Brevet FR2951506A1 — publié le 20110422

La présente invention est un dispositif d'utilisation d'énergie hydraulique considérée perdue par les industriels et les particuliers. Celle-ci est réutilisée pour produire une énergie électrique renouvelable et durable. Elle est transformée d'énergie hydraulique en énergie électrique puis à un branchement sur batterie ou au réseau électrique EDF ou autre. Cette récupération énergétique se fait avec des hydroliennes installées dans des canalisations, à la sortie d'une canalisation, à l'aval d'un barrage, à la sortie d'un puits de rejet d »une centrale de production thermique. Actuellement, à ma connaissance, aucune étude n'est réalisée sur cette perte d'énergie hydraulique qui est considérable. L'énergie potentielle des eaux usées dans les canalisations est inexistante. De même l'énergie qui sort d'une canalisation est nulle. La variation de la vitesse en mètre par seconde donne une variation de puissance cinétique très importante. Car La vitesse dans la formule de BENOULLI est au cube (v). Ces vitesses sont prévisibles dans le cadre d'un barrage au fil de l'eau, elle l'est aussi même dans le cadre d'un puits de rejet lorsque la centrale fonctionne à une production d'électricité constante. Ces prévisions sont un avantage pour la gestion du réseau électrique du pays. Cas généraux Dans presque tous les pays, l'habitude des HOMMES est la même. L'eau sert pour les ablutions matinales, le petit déjeuner, le déjeuner, le dîner, la toilette ou la douche du soir. L'utilisation de l'eau est utilisée à des moments précis tout au long de l'année. Ce qui représente pour des pays développés une consommation journalière pour les particuliers entre soixante litres (701) pour les français et plus de cent cinquante litres (1501) par jour pour les américains. Il ne faut pas oublier en plus tous les industriels comme les centrales nucléaires, centrales au charbon ou au fioul, industries papetières, etc. Les centrales électriques utilisent une eau qu'elles restituent presqu'à l'identique. Pour les habitations et les installations industrielles l'eau ne fait que transiter par les installations, elle est ensuite dirigée vers les égouts. Dans les canalisations, elle n'est pas du tout utilisée. Or l'eau est une énergie renouvelable, pas chère car elle est déjà utilisée, abondante dans certains pays. Dans chaque démonstration, nous considérons que les escarres ne gênent pas l'installation. La quantité d'eau, la pente, le dessin des canalisations (coude, siphon, ligne droite horizontale ou verticale (1), etc.) vont réduire les déchets humains en petits solides. Ceux-ci s'ils traversent le premier filtre n'endommage pas la petite hydrolienne. L'installation d'hydroliennes dans les canalisations est subordonnées à une installation de filtre en amont (2) (3) de ou des hydroliennes. Ceci pour qu'elle dure le plus longtemps. Les hydroliennes et les filtres sont deux entités indépendantes. Il suffit d'un premier filtre après quelques raccordements de canalisation et un deuxième un peu plus loin. Il y a plus d'hydrolienne que de filtres. Production d'électricité La production d'électricité est fonction du diamètre de l'hydrolienne et de la vitesse d'écoulement des eaux usées. La vitesse dépend de la chute d'eau et de la pente ou l'eau s'écoule. Il est évident que la plus grosse production a lieu juste avant la station d'épuration. La production est faite avec une seule ou avec un « train d'hydrolienne (6) (7)» (hydroliennes les unes derrière les autres avec une certaine distance). Cas des particuliers. Les gens qui ont des sanitaires et un évier reçoivent de l'eau d'une société de distribution d'eau potable. Cette énergie est payée par le particulier, mais pas du tout rentabilisée. Or il est possible dans certains villages, villes de rentabilisé une partie de l'installation aval L'eau, chez les particuliers est utilisée pour les ablutions journalières, la machine à laver le linge, la machine à laver la vaisselle, les toilettes. Après son utilisation, l'eau ou les liquide vont dans la canalisation d'évacuation puis les égouts. De la canalisation les liquides vont dans la station d'épuration. Toute cette énergie est gaspillée. Dans l'absolu en fixant une hydrolienne dans une canalisation ou dans la canalisation principale, lors de chaque évacuation d'eau, l'hydrolienne fournirait une quantité d'électricité très limité en puissance et en temps. Cette électricité produite par une génératrice de courant continu peut être emmagasinée dans une batterie accouplée à un onduleur. La canalisation de sortie rejoint d'autres canalisations. Là, le volume de liquide est beaucoup plus important en énergie produite et en temps d'utilisation. Dans une canalisation de plus grand diamètre, un alternateur peut être mis en place. Cas des grands immeubles d'habitation. Que ce soit dans un immeuble, un ensemble d'immeuble ou un pavillon les modes de vie restent semblables. Entre ces heures seules les toilettes sont le plus souvent utilisées. Le besoin d'électricité se fait à des heures précises. Le Réseau de Transport d'Electricité (RTE) connaît très bien ces pointes, les creux au cours de la journée, au cours de la semaine, au cours du mois, au cours de l'année. C'est pourquoi l'installation d'une bâche étanche est placée dans les hauteurs de la captation de toutes les canalisations des différents appartements. La rétention des liquides se fait la nuit et la vidange se fait le jour. Le débit de la vidange est calculé pour que l'hydrolienne délivre une puissance continue ou discontinue en fonction des installations électriques à fournir. Une fois que la bâche est vide, l'hydrolienne s'arrête. L'après-midi, le soir, la nuit la bâche se remplit en fonction de l'utilisation des habitants et du volume de la bâche. Au by-pass, adjonction d'un filtre et d'un système pour récupérer tous les solides (8) (9). Ceux-ci tombent dans un autre filtre récupérateur puis vont dans un sac plastique ou dans une benne. Les filtres sont en inox et de constitution simple : un profilé avec plein de trou, posé en biais et dirigé dans l'orifice ou l'hydrolienne ne se trouve pas. Les filtres peuvent être obstrués par les papiers, si ceux-ci ne sont pas déjà bien abimés lorsqu'ils arrivent. Ces filtres sont toujours placés au moins avant la station d'épuration. Si ceux-ci sont placés en bas d'un immeuble, s'assuré que les papiers glisse bien dans la dérivation Cas de plusieurs immeubles installés à proximité des uns et des autres Les différentes hydroliennes installées dans les canalisations peuvent soient turbiné en même temps soient les unes derrières les autres. Tout ceci en fonction des puissances installées dans les différents tuyaux. Mais pour optimiser financièrement la production électrique, la quantité d'eau déversée le soir ou la nuit doit être stockée dans une bâche de rétention. Le tarif de nuit EDF est moins cher que celui du jour. C'est pour cela qu'il faut retenir le maximum d'eaux usées et la faire turbinée au prix le plus fort. Cas de lotissements plats. Les quartiers qui sont plats ne possèdent pas la hauteur d'eau nécessaire à turbiner. L'écoulement des égouts se fait par gravitation et donc ne possède pas la puissance requise pour produire de l'électricité avec des hydroliennes. Ce n'est pas un lieu pour investir dans la production d'électricité. Mais peut être seulement dans la récupération des solides Cas des conduites forcées Possibilité d'installées des hydroliennes en série dans la conduite dans le cas ou m'eau va de haut en bas. Incompatible lors des remontées d'eau la nuit par cette conduite. Raccordement au réseau à l'usine de la conduite forcée. Cas des barrages au fil de l'eau. Sur le Rhône et le Rhin des barrages dit « au fil de l'eau « sont installés depuis une trentaine d'années. Sur le Rhône, elles appartiennent actuellement à 49,9% à la Compagnie Nationale du Rhône (CNR), le reste à l'Etat français via notamment la Caisse des Dépôts et de Consignations. Ces barrages sont de basses chutes environ dix mètres, mais possèdent un fort débit. Ainsi pour produire vingt cinq mégawatts, il faut trois cent quatre vingt mètres cubes d'eau par seconde (380m3/s). Comme les hydroliennes fonctionnent avec le débit, la production électrique est largement supérieure aux vingt-cinq mégawatts (25MW) par groupe. Car, elles ne sont scellées dans le barrage mai selles reposent dans le canal de sortie. Tant que le barrage produit, les hydroliennes produisent aussi. Sur environ deux cent mètres du barrage vers l'aval, la sortie de l'eau est canalisé, ceci pour séparer l'activité batellerie et l'activité production électrique. Si un ouvrage de génie civil est fabriqué pour un rétrécissement, la vitesse de débit augmente donc les hydroliennes tournent plus vite. Donc elles produisent plus dans les limites technologiques de construction. En cas de crue, les groupes continuent de tourner, de plus le déversoir peut être ouvert. Cette ouverture augmente le débit sur les hydroliennes. La même chose peut être faite sur les barrages du Rhin et pour les autres fleuves. Cas des puits de rejets des centrales thermiques. Pour le refroidissement des centrales thermiques, il leur faut une quantité d'eau. Cette eau refroidie est rejeté dans son milieu naturel. Le débit d'eau est important pour une centrale thermique à flamme de sept cent mégawatts (700MW) le débit est d'environ dix sept mètres par seconde (17m/s). Pour les centrales nucléaires du bord de mer de mille trois cent mégawatts (1300MW), c'est de l'ordre de vingt un mètres par seconde. (2lm/s), pour les centrales de rivière, le rejet est encore plus important : vingt-huit mètres et soixante centimètres par seconde (28,6m/s) (Référence : Centrales nucléaires EDF de 1300MW. Electricité de France. Direction de l'Equipement. Février 1991) Les rejets sont à axes vertical. Pour une production forte, en multipliant les hydroliennes, il faut un débouché horizontal. Le rejet vertical limite à une ou deux hydroliennes. Pour cela, il faut apporter une modification en génie civil. Il faut rallonger le tube d'évacuation d'eau pour y insérer les hydrolienne les unes après les autres et ensuite faire le puits vertical.(14) (15) (16) (17). Filtres dans les canalisation des villages et villes. Quelques soit les dimensions des tuyauteries, il est nécessaire de placer un filtre pour détourner et récupérer les solides. Ces derniers pourront être déposés avec les ordures ménagères du lieu. Les filtres sont placés en amont à un embranchement. Ils sont de constitution simple : un profilé de la forme du tube et fixé à celui-ci. Le solide glissera contre le filtre dans une seconde tuyauterie. Il pourra être récupérer dans le second filtre. Le second avantage des filtres est de restitué une eau sans solide à la station d'épuration. Ensemble filtre-hydrolienne Les pièces remplacent une partie de la tuyauterie existante. Une certaine longueur est coupée pour laisser place au nouvel ensemble. Cet ensemble est démontable, ou du moins la partie ou se trouve l'hydrolienne pour la maintenance, surtout pour les canalisations qui vont vers une station d'épuration. Les hydroliennes qui sont à la sortie des barrages ou des puits de rejets sont différentes. Car les puissances sont très nettement supérieures. Pour les installations de particuliers, il existe deux types d'ensemble. Un premier ensemble de faible pente où l'hydrolienne est placée dans la partie basse. Là où les liquides s'écoulent. Dans la partie haute, les solides prennent descendent dans une seconde tuyauterie selon la pente. Le deuxième ensemble est placé verticalement, après la réunion de toutes les canalisations. Le tuyau principal reçoit l'hydrolienne, le secondaire les solides. Le filtre récupérateur est fabriqué de telle façon que les solides (mégots, serviette hygiénique, lingettes) tombent dans une benne. Tandis que les liquides continuent la descente pour aller turbiner une autre hydrolienne. Les câbles électriques passent à travers un tuyau. Celui-ci perce la canalisation et va au compteur. Compteur électrique A chaque hydrolienne est ajouté un compteur électrique pour la production. REVENDICATIONS1) Hydroliennes dans les canalisations de toutes tailles en tout lieu. Réutilisation d'une eau qui est perdue en énergie 2) Hydrolienne à l'aval des barrages dit « au fil de l'eau ». Réutilisation d'une énergie hydraulique déjà utilisée et qui est encore disponible. 3) Hydrolienne en sortie de puits de rejet. Réutilisation d'une eau qui est rejetée dans une rivière, ou un fleuve ou dans la mer. 4) Création d'un filtre pour les eaux usées avec récupérateur de solides dans un sac plastique ou dans une benne en fonction du nombre de logement impliqués dans les eaux usées. 5) Les occupants des logements ou des industriels deviennent producteurs d'électricité directement ou indirectement. 20 25 30 35