Brevet FR2658566A1 — publié le 19910823

La présente invention concerne un dispositif cie production d'énergie par l'exploitation des courants d'air naturels existants dans certaines cavités souterraines. Les éoliennes traditionnelles, implantées en extérieur ont un fonc tionnement largement tributaire des conditions climnti n' é- tant pas toujours favorables, il en découle une production intermittente énergie et donc, des pertes pour l'exploitant. Dans certaines grottes au contraire ouvertes à l'extérieur en au moins deux extrêmités situées à des altitudes différentes, les spéléologues ont constaté la présence de courants d'air parfois très violents et quasi-permanents. Ils sont créés par l'écart de température entre les parois du réseau souterrain et l'atmosphère qui engendre lui-même un écart de tempéra ture entre l'air intérieur au réseau et l'air extérieur. I1 en découle une différence de masse volumique et donc, une différence de pression rnotrice. Elle est donnée par la relation T en C Pn = 3462 h ( 1 ) h en mètres # = 1,2 tri+273 t lr2 1,2 ktJ/m3 en considérant l'air comme un gaz parfait. Dans les grottes, les échanges thermiclues sont en erfet favorisés - par la grande surface d'échange entre la paroi et l'air - par les écoulements d'eau qui !iumîctifient l'air et diminuent sa température - par la radioactivité de certaines roches qui peut aller jusqu'à multiplier par 100 la conductivité de l'air On a ainsi constaté d'une façon cjéiiérale - un courant descendant en été - un courant ascendant en hiver - un courant de sens variable au cours de la jounée en automne et au printemps Le dispositif selon l'invention permet d'exploiter ce phénomène naturel.Le réseau souterrain doit être ouvert à l'extérieur en au moins deux extrêmités présentant une dénivellation. I1 peut être soit naturel ( grotte ), soit artificiel (tunnel ), soit encore 11,00 combinaison des deux. Une éolienne est placée en une partie du réseau offrant des facilités d'ac ces: dans un couloir horizontal près de l'entrée inférieure par exemple. -Une porte ou un volet en l'une au moins des entrées perrnet de réguler la vitesse de l'air ( en cas de vent trop puissant par ex. ) ou de stopper complètement la circulation. En chacune des entrées sont placées des rampes d'humidification utilisant les eaux souterraines. Leur rôle est d'humidifier l'air ,et de diminuer ainsi sa température.ou au contraire de l'augmenter selon la saison. Selon une forme de réalisation préférentielle, l'éolienne est placée dans un conduit en béton de même diamètre afin d'une part de canaliser la veine d'air et d'autre part d'hcmogènéiser le profil des vitesses. La figure 1 représente en coupe le dispositif selon l'invention. La figure 2 représente, également en coupe le dispositif selon la réalisation préférentielle. Enfin, la figure 3 représente , schématiquement, une rampe d'arrosage. Le dispositif représenté sur la figure 1 comporte un réseau souter rain naturel initialement ouvert à l'extérieur en une seule extrémité.Un tunnel a été percé verticalement à son autre extrémité (1) pour permettre la circulation de l'air. Une éolienne a été implantée près de l'entrée inférieure (2). Une porte (3) est placée à cette même entrée. I1 est à noter que le pas de l'éolienne doit être réversible pour qu'elle puisse fonctionner en régime ascendant ou descendant. Sur la figure 2, est représentée l'éclienne dans un conduit en béton. Un canal (1) permet l'écoulement des eaux souterraines. Ainsi, pour un réseau offrant une dénivelée de 700 mètres et une terme pérature intérieure constante de 70C, on peut calculer la-vitesse de l'air en le considérant comme un gaz parfait. Elle est donnée par l'expression avec r = 1,2 kg/m3 ( d'ap. théor. de Bernoulli ) où APn est l'écart de pression motrice donné plus 1oaut. temp. extérieure A po v ( C ( Pa ) ( m/s ) 10 90 12,3 13 1F30 17,3 16 270 21,2 19 355 24,3 22 440 27,0 Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à la production d'énergie électrique. REVENDICATIONS 1) Dispositif de production d'énergie par exploitation des courants d'air naturels caractérisé en ce qu'il se compose d'un réseau souterrain ouvert à l'extérieur en deux extrêmités au moins, présentant une dénivellation, ce réseau étant soit naturel ( grotte ), soit artificiel (tunnel ), soit encore une combinaison des deux et dans lequel est placée une éolienne. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte en l'une de ses extrémités au moins une porte (3) ou volet afin de réguler ou de stopper la circulation de l'air. 3) Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le pas de l'éolienne est réversible. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'éolienne est implantée dans un conduit en béton ( figure 2 ), 5) Dispositif selon la revendication 4 caractérisé en ce que le conduit en béton comporte un orifice d'écoulement des eaux > (l). 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte des rampes d'arrosage humidifiant l'air ( figure 3).