Brevet FR2974396A1 — publié le 20121026

Courants de fond d'écoulements fluviaux. a)Nom de l'invention: Courants de fond, dans les écoulements fluviaux, créés par des barrages différentiels. b)Etat de la Technique utilisée. Utilisation de l'énergie d'écoulement des cours d'eau en hydraulique. c)Moyens mis en oeuvre : Les cours d'eau de débit donné et de vitesse donnée ont une énergie propre donnée par la relation : P 1/2 D Vol L où D est le débit du cours d'eau, Vo la vitesse du flux naturel et L la longueur considérée du cours d'eau. Afin de capter une grande partie de cette énergie nous mettons en oeuvre les barrages différentiels (11) en série créant des courants de fond (2) le long du profil aval (1) du barrage. L'eau coule au dessus du barrage et s'accélère dans l'eau le long du profil aval (1). Le courant de fond (2) est plus rapide que le courant de sommet (s). À 5 L'énergie du courant de fond est capté par une turbine de ressaut (3) de longueur égale à la largeur du cours utilisé, ou par une turbine de fond (4) muni d'un déflecteur (5), presque horizontal de même longueur. Nous pourrions mettre le couple de turbines mais l'énergie reçue ne serait pas plus grande. Un barrage différentiel dh a pour hauteur à partir du fond du cours d'eau, la profondeur du cours d'eau naturel au minimum. Une légère dénivellation a lieu au dessus du barrage, ce qui permet de créer un ressaut et un courant de fond. Tout le débit du cours d'eau passe le long du profil aval (1). L'équation énergétique d'un barrage est : P +'A D (2gdh + Vs2 - Vol) - Et où P est la puissance , D le débit du cours d'eau, g la pesanteur, dh la hauteur du barrage à partir du fond du cours d'eau, Vs la vitesse au sommet du barrage et Vo la vitesse naturelle du cours d'eau. Et est l'énergie de turbulence du flux y compris celle du ressaut qui est une énergie utile. Pour diminuer les turbulences nocives nous laminons le courant par une pente douce (6) A en amont du profil (1) ; ces deux parties sont reliées par le sommet paraboloidique. Il faut aménager les rives pour les consolider comme pour la Saône, ou les élever aux endroits où l'on utilise le cours d'eau soit par des pâle planches soit par du béton. Les turbines font tourner des alternateurs qui fournissent de l'électricité ou de l'hydrogène et de l'oxygène 24h sur 24 , pour un usage de I0 h environ par jour. d) Descriptif. Les courants de fond sont obtenus par les barrages différentiels dans un écoulement fluvial de rivières ou de fleuves. Les barrages différentiels ont un profil aval(1) qui permet, après la dénivellation du cours d'eau entre l'amont et l'aval de créer un courant de fond (2). Le barrage différentiel (dh) est de hauteur à partir du fond du cours d'eau égale ou légèrement supérieure à la profondeur 5' naturelle du cours d'eau. Les courants de fond font tourner des turbines tronçonnées dont la longueur totale de l'assemblage peut être la largeur du cours d'eau ; chaque tronçon a son axe dans un roulement à bille fixé solidement au sol tel que ces tronçons d'axes soient assemblés pour ne faire qu'un axe de la turbine considérée. Ces 2_0 turbines peuvent être de ressaut (3) ou de fond (4) ; ces dernières sont surmontées par des plaques réglables presque horizontales déflectrices (5) qui forcent le courant de fond sur les pâles de la turbine sans qu'il puisse passer par dessus de cette dernière. Pour augmenter la puissance des turbines nous plaçons des demi cylindres Z tout au long des turbines en aval des pâles . Nous les appellerons éperons(7), puisque la pression du courant est nulle sur ces éperons. En coupe le sommet du barrage est une parabole déterminée par la chute des corps à vitesses initiales horizontales. Le mieux est d'évaluer la vitesse au sommet du barrage au moment des crues. Plus il y a de débit et de vitesse du cours d'eau plus il y a d'énergie utile. Les turbines font tourner des alternateurs pour produire de l'électricité avec quoi nous pouvons fabriquer de l'hydrogène et de l'oxygène 24h sur 24 pour faire exploser le mélange intime dans des moteurs à hydrogène qui font tourner les alternateurs : le moteur torique rotatif mixte par exemple, pendant l'utilisation de la centrale électrique. Le reste de ces gaz est stocké dans des cuves sous pression (8) munies de soupapes de sécurité (9) surmontées de tubes perforés remplis de mousse de nickel. Le stockage permet de faire fonctionner la centrale électrique ; l'excédent étant vendu pour la consommation de carburant pour les véhicules. Des grilles robustes (10) sont placées en amont du premier barrage pour retenir les corps flottants. Un chenal est installé le long d'une rive pour permettre à la navigation de continuer ; ce chenal est fermé aux deux extrémités par des portes et non pas des écluses ; le niveau de l'eau est le même dans le chenal et dans le cours d'eau. D'autre part des milliards de bulles d'air assainissent l'eau par aspiration de l'air par le ressaut. a Fonctionnement : Le courant d'eau normal naturel est accéléré au sommet du barrage plus l'accélération le long du profil aval du barrage. Les turbines tournent par la poussée du courant de fond sur les pâles des turbines reliées à des alternateurs, qui, en mouvement circulaire produisent de l'électricité. Un ordre de grandeur de la puissance d'un barrage différentiel sur un cours d'eau de profondeur 5m, qui charrie 1000 m cubes à la seconde à la vitesse Vo= 2 m/s est environ 1 GW . Deux barrages en série fournissent 2 GW et à 50% de rendement il y a 1 GW utile c'est à dire un réacteur nucléaire ; la vitesse du courant de fond au pied aval du 2,0 barrage est compris entre 70 et 130 km/h. cela explique que le courant de fond persiste loin du barrage pour créé un rapide jusqu' à l'affaiblissement du courant où l'on peut mettre le barrage suivant. Dans le rapide nous pouvons mettre plusieurs turbines de fond avec déflecteur ou des turbines aériennes jusqu'à ce que la profondeur du Î5-- rapide dépasse la largeur des pâles. Les tronçons de turbines sont montés en hélicoïde. Le réseau hydrographique en France permet l'équivalence d'un multiple de l'énergie électrique du programme nucléaire. La Saône dépense sans barrage environ 500 GW sur 100 km dans son écoulement.