Brevet FR2597161A1 — publié le 19871016

La présente invention concerne un dispositif permettant de rérausser les pylônes d'éolienne de pompage afin qu'une diminution de la distance entre la roue et son axe vertical d'orientation ne soit pas genée par des risques de collision entre les pieds du pylône et la roue. La figure 1 représente schématiquement une éolienne de pompage classique. Une éolienne de pompage. classique, comme représentée schématiquement sur la figure 1, est composée: - d'une roue (li, a axe horizontal, munie de pales ( de manoeuvre de la pompe t5i, cette tête étant montée sur un axe vertical qui permet l'orientation de la roue au vent grace å un gouvernai (6), - d'un pylône qui élève la tete a une certaine hauteur par rapport au sol, et qui supporte la colonne (7i de tubes au bout de laquelle est fixée la pompe. Un pylône d'éolienne de pompage classique comme représenté sur la figure 1 comporte généralement trois ou quatre pieds (8) faits de cornières métalliques ou de tubes métalliques, fixées sur des plots en béton (9i ancrés dans le sol, qui forment avec des renforts 10, un treillis. Ces pieds sont solidarisés entre eux, a leur extrémité supérieure, juste sous la tete, à une distance de l'axe de la roue très inférieure au rayon de cette dernière. L'emploi de ces pylônes classiques comme décrits précédemment ne permet pas de résoudre de facon optimale trois problèmes, qui sont - diminuer le couple gyroscopique autour de l'axe vertical d'orientation de la roue provoqué par les accélérations et décélérations de la roue sous les effets du vent, ce couple gyroscopique sera d'autant plus grand que la roue sera éloignée de son axe vertical d'orientation; le couple gyroscopique modifie l'orientation de la roue au vent, commandée par le gouvernail, et nuit ainsi au rendement de l'éolienne, - diminuer la section des pieds du pylône, tout en assurant a ce dernier la résistance aux efforts horizontaux appliques a la roue surtout par vent de tempête, - enjamber des puits de grand diamètre avec le pylône. En effet: - diminuer le couple gyroscopique ne peut être fait qu'en réduisant 1 nertie de la roue ou en réduisant la distance entr cette dernière et 'axe vertical d'orientation de la roue; la roue choisie, son inertie n' est pas modif able; diminuer le couple gyroscopique ne peut donc être fait qu'en réduisant la distance entre la roue et l'axe d'orientation de cette dernière, soit, pour éviter les collisions entre la roue et les pieds du pylône, en réduisant l'angle au sommet de ce dernier, - diminuer la section des pieds tout en assurant la résistance du pylône aux efforts horizontaux appliqués à la roue ne peut être fait qu'en diminuant les efforts dans les pieds, ce qui ne peut être fait qu'en augmentant l'angle au sommet du pylône; ceci n'étant accompagné, à longueur de pieds de pylône constante, que d'une diminution négligeable de la hauteur du pylône; en effet, augmenter de 19 angle au sommet du pylône, d'angle au sommet initial 12t et de hauteur initiale 5,9 mètres, diminue de moitié les efforts dans les pieds, tout en ne diminuant sa hauteur que de 26 centimètres, - enjamber des puits de grands diamètres avec un pylône de hauteur donnée ne peut être fait qu'en augmentant l'angle au sommet de ce dernier. hvec les pylônes classiques, diminuer le couple gyroscopique ne peut être fait qu'en diminuant l'angle au sommet du pylône. Diminuer la section des pieds de ce dernier et enjamber des puits de grands diamètres, ne peut être fait qu'en augmentant l'angle au sommet du pylône. Un compromis, qui ne résoud pas de façon optimale l'ensemble des trois problèmes, doit donc être fait sur la valeur de l'angle au sommet du pylône. Le dispositif selon l'invention, permet de remédier de façon satisfaisante aux trois problèmes; de plus, il surélève la roue par rapport au sol, ce qui permet de la placer dans des conditions de captage de vent plus favorables. La figure 2 représente schématiquement le dispositif selon l'invention monté sur une éolienne de pompage classique. Le dispositif selon l'invention, comme représenté schématiquement sur la figure 2, est constitué d'un poteau (11) muni de deux systèmes de fixation, le premier système de fixation (12) permet la fixation du poteau au sommet du pylône, le second système de fixation pylônes sans gêner, par des risques de collision entre la roue et le pylône, une diminution de la distance entre la roue et l'axe d'orientation de cette dernière. La comparaison une éoliens do pompage non munie du dispositif selon l'invention, comme reprécentee sur la fifre 1, et d'une éolienne e pompage munie du dispositif se on l'invention, comme représente sur la figure 2, permet de cerner les possibilités offertes par le dispositif selon l'invention. Par rapport à l'éolienne non munie du dispositif selon l'inventicn, l'éolienne munie du dispositif selon l'invention a les particularités suivantes: - la roue est plus rapprochee de l'axe d'orientation de cette dernière, ainsi, le couple gyroscopique est diminué, - à longueur de pieds de pylône constante, l'angle au sommet du pylône O:t plus grand, ainsi, la section de pieds du pylône est plus fable sans diminuer la résistance de ce dernier et les puits enjambés sont de plus grand diamètre, - la roue est à plus haute altitude, donc, dans des conditions de captage de vent plus favorables. Suivant un premier mode de réalisation, le dspositif selon l'invention est constitué d'un tube possédant à sa base, un système permettant sa fixation sur un pylône, et à son extrémité supérieure un système de fixation permettant de recevoir une tête d'éolienne. La figure 3 représente, en coupe partielle, le premier mode de réal sation du dispositif selon l'invention monté sur un pylône et supportant une tête-d'éolienne. Suivant un premier mode de réalisation, le dispositif selon l'invention est constitué de: - un tube en acier (14), - une plaque circulaire (15), de même diamètre que le diamètre du tube, rapportee soudée à l'extrémité supérieure de ce dernier et sur laquelle usent se fixer, par des vis, l'axe vertical (16) (orientation de la tete de l'éolienne. Un trou (17) pratiqué au centre de cette plaque permet le passage de la tringle ou du cable (18) de manoeuvre de ia pompe. - une plaque carrée Gi9i de longueur de coté supérieure au diamètre du tube rapportée soudée à l'extremité inférieure de ce dernier. Un trou (20) pratiqué au centre de cette plaque permet ie passage de la tringle ou du cable de manoeuvre de la pompe. - quatre cornières (21). chacune étant oudée au niveau de ses appuis sur un coin de la plaque carrée et sur une rénératrice du tube, vienent coiffer le haut du pvlone r22). Ges trous praticjês dans ces quatres cornières permettent la fixation, par des boulons, du dispositif selon l'invention sur le haut du pylône. Suivant un deuxieme mode de réalisation, le dispositif selon l'invention est constitué d'un tube de section non constante, cette section crott de la base du tube à son sommet. La résultante des efforts encaissés par le poteau étant horizontale et son point d'application étant situé au-dessus du poteau, ce dernier étant encastre à sa base, le moment fléchissant dans une section du poteau sera d'autant plus grand que cette section sera près de la base encastrée du poteau; ceci justifie l'emploi d'un poteau dont le moment d'inertie quadratique (soit par extention, la section) décroît à mesure que l'on se rapproche de son somme t. La figure 4 représente, en coupe partielle, le deuxième mode de réalisation du dispositif selon l'invention monté sur un pylône et supportant une tête d'éolienne. Suivant un deuxième mode de réalisation, le dispositif selon l'invention est constitué de: - un tube conique vient se fixer, par des vis, l'axe vertical (26) d'orientation de la tête de l'éolienne. Un trou (27) pratiqué au centre de cette plaque permet le passage de la tringle ou du cable - une plaque carrée (29) de longueur de côté supérieure au diamètre inférieur du tube rapportée soudée à l'extrémité inférieure de ce dernier. Un trou (30) pratique au centre de cette plaque permet le passage de la tringle ou du cable de manoeure de la pompe. - quatre cornières (32). Des trous pratiqués dans ces quatres cornières permettent la fixation, par des boulons, du dispositif selon l'invention sur le haut du pylône. Suivant un troisième mode de réalisation, le dispositif selon l'invention est constitué d'un poteau composé d'un treillis métallique, de faible encombrement et de section quasiment constante, réalisé par assemblage de profilés standards. La figure 5 représente, en coupe partielle, le troisième mode de réalisation du dispositif selon l invention monté sur un pylône et supportant une tète d'éolienne. Suivant un troisième mode de réalisation, le dispositif sel on l'invention ect constitué de: - une structure métallique, de base carrée, constituée de quatre cornières verticales i33) reliées ertre elles par -es fers plats (34), la structure formant ainsi un treillis, -une plaque carrée (35) de longueur de côté égale a la longueur du côte de la base carrée de la structure. rapportée soudée a l'extrémite supérieure de cette dernière et sur laquelle vient se fixer, par des vis. l'axe vertical passaoe de la tringle ou du cable (38) de manoeuvre de la pompe. - une plaque carrée (39) de longueur de côté supérieure à la longueur du côté de la base carrée de la structure rapportée soudée à l'extrémité inférieure de cette dernière. Un trou (40) pratiqué au, centre de cette plaque permet le passage de la tringle ou du cable de manoeuvre de la pompe. - quatre cornière; (41), chacune étant soudée au niveau de ses appuis ur- un coin de la plaque carrée inférieure et sur une arête de la structure. viennent coiffer le haut du pylône Suivant un quatrieme mode de réalisation, le dispositif selon l'invention est constitué d'un poteau composé d'un treillis métallique, dont le moment d'inertie quadratique (soit par extension la section; décroît a- mesure qu'on se rapproche de son sommet. Ce treillis métallique est réalisé par assemblage de profilés standards. La figure 6 représente, en coupe partielle, le quatrième mode de réalisation du dispositif selon l'invention monté sur un pylône et supportant une tete d éolienne. Suivant un quatrième mode de réalisation, le dispositif selon l'invention est constitué de: - une structure métallique, de base carrée, constituée de quatre cornières (43i non parallèles dont les extrémités qui se chevauchent sont soudées entre elles; ces quatre cornières sont reliées entre elles par des fers plats (45, rapportée soudee à l'extrémité supérieure de cette dernière et sur laquelle vient se fixer, par des vis, l'axe vertical (46) d'orientation de la tete de l'éolienne. Un trou '47) pratiqué au centre de cette plaque permet le passage de la tringle ou du cable (43) de manoeuvre de la pompe. - une plaque carrée (49) de longueur de côté supérieure à la longueur du côté de la Sase carrée de la structure rapportée soudée à l'extrémité inférieure de cette dernière. Un trou (50) pratiqué au centre de cette plaque permet le passage de la tringle ou du cable de manoeuvre de la pompe. - quatre cornières (51, chacune étant soudée à un coin de la plaque carrée, viennent coiffer le haut du pylône (52). Des trous pratiqués dans ces quatres cornières permettent la fixation, par des boulons, du dispositif selon l'invention sur le haut du pylône. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux divers modes de réalisation du dispositif selon l'invention, qui viennent d'être décrits à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention; ces modifications peuvent notemment porter. - sur le système de fixation de la tete de l'éolienne qui dépend des possibilités de fixation de cette dernière (il existe un système de fixation par type de tete d'éolienne, d'où l'impossibilité de les décrire tous), - sur le système de fixation sur le haut du pylône de l'éolienne qui depend des possibilités de fixation sur ce dernier (Il existe un système de fixation par type de pylône d'éolienne. d'où l'impossibilité de les decrire tous), - sur le poteau du dispositif selon l'invention qui peut etre sujet à modifications sans sortir du cadre de l'invention. RB)ENE) I CH'T IONS li Dispositif pour rehausse les pylônes d'éolienne de pompas, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un poteau (11) de faible encombrement muni de deux systèmes de fixation. le premier s:-steme de fixation 12), situé a la base du poteau, permettant la fixation du poteau au sommet du pylône, le second système de fixation (13), situé au sommet du poteau, permettant la fIxation d'une tête d'éolienne sur le poteau. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le poteau est un tube (14) en acier. 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le poteau est un tube conique (23) en acier. 4í Dispositif selon la revendication 1 caractérise en ce que le poteau est une structure métallique de faible encombrement et de section quasiment constante. 5) Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que la structure métallique est de base carrée, constituée de quatre cornières verticales (33) reliées entre elles par des fers plats (347, la structure formant ainsi un treillis. 6) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le poteau est une structure métallique, de faible encombrement, et dont la section decroit de la base a l'extrémité supérieure. 7) Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que la structure métallique est de base carrée, constituée de quatre cornières (43) non parallèles dont les extrémités qui se chevauchent sont soudées entre elles; ces quatre cornieres sont reliées entre elles par des fers plats (44), la structure formant ainsi un treillis.