Brevet FR2785337A1 — publié le 20000505

PROCEDE ET DISPOSITIF DE PRODUCTION D'ELECTRICITE PAR PRELEVEMENTS D'ENERGIE SUR DES VEHICULES ROUTIERS EN CIRCULATION SUR UNE CHAUSSEE DESCRIPTION Domaine de l'invention L'invention concerne d'une part la production d'électricité et d'autre part tous les véhicules routiers circulant sur une chaussée. En effet, l'invention vise à prélever une très légère quantité d'énergie de roulement sur les véhicules roulant sur une chaussée à grande circulation. Problème résolu par l'invention De nombreux procédés de production d'énergie, et en particulier d'électricité, ont été mis au point jusqu'à maintenant. On peut citer l'utilisation de l'énergie hydroélectrique exploitant les cours d'eau naturels ou des chutes plus ou moins artificielles alimentées par de tels cours d'eau. On cite également l'énergie thermique consistant à créer de la vapeur surchauffée au moyen de différents carburants, à savoir fuel, charbon, etc. Dans ces deux grandes catégories de production d'énergie, l'énergie collectée entraine une turbine qui entraine elle-mme un ou plusieurs générateurs de courant électrique. Une troisième catégorie consiste à exploiter, par des éoliennes, les vents. D'autre part, depuis de nombreuses années, dans beaucoup de pays industrialisés et développés, une très grande quantité de véhicules circule en permanence sur le réseau routier. Le but de l'invention est de proposer une solution supplémentaire pour la production d'énergie, notamment d'énergie électrique. Résumé de l'invention A cet effet, un premier objet principal de l'invention est un procédé de production d'électricité par prélèvements d'énergie sur des véhicules routiers en circulation sur une chaussée, consistant à : -prélever de l'énergie sous forme d'air comprimé par des moyens de prélèvement d'énergie placés dans et à travers une chaussée au moyen de capteurs d'énergie placés au niveau de la surface de la chaussée en utilisant le poids et l'énergie de roulement de chaque véhicule pour comprimer de l'air ; -collecter dans un tube collecteur l'air comprimé par chaque capteur ; -entraîner une turbine à l'aide de l'air comprimé ; et -produire de l'énergie électrique au moyen d'au moins un générateur entraîné par la turbine. Un autre objet principal de l'invention est un dispositif de production d'électricité par prélèvements d'énergie sur des véhicules routiers en circulation sur une chaussée, ce dispositif comprenant : -des moyens de prélèvements d'énergie placés dans et en travers d'une chaussée, constitués eux-memes de : . au moins une rangée de plusieurs cylindres verticaux fermés par le bas, placés transversalement dans la chaussée et dont le bord supérieur affleure la surface de la chaussée ; . plusieurs pistons placés chacun dans un cylindre pour coulisser de façon étanche et dont la hauteur est sensiblement égale ou inférieure à celle du piston du cylindre ; . des moyens de rappel dans chaque cylindre pour maintenir le piston en position haute suffisante par rapport à la chaussée, quand aucune pression n'est exercée et permettre un enfoncement relatif du piston quand un véhicule passe dessus ; et . au moins une soupape d'échappement de l'air comprimé dans le fond de chaque cylindre ; -au moins un tube collecteur dans lequel débouchent les soupapes d'échappement ; -un réservoir d'air comprimé alimenté par le tube collecteur ; -une turbine susceptible d'etre entraînée par l'air comprimé contenu dans le réservoir ; et -un générateur d'électricité entraîné par la turbine. Dans la réalisation préférentielle de l'invention, une soupape d'admission d'air est prévue dans le fond de chaque cylindre. De préférence, un tube de distribution d'air alimente les soupapes d'admission. Il est très avantageux de prévoir que la surface supérieure du piston soit légèrement bombée avec une faible inclinaison sur une première moitié de la surface supérieure du piston positionnée du côté par lequel les véhicules arrivent sur le piston, ce dernier étant bloqué en rotation. On prévoit d'utiliser également une butée dans le cylindre et dépassant dans une rainure verticale du piston pour limiter la course de celui-ci et le bloquer en rotation. Pour assurer l'étanchéité du piston par rapport au cylindre, on utilise au moins deux segments autour du piston. Les moyens de rappel sont de préférence des ressorts. Il est prévu que la hauteur du piston soit, de préférence, légèrement inférieure à la hauteur du cylindre pour que, sous l'action d'une roue de véhicule, la surface inférieure du piston touche le fond du cylindre en position enfoncée. Liste des figures L'invention et ses différentes caractéristiques techniques seront mieux comprises à la lecture de la description, accompagnée de plusieurs figures représentant respectivement : -figure 1, en coupe, 1'ensemble d'un cylindre et d'un piston du dispositif selon l'invention, le piston étant remonté ; -figure 2, en coupe, le mme ensemble de la figure 1, le piston étant descendu ; -figure 3, en coupe, une rangée d'ensembles cylindre/piston du dispositif selon l'invention, en vue longitudinale ; et -figure 4, la mme rangée que la figure 3, en vue de dessous. Description détaillée d'une réalisation de l'invention La figure 1 montre donc en coupe 1'ensemble composé d'un piston 10 monté coulissant dans un cylindre 20, lui-mme implanté dans le sol, au niveau de la surface 1 d'une route, dans laquelle est installé le dispositif selon l'invention. Le cylindre 20 et le piston 10 ont un diamètre qui peut tre compris entre 10 et 20 cm. La hauteur du piston 10 est légèrement inférieure à la hauteur du cylindre 20. Cet ensemble constitue un capteur d'énergie. Le piston 10 possède une surface supérieure ayant une moitié inclinée 11 en légère pente, en s'affaissant vers un point de la périphérie. L'autre moitié 12 est plane. La moitié inclinée 11 de la surface supérieure du piston 10 est destinée à faciliter la montée des roues des véhicules sur le piston 10, sans à-coup pour le piston 10, ni pour les occupants du véhicule. Deux segments 14, montés à 1 ou 2 cm l'un de l'autre sur la surface externe du piston, assurent l'étanchéité de celui-ci dans le cylindre 20. Le diamètre externe des segments 14 est ajusté au diamètre interne du cylindre 20. Sur cette figure 1, le piston 10 est dans sa position haute, c'est-à-dire que sa surface supérieure dépasse la surface de la route 1. Ce dépassement doit tre de préférence égal ou inférieur à 25 mm. Cette position haute est assurée par des moyens de rappel, tels qu'un ressort 15 reposant sur le fond 21 du cylindre 20 et sur lequel s'appuie le piston 10 par sa face inférieure 13. A cet effet, on prévoit une cavité 16 dans la face inférieure 13 du piston 10, pour permettre au ressort 15 de se comprimer à l'intérieur. De plus, il est préférable que le ressort 15 soit fixé sur le fond 21 du cylindre 20. Le fond du cylindre 21 est équipé d'une soupape d'admission 24 débouchant dans un trou d'admission 22. Il est également équipé de deux soupapes d'échappement 25 débouchant dans des trous d'échappement 23 du fond 21 du cylindre 20. Le nombre des soupapes d'échappement 25, à savoir deux, est fonction de leur surface totale, vis-à-vis de la surface du piston 10 et de la force exercée sur celui-ci par les véhicules qui passent en roulant sur sa surface supérieure. En d'autres termes, la surface totale des soupapes d'échappement 25 doit tre suffisante pour permettre l'échappement de l'air à une pression suffisante. La soupape d'admission 24 s'ouvre pour permettre l'entrée d'air entre le piston 10 et le cylindre 20. Dans cette réalisation, la hauteur du cylindre 20 est de l'ordre de 100 mm, tandis que celle du piston 10 est de l'ordre de 75 mm. La figure 2 représente le mme ensemble, le piston 10 étant en position basse, le ressort 15 étant comprimé. Dans ce cas, la surface inférieure 13 du piston 10 est très proche ou en contact avec le fond 21 du piston 20. La surface supérieure 11,12 du piston se trouve au niveau ou en dessous de celui de la surface 1 de la route, suite au passage d'une roue d'un véhicule sur cette surface supérieure du piston 10. Dans cette position, les soupapes d'échappement 25 sont ouvertes et l'air comprimé est évacué, tandis que la soupape d'admission 24 est fermée. La figure 3 montre une partie d'une rangée constituée de plusieurs ensembles piston 10/cylindre 20. En effet, le procédé selon l'invention est destiné à prélever sur chaque véhicule roulant sur une chaussée une petite quantité d'énergie à chaque fois que ce véhicule passe sur une rangée d'ensembles, telle que représentée sur cette figure 3. A cet effet, les cylindres 20 de cette mme rangée sont placés les uns à côté des autres, transversalement à l'axe de la route, et donc transversalement au déplacement des véhicules. Les cylindres 20 étant rapprochés les uns des autres, chaque roue de chaque véhicule, lors du passage au-dessus de cette rangée, enfonce au moins un cylindre 10, si ce n'est deux cylindres. De la sorte, grâce à l'énergie de roulement du véhicule et de son poids, la quantité d'air se trouvant entre le piston 10 et le cylindre 20 se trouve comprimée et échappée par les soupapes d'échappement 25. Un tube de distribution d'air 30 alimente chaque soupape d'admission par un tube d'admission 31 débouchant sur le fond de chaque cylindre 20. Ce tube de distribution d'air 30 possède, par exemple, une entrée 32 débouchant à l'extérieur, de façon recourbée pour éviter l'introduction de pluie ou d'autres particules ou objets gnants, pour permettre à une grande quantité d'air d'tre aspirée, afin d'alimenter tous les cylindres 20 de la rangée. De mme, un tube collecteur d'air comprimé 34 est relié à chaque sortie d'échappement de chaque cylindre 20 par des tubes d'échappement 35 pour collecter l'air comprimé de toute la rangée. On comprend ainsi qu'il est possible de récupérer une certaine quantité d'air comprimé avec une rangée d'ensembles cylindre/piston. Sur cette figure 3, une vis 26 est placée latéralement dans chaque cylindre 20, de manière à déboucher du côté du piston 10, et en particulier dans une rainure longitudinale verticale 16 de celui-ci. La longueur de cette rainure 16 est calculée pour limiter la course du piston 10 et sert de butée pour éviter que le piston 10 ne s'échappe du cylindre 20. Cette vis 26 permet également de bloquer le piston 10 en rotation pour que la moitié inclinée 11 de la surface supérieure du piston 10 reste orientée de façon fixe du côté par où arrivent les véhicules circulant sur la chaussée. Les cylindres sont donc placés tout en travers de la route. La figure 4 permet de voir le mme ensemble en vue de dessous, et en particulier, l'arrivée de l'air par des tubes d'admission 31, alimentés par le tube de distribution 30 et les tubes d'échappement 35 débouchant chacun dans le tube collecteur d'air comprimé 34. Une structure de maintien 5 entoure les cylindres 20 pour constituer une rangée solidaire avant d'tre placée dans une tranchée en travers de la chaussée. Il est envisagé d'utiliser plusieurs rangées d'ensembles cylindre/piston. De ce fait, plusieurs tubes collecteurs d'air comprimé 34 sont en communication par un collecteur principal schématisé par un trait mixte 36. Ce dernier débouche dans un réservoir 40 où l'air comprimé est stocké. L'énergie électrique peut tre alors fournie au moyen d'une turbine 41 entraînée par l'air comprimé et entrainant un ou plusieurs générateurs de courant électrique 42. Ainsi, plusieurs stations de pression peuvent tre installées transversalement à une chaussée à grande circulation pour prélever à plusieurs reprises une petite quantité d'énergie sur chaque véhicule de passage. On comprend ainsi qu'une voiture ou un autre véhicule routier roulant sur la chaussée sur laquelle est installée une station de pression enfonce autant de pistons qu'elle possède de roues et qu'à chaque mouvement de piston, une petite quantité d'air comprimé est fournie à l'ensemble. Il est préférable que les pistons et les cylindres soient dimensionnés pour que chaque piston puisse descendre jusqu'au fond de chaque cylindre pour rentabiliser chaque passage de véhicule. Néanmoins, le dispositif selon l'invention est tributaire des différents diamètres de roues des véhicules qui emprunteront la route sur laquelle est installé le dispositif. Lorsque la voiture ou le véhicule routier dépasse les pistons d'une mme station, les ressorts des pistons enfoncés poussent ces derniers vers leur position haute, de l'air étant admis de nouveau entre chaque piston et chaque cylindre en vue d'tre comprimé à la prochaine occasion. Ainsi, une grande quantité d'air comprimé peut tre fournie en installant plusieurs stations de pression sur une portion d'autoroute à grande circulation, permettant ainsi de fournir une grande quantité d'énergie électrique. Cette réalisation décrite n'est qu'un exemple, d'autres solutions pouvant tre envisagées notamment au niveau de l'admission d'air. REVENDICATIONS 1. Procédé de production d'électricité par les prélèvements d'énergie sur des véhicules routiers en circulation sur une chaussée, consistant à : -prélever de l'énergie sous forme d'air comprimé par des moyens de prélèvement d'énergie placés dans et en travers d'une chaussée par des capteurs d'énergie placés au niveau de la surface (1) de cette chaussée pour utiliser le poids et l'énergie de roulement de chaque véhicule, afin de comprimer de l'air ; -collecter l'air comprimé par chaque capteur dans un tube collecteur (34) ; -entraîner une turbine (41) à l'aide de l'air comprimé ; et -fournir du courant électrique au moyen d'au moins un générateur (42) entraîné par la turbine (41). 2. Dispositif de production d'électricité par prélèvements d'énergie sur des véhicules routiers en circulation sur une chaussée, comprenant : -des moyens de prélèvements d'énergie placés dans et en travers d'une chaussée, et constitués eux-mmes de : . au moins une rangée de plusieurs cylindres (20) verticaux, placés transversalement dans la chaussée et dont le bord supérieur affleure la surface (1) de la chaussée et fermé par le bas par un fond (21) du cylindre (20) ; . plusieurs pistons (10) placés chacun dans un cylindre (20) pour coulisser de façon étanche et d'une hauteur sensiblement égale ou inférieure à la hauteur des cylindres ; . des moyens de rappel dans chaque cylindre (20) pour maintenir le piston (10) en position suffisante par rapport à la surface de la chaussée (1) quand aucune pression n'est exercée sur le piston (10) et permettre un enfoncement relatif de celui-ci quand un véhicule passe dessus ; et . au moins une soupape d'échappement (25) de l'air comprimé dans le fond (21) de chaque cylindre (20) ; -au moins un tube collecteur d'air comprimé (34) dans lequel débouchent les soupapes d'échappement (25) ; -un réservoir d'air comprimé (40) alimenté par le tube collecteur (34) d'air comprimé ; -une turbine (41) susceptible d'tre entraînée par l'air comprimé contenu dans le réservoir (40) ; et -un générateur de courant électrique (42) entraîné par la turbine (41). 3. Dispositif de production d'électricité selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend une soupape d'admission d'air (24) placée dans le fond (21) de chaque cylindre (20). 4. Dispositif de production d'électricité selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un tube de distribution d'air (30) débouchant à l'extérieur et alimentant les soupapes d'admission d'air (24). 5. Dispositif de production d'électricité selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque piston (10) a une surface supérieure ayant une première moitié inclinée (11) positionnée du côté où les véhicules arrivent sur le piston (10), ces derniers étant bloqués en rotation. 6. Dispositif de production d'électricité selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une butée dans chaque cylindre (20), dépassant dans une rainure verticale (16) de chaque piston (10) pour limiter la course de chaque piston (10) et le bloquer en rotation. 7. Dispositif de production d'électricité selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque piston (10) possède deux segments (14) placés autour de celui-ci, pour assurer l'étanchéité du piston (10) par rapport au cylindre correspondant (20). 8. Dispositif de production d'électricité selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de rappel sont constitués chacun d'un ressort (15) placés entre la surface inférieure (13) de chaque piston (10) et le fond (21) de chaque cylindre (20). 9. Dispositif de production d'électricité selon la revendication 1, caractérisé en ce que la hauteur de chaque piston (10) est légèrement inférieure ou égale à la hauteur du cylindre correspondant (10) pour que, sous l'action d'une roue de véhicule, la surface inférieure (13) de chaque piston (10) touche le fond (21) de chaque cylindre (20) en position enfoncée.