Brevet FR2801077A1 — publié le 20010518

DISPOSITIF D'ENTRAINEMENT PAR GRAVITE ET/OU POUSSEE D'ARCHIMEDE La présente invention concerne un dispositif d'entraînement gravité et/ou par poussée d'Archimède, comportant au moins une cuve contenant un liquide, par exemple de l'eau et au moins une enceinte fermée contenant un fluide, alternativement immergée dans la cuve et soumise à la poussee d'Archimède et alternativement disposée à l'extérieur de la cuve et soumise aux forces gravitationnelles. On connaît déjà des dispositifs de ce type comportant notamment une successions d'enceintes fermées reliées entre elles par une chaîne ou un câble et qui traversent bas en haut une cuve contenant un liquide manière à être soumises à des forces de poussée verticales. Les dispositifs l'art antérieur, et notamment celui décrit précédemment, présentent des inconvénients majeurs qui sont liés à l'introduction de ces enceintes indépendantes d'une façon étanche au bas de la cuve et à la contre- pression générée par le liquide de la cuve sur ces enceintes risquant de consommer la majorité de l'énergie créée. Le but de la présente invention est de pallier cet inconvénient en offrant un dispositif qui permet de récupérer de l'énergie d'une manière non polluante et de la transformer en un mouvement, notamment rotatif, d'une façon simple et économique, en utilisant des composants standards. Ce but est atteint par un dispositif tel que décrit en préambule, caractérisé en ce que ladite enceinte comporte au moins un tuyau flexible formant une boucle dont une partie est disposée à l'intérieur de la cuve et une partie est disposée à l'extérieur de cette cuve. Selon un mode de réalisation préférentiel, le dispositif comporte moins une première roue disposée en haut de la cuve et au moins une deuxième roue disposée à l'extérieur de la cuve, sous cette dernière, sensiblement dans le même plan vertical que ladite première roue, ces deux roues étant agencées pour supporter ledit tuyau flexible. Selon un autre mode de réalisation, le dispositif comporte au moins première roue disposée en haut de la cuve et au moins une deuxième roue disposée à l'intérieur la cuve, au bas de cette dernière ainsi qu'une troisième roue disposée sensiblement au même niveau que ladite deuxième roue à l'extérieur de ladite cuve, ces trois roues étant agencées pour supporter ledit tuyau flexible. Selon encore un autre mode de réalisation, le dispositif comporte moins une première roue et une deuxième roue disposées en haut de la cuve, sensiblement au même niveau, au moins une troisième roue disposée à l'intérieur de la cuve, au bas de cette dernière ainsi qu'une quatrième roue disposée sensiblement au même niveau que ladite troisième roue, à l'extérieur de ladite cuve ces quatre roues étant agencées pour supporter ledit tuyau flexible. D'une manière générale, au moins une des roues est montée sur axe couplé à un équipement d'entraînement et lesdites autres roues sont montées folles sur des axes fixes parallèles. De même, au moins une des roues peut avantageusement être montée sur un tendeur permettant d'ajuster la tension du tuyau entre lesdites roues et d'assurer l'adhérence entre ledit tuyau et ces roues. De façon avantageuse, ledit tuyau flexible comporte au moins une cloison intérieure transversale étanche pour empêcher toute circulation du fluide à l'intérieur du tuyau. Pour accroitre l'efficacité du système, ledit tuyau flexible est compartimenté et comporte pluralité de cloisons transversales étanches qui définissent plusieurs enceintes disposées dans le prolongement les unes des autres. Dans ce contexte, les différentes enceintes peuvent être alternativement remplies de liquide et gaz, le liquide contenu dans certaines enceintes pouvant être de l'eau et le gaz contenu dans les autres enceintes pouvant être de l'air sous pression. Ledit tuyau flexible est avantageusement équipé d'au moins une valve de remplissage et de mise sous pression dudit fluide. Afin de permettre le passage du tuyau flexible de l'extérieur de la cuve à l'intérieur, sans écoulement du liquide qu'elle contient, ladite cuve comporte au moins une ouverture ménagée dans sa cloison à sa partie inférieure ou dans son fond pour le passage du tuyau flexible, cette ouverture étant équipée d'un joint d'étanchéité. Selon une forme de réalisation avantageuse, ledit joint d'étanchéité comporte une ou plusieurs lèvres ayant une forme adaptée à la section tuyau flexible ainsi qu'un tube extérieur rigide supportant la pression du liquide contenu dans ladite cuve. Dans une variante de réalisation, le dispositif peut comporter plusieurs tuyaux flexibles indépendants et disposés dans des plans paralleles, les roues correspondantes étant montées sur des axes communs. Le dispositif peut également comporter un racleur disposé dans la partie haute de la cuve et agencé pour arrêter la remontée de liquide le long du tuyau flexible. La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante de différents modes de réalisation de l'invention, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue frontale en élévation d'une forme de réalisation avantageuse du dispositif selon l'invention, - la figure 2 est une vue frontale en élévation d'un mode de réalisation particulier du dispositif de l'invention, et - la figure 3 est une vue latérale en élévation du mode de réalisation particulier de la figure2. Le dispositif 10 représenté par la figure 1 comporte principalement une cuve 11 verticale ayant de préférence une hauteur importante par rapport a ses dimensions transversales et contenant un liquide pouvant être par exemple de l'eau. Une pompe à eau pourvue d'un flotteur (non représentée) est prévue sur cette cuve 11 pour permettre son remplissage en cas de besoin. Le dispositif 10 comporte également au moins un tuyau flexible 12, contenant un fluide, ce tuyau formant une boucle fermée dont une partie est disposée à l'intérieur de la cuve 11 et une partie est disposée à l'extérieur de cette cuve. A cet effet, le tuyau flexible 12 est porté par une première roue 13 disposée en haut de la cuve 11 et qui peut être montée folle sur un axe horizontal fixe ou qui est de préférence solidaire d'un axe 14 d'un mécanisme d'entraînement, par exemple d'une génératrice d'énergie électrique ou similaire. A cet effet également, le tuyau flexible 12 passe sur une deuxième roue 15 disposée en bas de la cuve 11 à l'extérieur de la cuve et pouvant être montée folle autour d'un axe horizontal fixe 16. Les axes respectifs 14 et 16 sont contenus dans un même plan vertical de sorte que les portions libres de tuyau flexible 12 qui relient les deux roues 13 et 15 sont sensiblement parallèles et verticales, une des portions traversant le fond de la cuve, sensiblement perpendiculairement par une ouverture 17 ménagée dans but et pourvue d'au moins un joint d'étanchéité 18 efficace. Ce joint 18 comporte de préférence une ou plusieurs lèvres qui glissent sur la paroi extérieure du tuyau flexible 12 et empêchent des fuites de liquide de la cuve 11. La forme de l'ouverture de la cuve 11 et du joint 18 est adaptée à la forme de la section tuyau flexible 12, qui est de préférence circulaire. Le joint d'étanchéité 18 est avantageusement logé dans un tube rigide 18' protégeant le tuyau flexible 12 de la pression du liquide dans le bas de la cuve 11. Ce tube rigide 18' peut être agencé pour pouvoir être retiré aisément et permettre le changement du joint 18 sans vidanger la cuve 11 et sans enlever le tuyau flexible 12. Par exemple, il peut être réalisé en deux demi-coquilles emboitables. Pour faciliter l'introduction du tuyau 12 à l'intérieur de la cuve 11 et garantir sa position coaxiale avec l'ouverture 17 et le joint d'étanchéité 18, il est possible de compléter cette cuve 11 avec une rampe de guidage disposée de part et d'autre de l'ouverture 17 de la cuve 11, cette rampe de guidage pouvant etre constituée par exemple d'une rangée de roulements étanches adaptés diamètre du tuyau flexible 12. Le tuyau flexible 12 comporte au moins une cloison transversale étanche 19 agencée pour empêcher une libre circulation du fluide contenu dans ce tuyau. Ce fluide peut être un liquide comme par exemple de l'eau ou un comme par exemple de l'air sous pression. Ce fluide doit être sous une pression supérieure à la pression du liquide régnant dans le fond de la cuve afin que le tuyau conserve une section constante sur toute sa longueur, quelles que soient les contraintes auxquelles il est soumis, à la fois pour garantir une étanchéité efficace au niveau du joint 18 et pour éviter l'écrasement du tuyau sous l'effet desdites contraintes. Pour permettre le remplissage du tuyau flexible 12, ce dernier est pourvu d'au moins une valve de remplissage et de mise sous pression qui est réalisée et positionnée de manière à ne pas perturber l'efficacité du joint d'étanchéité 8 de la cuve 11 dans la zone de l'ouverture 17 de passage du tuyau flexible. tuyau flexible 12 est de préférence réalisé dans une matière synthetique renforcée par un treillis en fibres de verre lui autorisant une certaine souplesse tout en lui garantissant une très grande résistance. Le diamètre des roues 13 et 5 est choisi pour offrir audit tuyau flexible 12 une courbure adaptée a son diamètre. Ces roues 13 et 15 comportent une gorge ayant une forme complémentaire à la section du tuyau flexible 12 et par exemple semi-cylindrique. Pour que le dispositif 10 fonctionne de manière efficace, il est nécessaire que le tuyau flexible 12 adhère notamment à la roue 13 pour assurer son entraînement positif. Par conséquent, le tuyau flexible 12 doit impérativement être tendu entre deux roues 13 et 15. C'est la raison pour laquelle au moins une des roues, par exemple la roue inférieure 15, est montée sur un tendeur 20 permettant d'ajuster l'entraxe entre les deux roues 13 et 15 et d'assurer ainsi l'adhérence du tuyau 12 sur lesdites roues. Les deux roues 13 et 15 peuvent être montées sur un tendeur afin d'être chacune soumise à un effort de traction permettant de repartir l'adhérence de manière uniforme sur ces deux roues. Pour favoriser le glissement du tuyau flexible 12 à l'intérieur du joint d'étanchéité 1 le liquide contenu dans la cuve 11 peut contenir un additif tel qu'un lubrifiant permettant de lubrifier la paroi extérieure dudit tuyau flexible 12 pour réduire les frottements au niveau du joint 18. Une autre solution serait de prévoir un petit récipient disposé autour du tuyau flexible 12 en amont du joint 18 de manière à lubrifier ce tuyau juste avant son passage dans le joint. En effet, pour garantir un rendement suffisant du dispositif 10, il convient de réduire au maximum les frottements que ce soit au niveau du joint 18 mais aussi au niveau des axes de rotation 14 et 16 par le choix judicieux des paliers de guidage. Le dispositif 1 peut être avantageusement complété par un racieur a poils ou tout autre racleur disposé dans la partie haute de la cuve 11 et agencé pour arrêter la remontée de liquide le long du tuyau flexible 12 sans frottement. Les figures 2 et 3 illustrent un autre mode de réalisation de l'invention. Le dispositif 100 comporte comme dans l'exemple précédent une cuve 10 et au moins un tuyau flexible 120 formant une boucle fermée dont une partie est disposée à l'intérieur de la cuve 110 et une partie est disposée à l'extérieur de cette cuve. Dans cette réalisation, le tuyau flexible 120 est porté par deux roues 130, 131 disposées en haut de la cuve 110, montées sur deux axes horizontaux 140, 141, parallèles, disposés dans un même plan horizontal, dont un au moins est solidaire mécanisme d'entraCinement, par exemple d'une genératrice d'énergie électrique ou similaire. A cet effet également, le tuyau flexible 120 passe sur deux autres roues 150, 151 de préférence montées folles sur deux axes 160, 161 horizontaux, parallèles et disposés dans un même plan horizontal, au niveau inférieur de la cuve 110. Les roues 150, 151 sont disposées de telle manière que portion libre du tuyau flexible 120 sensiblement horizontale située entre ces deux roues 150, 151 traverse la cloison verticale de la cuve 110, sensiblement perpendiculairement par une ouverture 170 ménagée dans ce but et pourvue moins un joint d'étanchéité 180 efficace. Comme précédemment, ce joint 180 comporte de préférence une ou plusieurs lèvres qui glissent sur la paroi extérieure du tuyau flexible 120 et empêchent des fuites de liquide de la cuve. La forme de l'ouverture 170 et du joint 180 est adaptée à la forme de la section du tuyau flexible, qui est de préférence circulaire. Dans cette forme de réalisation, les fuites de liquide sont réduites compte tenu de l'introduction dans le sens horizontal du tuyau flexible 120 dans la cuve 110. Au moins une des roues 130, 131, 150 ou 151 est montée sur un système tendeur pour assurer la tension du tuyau flexible 120 entre quatre roues et par conséquent l'adhérence du tuyau sur lesdites roues. Plusieurs ou toutes les roues peuvent être montées sur un système tendeur 200 permettant de répartir manière uniforme cette adhérence sur l'ensemble roues et favoriser ainsi l'entraîmement des roues par le tuyau flexible. Dans cette réalisation particulière, le tuyau flexible 120 est compartimenté et comporte une pluralité de cloisons étanches 190 disposées transversalement dans ce tuyau pour définir une séries d'enceintes 191 discontinues, disposées à la suite les unes des autres. Ces enceintes 191 sont de préférence remplies alternativement de liquide et/ou de gaz. Le liquide peut être de l'eau et le gaz peut être de l'air sous pression. Pour permettre le remplissage de ces compartiments, le tuyau est pourvu d'un nombre approprié valves de remplissage et de mise sous pression qui sont réalisées et positionnées de manière à ne pas perturber l'efficacité du joint d'étanchéité de la cuve dans la zone de l'ouverture inférieure de passage du tuyau flexible. Pour augmenter l'efficacité du dispositif 100, plusieurs tuyaux flexibles 120 peuvent être disposés parallèlement autour de roues 130, 131, 150 et 151 d'axes communs 40, 141, 160 et 161, comme représenté dans la figure Les dispositifs 10, 100 ont l'avantage de produire une énergie non polluante, notamment pour fournir un mouvement de rotation par exemple niveau d'une génératrice ou de tout autre mécanisme d'entraînement. Le fait qu'une partie du tuyau flexible 12, 120 soit à l'air libre, cette partie de tuyau avec son contenu est soumise forces gravitationnelles qui tendent à faire descendre le tuyau suivant la flèche D. Simultanément, le fait qu'une autre partie du tuyau flexible 12, 120 soit immergée dans un liquide, par exemple de l'eau, cette partie de tuyau avec son contenu est portée par la poussée d'Archimède qui facilite la remontée du tuyau par inertie suivant la flèche M. Il en résulte une différence de masses entre les parties du tuyau disposées respectivement à l'extérieur et à l'intérieur de la cuve 11, 110 qui génère la rotation du tuyau flexible 12, 20 dans le sens des flèches D et M, qui lui-même entraîne la rotation des roues dans le sens de flèche R. La vitesse de rotation du tuyau flexible est fonction de son diamètre de la hauteur de son dénivelé entre le haut et le bas de la cuve 11, 110. Bien entendu, les frottements existants au niveau du joint d'étanchéité 18, 180 et des axes des roues génèrent des forces parasites qui consomment une partie de l'énergie créée par ledit dispositif, le reste de l'énergie étant utilisé pour entrainer rotation un mécanisme d'entràinement. Il ressort clairement de cette description que l'invention permet d'atteindre les buts fixés. Notamment, le dispositif de l'invention est très simple, utilise des matériaux standard, nécessite très peu d'entretien, peut être placé dans tout type de site, meme un site protégé, car il permet de fournir une énergie 1 non polluante. Pour les pays froids, le liquide contenu dans la cuve peut contenir un antigel. Ce dispositif peut être complété par une sécurité d'arrêt d'urgence qui est agencée soit pour ouvrir la valve de remplissage provoquant la vidange du tuyau flexible ou de la cuve, soit pour bloquer le tuyau flexible dans un système de freinage. Les dispositifs tels que représentés, le sont à titre d'exemple uniquement. Ils peuvent subir des modifications et variantes évidentes pour l'homme de métier, tout en restant dans l'étendue de la protection conférée par les revendications annexées. Notamment, le diamètre, la longueur et la flexibilité du tuyau ainsi que le diamètre des roues seront choisis pour obtenir un fonctionnement optimal du dispositif et un bon rendement. Revendications 1. Dispositif (10, 100) d'entraiinement par gravité et/ou par poussée d'Archimède, comportant au moins une cuve (11, 110) contenant un liquide, par exemple de l'eau, au moins une enceinte fermée contenant un fluide alternativement immergée dans la cuve et soumise à la poussée d'Archimède et alternativement disposée à l'extérieur de la cuve et soumise aux forces gravitationnelles, caractérisé en ce que ladite enceinte comporte au moins un tuyau flexible (12, 120) formant une boucle dont une partie est disposée à l'intérieur de la cuve et une partie est disposée à l'extérieur de cette cuve. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins première roue (13) disposée en haut de la cuve (11) au moins une deuxième roue (15) disposée à l'extérieur de la cuve, sous cette dernière, sensiblement dans un même plan vertical que ladite première roue, ces deux roues étant agencées pour supporter ledit tuyau flexible. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins première roue disposée en haut de la cuve, au moins deuxième roue disposée à l'intérieur de la cuve, au bas de cette dernière ainsi une troisième roue disposée sensiblement au même niveau que ladite deuxième roue, à l'extérieur de ladite cuve, ces trois roues étant agencées pour supporter ledit tuyau flexible. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins première roue (130) et une deuxième roue (131) disposées haut de la cuve, sensiblement au même niveau, au moins une troisième roue (150) disposée à l'intérieur de la cuve, au bas de cette dernière ainsi qu'une quatrième roue (151) disposée sensiblement au même niveau que ladite troisième roue, à l'extérieur de ladite cuve, ces quatre roues étant agencées pour supporter ledit tuyau flexible. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérise en ce qu'au moins une des roues (13, 130) est montée sur un axe (1 4, 140) couplé à un équipement d'entraînement et en ce que lesdites autres roues (15, 131, 150, 151) sont montées folles sur des axes fixes parallèles (16, 141, 160, 161). 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit tuyau flexible 2) comporte au moins une cloison (19) intérieure transversale étanche pour empêcher toute circulation du fluide à l'intérieur du tuyau. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit tuyau flexible (120) est compartimenté et comporte une pluralité de cloisons (190) transversales étanches qui définissent plusieurs enceintes (191) disposées dans le prolongement les unes des autres. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les différentes enceintes sont alternativement remplies de liquide et/ou de gaz. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le liquide contenu dans certaines enceintes est de l'eau et en ce que le gaz contenu dans les autres enceintes est de l'air sous pression. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce ledit tuyau flexible comporte au moins une valve de remplissage et mise sous pression dudit fluide. 1. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite cuve 1, 110) comporte au moins une ouverture (18, 180) ménagée dans sa cloison à sa partie inférieure ou dans son fond pour le passage dudit tuyau flexible en ce que cette ouverture est équipée d'un joint d'étanchéité (18, 180). 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce ledit joint d'etanchéité (18, 180) comporte au moins une lèvre ayant une forme adaptée à la section du tuyau flexible. 1 Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que ledit joint d'etanchéité (18, 180) comporte un tube extérieur rigide (18', 180') supportant la pression du liquide contenu dans ladite cuve. 1 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs tuyaux flexibles (120) indépendants et disposés dans des plans parallèles, les roues correspondantes étant montées sur des axes communs. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'au moins une des roues est montée sur un tendeur (20, 200). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un racleur disposé dans la partie haute de la cuve (11, 110) et agencé pour arrêter la remontée de liquide le long du tuyau flexible (12, 120).