Brevet FR2893704A1 — publié le 20070525

DESCRIPTION : L'énergie solaire est d'éviidence bon marché et non polluante, aisément disponible pour beaucoup de pays dont le climat est propice mais qui manque cruellement d'autres res- sources énergétiques. Si elle demeure inappropriée pour des centrales de grosse production d'électricité, elle est particulièrement adaptée aux besoins individuels domestques. L'une des voies possibles de production d'énergie est le capteur photoélectrique. Si son rende-ment est intéressant, son coût reste prohibitiif pour nombre de foyers de la planète. L'autre voie est le four solaire plus simple de conception mais qui ne produit pas directement d'électricité. Il reste néanmoins le plus approprié pour nombre d'utilisations domestiques telles que la cuisson et notament le chauffage de l'eau qui est un problème crucial pour les régions ne disposant pas d'eau potable. Notre invention se propose d'améliorer la technique des fours solaires en les rendant plus pratiques et moins onéreux. Il s'agit simplement de remplacer le miroir qui collecte les rayons et les concentre sur le foyer par un collecteur de rayons pneumatique (1) qui consiste en une enveloppe souple étanche gonflable composé d'un premier film (3) réfléchissant tout ou une partie de la lumière au moins sur sa face interne à l'enveloppe. La partie restante de l'enveloppe (2) est transparente. Une fois l'enveloppe gonflée, le film réfléchissant épouse à peu près une courbe parabolique qui permet de concentrer les rayons sur le foyer après que ceux-ci ont traversé le film transparent (2). L'enveloppe, par exemple de forme lenticulaire, se substitue une fois gonflée au miroir traditionnel. Cela représente plusieurs avantages. Le premier est le coût du miroir qui devrait être inférieur à ce qui se fait actuellement. Le second est une fragilité moindre car le moindre choc sur un miroir rigide entraîne une déterioration de sa qualité optique quand ce n'est pas une destruction totale. Notre dispositif gonflable ne craindrait guère que l'éclatement, beau-coup moins probable. Ensuite, et c'est peut-être le plus important, un encombrement réduit une fois dégonflé qui permet un transport facile et l'utiilisation de collecteur de rayons de grandes dimensions une fois gonflé avec donc une grande fourniture d'énergie. On pour-rait de ce fait envisager des collecteurs paraboliques de trois ou quatres mètres, peut-être plus, accessibles aux particuliers à bas prix et facilement transportables. Le diispositif serait particulièrement adapté aux besoins des populations à faibles revenus comme aux populations nomades. Les films composant l'enveloppe doivent avoir une bonne résistance à la pression tout en ayant une faible élasticité, cela afin que le gonflage de l'enveloppe lui procure la meilleu- re forme possible pour focaliser correctement les rayon sur le foyer. On souligne toutefois que nous n'avons nul besoin de la qualité optique d'un miroir d'observation télescopique pour notre usage nécessitant simplement la focalisation sur un foyer suffisament large (ustensile de cuisine comme la bouilloire ou autre enceinte de chauffe). Sur la figue n 1 de la planche 1/1 on illustre le dispositif constitué d'une enveloppe gon- 1 2 fiable composé de deux films souples accolés l'un à l'autre. Le premier (3) réfléchit tout ou une partie de la lumière au moins sur sa face interne à l'enveloppe. Le reste de l'enveloppe (2) est transparent. Une fois l'enveloppe gonflée, le film réfléchissant épouse à peu près une courbe parabolique qui permet de concentrer les rayons en un point focal. L'enveloppe porte, outre l'embout destiné à son gonflage (4) des points d'attaches connus de l'homme de l'art et destinés d'une part en indice 5 à fixer le dispositif sur un éventuel support (ici en indice 16 un pieds télescopique semblable à ceux des matériels vidéo par exemple) et d'autre part (en indice 6) à joindre à l'enveloppe une structure (7) permettant de fixer au point focal un accessoire tel que enceinte de chauffe ou bien un miroir (8). Le point d'attache est un mécanisme dconnu de l'homme de l'art et cela peut être une bande adhésive telle que velcro , un clip ou peut être une rotule pour le point d'attache indice 5 qui permet ainsi de manipuler le dispositif et l'orienter correctement face au soleil. Cette figure est la figure de l'abrégé. La structure (7) qui permet de fixer au point focal un accessoire destiné à être chauffé ou à renvoyer les rayons par un miroir peut être rigide et consti- tués de segments coulissant l'un dans l'autre à la maniière des pieds de caméra ou d'appareils photo. On prévoit également d'utiliser une structure gonflable pour supporter un accessoire de poids léger au point focal. On pensera notamment à cette solution qui pour-rait avoir l'allure de boudin(s) gonflable(s) et qui supporterait un simple miroir, solution illustrée sur la figure 6 avec ces types de boudins gonflables en indice 14. En ce cas un ori- fice ou une valve peut être placé entre cette structure et l'enveloppe collectrice de rayons (1) faisant office de miroir de manière à ce qu'on puisse effectuer communément leur gonflage et dégonflage et par là même réduire d'autant plus le volume du four un fois celui-ci dégonflé. Le miroir placé au foyer peut être simplement plat et sans correction optique. On peut alors le placer sur une monture connue de l'homme de l'art (indice 9 figure 2) qui per- mettent de le faire pivoter sous plusiieurs aziimuts et donc de modifier la position du point focal. Le film réfléchissant peut comporter en son centre une zone circulaire transparente (indice 10 de la figure 3). Dans ce cas le miroir secondaire (indice 8) est convexe de telle sorte que sa courbure corrige la convergence des rayons envoyés par le miroir gonflable et les réflé- chit en un faisceau parallèle qui passe à travers le film indice 2 et la zone transparente au centre du film réfléchissant indice 3, cette dispositiion permettant de placer l'enceinte de chauffe derrière le miroir gonflable. Ceci s'inspire des montures Cassegrain des télescopes, cette disposition étant illustrée par la figure 3. Une autre solution qui conserverait cette architecture Cassegrain est de pratiquer un ori- fice (Il) au centre de l'enveloppe gonflable faisant office de miroir, ceci afin de ne pas pro- voquer d'échauffement des films composant cette enveloppe par les rayons concentrés réfléchie par le miroir secondaire convexe (8). Afin de maintenir la forme correcte de l'en-veloppe après gonflage tout en pratiquant cet orifice dans celle-ci, les films indices 1 et 2 composant l'enveloppe possèdent en leur centre des anneaux de renfort (12 et 13) l'un mis en face de l'autre avec un film à peu près cylindrique joignant ces anneaux pour évidem- 3 ment maintenir l'étanchéité de l'enveloppe. La figure 4 montre cette variante. La figure 5 montre le schéma en coupe parallèle aux rayons avec leur trajet après réflexion sur le film indice 3 puis sur le miroir convexe secondaire et à travers l'orifice dans l'enveloppe jus-qu'à une enceinte de chauffe (ici une casserole en indice 15). On pourra enfin proposer un miroir secondaire convexe lui-même pneumatique et qui serait par exemple de forme lenticulaire avec la paroi externe réflechissante possédant la cour-bure necessaire à la correction optique après gonflage. D'autres variantes du dispositif peuvent être envisagées sans pour cela sortir du cadre de l'invention. 15 20 2.5 30 35 40 REVENDICATIONS : 1 - Dispositif consistant en un four solaire pneumatique caractérisé en ce qu'il est constitué d'une enveloppe souple étanche gonflable (1) composé d'un premier film (3) réflé- chissant tout ou une partie de la lumière au moins sur sa face interne à I'enveloppe. La partie restante de l'enveloppe (2) est transparente. Une fois l'enveloppe gonflée, le film réfléchissant (3) épouse à peu près une courbe parabolique qui permet de concentrer les rayons traversant la zone transparente de l'enveloppe en un point focal. L'enveloppe, par exemple de forme lenticulaire, se substitue après gonflage au miroir traditionnel. Elle porte, outre IO l'embout destiné à son gonflage (4) des points d'attaches connus de l'homme de l'art et destinés d'une part à fixer sur un éventuel support (16) le dispositif et d'autre part (en indice 6) à joindre à l'enveloppe une structure (7) permettant de fixer au point focal un accessoire tel que enceinte de chauffe ou bien un miroir (8). 15 2- Dispositif consistant en un four solaire pneumatique selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il comporte un miroir placé au foyer simplement plat et sans correction optique. Ce miroir est placé sur une monture connue de l'homme de l'art (indice 9 figure 2) qui permet de le faire pivoter sous plusieurs axes et donc de modifier la position du point focal. 20 3 -Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le film réfléchissant (3) possède en son centre une zone constituée d'un film transparent (10) de contour avantageuse-ment circulaire. Le dispositif comprend, positionné au point focal un miroir convexe dont la courbure connue de l'homme de l'art renvoie en faiscau parallèle le faisceau convergent 25 réfléchi par le miroir pneumatique. Le faisceau parallèle est ainsi dirigé vers le centre du dit miroir pneumatique traversant le film transparent et la zone transparente (10) du film réfléchissant permettant ainsi de placer une éventuelle enceinte de chauffe derrière le miroir pneumatique. 30 4 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'un orifice (11) est pratiqué au centre de l'enveloppe gonflable faisant office de miroir et traversant cette enveloppe de part en part , ceci afin de ne pas provoquer d'échauffement des films composant cette enveloppe par les rayons concentrés réfléchie par le miroir secondaire convexe (8). Afin de maintenir la forme correcte de l'enveloppe après gonflage tout en pratiquant cet orifice 35 dans celle-ci, les films (2 et 3) composant l'enveloppe possèdent en leur centre des anneaux de renfort (12 et 13) l'un mis en face de l'autre avec un film à peu près cylindrique joignant ces anneaux pour évidemment maintenir l'étanchéité de l'enveloppe. Le disposiitif comporte un miroir convexe situé au point focal dont la courbure connue de l'homme de l'art renvoie en faiscau parallèle le faisceau convergent réfléchi par le miroir pneumatique. Le 40 faisceau parallèle traverse ensuite l'orifice pratiqué au centre du miroir pneumatique. 4 5 - Dispositif selon les revendications 1, 3 et 4 caractérisé en ce que le miroir secondaire convexe est lui-même pneumatique et par exemple de forme lenticulaire avec la paroi externe réflechissante possédant la courbure necessaire à la correction optique après gon- flage. 6 - Dispositif consistant en un four solaire pneumatique selon les revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend une structure gonflable pour supporter un accessoire de poids léger au point focal. Un orifice ou une valve peut être avantageusement placé entre cette structure et l'enveloppe collectrice de rayons (1) faisant office de miroir de manière à ce qu'on puisse effectuer communément leur gonflage et dégonflage. 20 25 30 35 40