouvements d'un piston oscillant étanche 14 coulissant librement avec un jeu réduit dans le tube 5 et flottant à la surface de l'eau en une rotation des rotors des génératrices. Les génératrices de courant 11,12 sont en réalité des alternateurs équipés de diodes de redressement non représentées. Les moyens 13 se composent de façon détaillée d'une crémaillère verticale 15, fixée à sa partie inférieure à un organe approprié de fixation 16 au piston 1t, et d'une transmission à engrenage qui est constituée par un pignon central 17 t par exemple en acier inoxydable, solidaire d'un axe horizontal 18 portant à chacune de ses extrémités un pignon 19 relié par une courroie 20 à un pignon 21 solidaire du rotor 22 de l'alternateur associé. Les pignons 19 assurent une multiplication du mouvement et sont réalisés par exemple en alliage léger. L'axe 18 du pignon 17 est monté de manière à pouvoir tourner librement dans des paliers étanches horizontaux 23 traversant la paroi du tube 5 et étant solidaires de ce dernier. Par ailleurs, la crémaillère 15 est guidée en position axiale centrée dans le tube 5 par des moyens de guidage solidaires de ce dernier et formés de deux plateaux circulaires horizontaux 24,25, disposés à une certaine distance axiale l'un de l'autre et montés dans le tube. Ces plateaux 24,25,qui constituent en outre des butées de limitation de la course du piston 15 oscillant selon un mouvement de va-et-vient dans le tube 5, comportent en leur centre des ouvertures respectives 26,27, possédant des rebords verticaux formant paliers glissants pour la crémaillère 15. On notera que le plateau 25 est disposé au niveau de l'espace du tube enserré par le logeent -10, alors que le plateau 26 est disposé nettement au-dessus de ce logement dans le tube 5. De plus, la crémaillère 15 porte un disque horizontal 28 situé au-dessus du plateau fixe 24, sur l'extrémité supérieure de la crémaillère et relié audit plateau par un amortisseur hydraulique de fin de course de type classique repéré par la référence 30. La crémaillère 15 porte de même un autre disque horizontal 29 situé au-dessous du plateau fixe 25 et relié à ce dernier par un amortisseur hydraulique de fin de course, de type classique repéré par la référence 31. Les amortisseurs 30,31 ont pour but d'amortir le déplacement du piston 5 et de la crémaillère 15 en fin de course et peuvent par exemple être du type connu dans le commerce sous l'appellation "Doedgins". On comprendra par ailleurs que le aessin n'est que schématique et que les disques 28 et 29 solidaires de la crémaillère sont disposés par rapport aux plateaux respectifs 24 et 25 de telle sorte que notamment la course ascendante de la crémaillère 15 soit limitée par exemple à 1,5mon au-dessus de la position d'équilibre stable représentée sur le dessein sur une surface 2 de l'eau plane et horizontale (position haute 32 de la crémaillère représentée en traits mixtes sur la figure). Par ailleurs, il est prévu un conduit d'évent oblique 33 traversant le caisson étanche 10 et reliant l'air extérieur à l'espace du tube 5, situé au-dessous du plateau inférieur 25 de guidage de la crémaillère 15, de manière à permettre une libre aération lorsque le piston 14 se déplace dans le tube 5 lors de variations de hauteur de la surface 2 de l'eau. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant : lorsque le niveau de la surface de l'eau monte, le piston 14 est soulevé de même que la crémaillère 15, qui en est solidaire et dans laquelle engrène le pignon 17. De ce fait, ce pignon entraîne en rotation dans un sens l'axe 18, et, par la transmission pignon 19-courroie 20-pignon 21, les arbres 22 des alternateurs 12. Lorsque le niveau de l'eau redescend, les phénomènes s'inversent, seul l'entraînement du pignon 17 étant inversé. La présence de deux génératrices de courant permet d'alimenter deux circuits séparés. REVENDICATIONS 10) Dispositif de production d'énergie électrique à partir de la houle, destiné notamment à être installé sur un corps flottant tel qu'une bouée et analogue, par exemple pour son alimentation en énergie électrique par l'intermédiaire d'au moins une génératrice de courant (12), et du type comportant un balancier 114) monté de façon à osciller librement dans le corps flottant et équipé de moyens mécaniques (1721) de transformation des mouvements relatifs oscillatoires ou autres, du corps flottant par rapport à la surface de l'eau en une rotation du rotor (22) de la génératrice (12), selon la revendication 1 du brevet principal, caractérisé en ce que le corps flottant est formé d'un caisson étanche (1) accroché au fond de l'eau et enserrant un tube intérieur vertical (5) ouvert à sa partie inférieure et qui loge ledit balancier (14) en forme de piston étanche librement mobile dans ledit tube, et que lesdits moyens mécaniques (17-21) sont constitués par un pignon (21) relié au rotor (22) de la génératrice (12) montée fixe à l'intérieur du caisson (1) et engrenant avec une crémaillère rectiligne verticale (15) fixée rigidement à la partie supérieure du piston (14) et maintenue coaxiale au tube (5) par des moyens de guidage (24,25) solidaires de ce dernier. 20) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu deux génératrices de courant (12) constituées par des alternateurs disposés symétriquement par rapport à l'axe du corps flottant, dans le logement étanche (t) solidaire du tube (5) et que le pignon (17) engrenant avec la crémaillère (15) est porté par un axe horizontal (18) portant des pignons latéraux d'extrémité (19) reliés par des courroies dentées (20) à des pignons respectifs (21) solidaires des rotors (22) des alternateurs (12). 30) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'axe (18) portant le pignon (17) est maintenu avec possibilité de rotation dans des paliers étanches (23) montés dans la paroi dudit tube (5). 40) Dispositif selon les revendications 1 à 3 prises dans leur ensemble, caractérisé en ce que lesdits moyens (24,25) de guidage de la crémaillère (15) dans le tube (5) sont constitués par deux plateaux circulaires horizontaux superposés montés fixes dans le tube, qui constituent des butees de limitation de la course du piston (14) et de la crémaillère (15) et qui comportent chacun en leur centre, une ouverture (26,27) possédant des rebords verticaux formant des paliers glissants pour la crémaillère. 50) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la crémaillère (15) porte deux disques (28,29) qui sont reliés aux plateaux (24,25) par des amortisseurs hydrauliques de fin de course (30,31). 60) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il est prévu un conduit d'évent oblique (33) reliant l'espace du tube (5), situé au-dessous du plateau inférieur (25) de guidage de la crémaillère (15) et l'par libre à 'l'extérieur du caisson (1) du corps flottant. 7 ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le tube central (5) du corps flottant se prolonge extérieurement dans l'eau à la partie inférieure du caisson étanche (1) et porte un lest ( & à son embouchure inférieure. 80) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le corps flottant est accroché au fond de l'eau au moyen de deux channes d'ancrage (9) raccordées aux coins inférieurs du caisson étanche (1).