Brevet FR2969718A1 — publié le 20120629

X La présente invention a pour objet un générateur oscillant électrique équipant un navire ou un corps flottant autre muni d'une coque pouvant se déplacer sur une étendue d'eau soumise à des phénomènes de houle. Lorsque le vent souffle suffisamment longtemps sur une grande étendue d'eau telle qu'un océan, une mer ou un lac il se forme une succession de vagues régulières : la houle qui si elle ne rencontre pas d'obstacle peut se propager sur de longues distances. La houle est caractérisée par sa hauteur de vague qui ~o correspond à la différence d'amplitude entre le creux et la crête et par sa période qui correspond au temps qui sépare en un endroit donné le passage de deux crêtes ou de deux creux successifs. La houle produit ainsi une énergie mécanique renouvelable et écologique qu'il serait souhaitable de pouvoir capter concentrer et 15 transformer- en énergie utile. Plusieurs procédés ont ainsi déjà été proposés pour récupérer l'énergie de la houle de façon à produire de l'électricité. La mise en oeuvre de ces procédés est toutefois actuellement limitée à des prototypes de laboratoire et aucun n'a jusqu'à 20 ce jour pu être développé à l'échelle industrielle de façon économiquement viable. Dans ce contexte, on a eu l'idée conformément. à l'invention d'utiliser les mouvements de tangage et. de roulis donc de montée et de descente d'un navire se déplaçant: sur une ou plusieurs vagues pour 25 récupérer l'énergie mécanique de la houle. L'invention propose ainsi un générateur oscillant: électrique équipant un navire muni d'une coque se déplaçant sur une étendue d'eau telle qu'un océan, une ruer ou un lac soumise à des phénomènes de houle caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de prélèvement montés dans 3o la coque du navire pour récupérer l'énergie mécanique de la houle et coopérant avec des moyens d'actionnement susceptibles de transformer cette énergie mécanique en énergie électrique et pouvant coopérer à la stabilité du narive. 11 est connu qu'un navire suit la houle avec un déphasage 35 de une ou plusieurs vagues en fonction de sa dimension et de sa masse et est ainsi soumis à des mouvements de tangage et de roulis qui constituent une entrave à son déplacement. Le générateur oscillant électrique conforme à l'invention permet également de modifier ce déphasage du navire avec la houle de façon à accentuer les mouvements de tangage et de roulis pour récupérer plus d'énergie, ou à limiter ces mouvements pour compenser l'action des vagues et augmenter la stabilité du navire et améliorer sa vitesse d'avancement. Selon une première variante de l'invention, les moyens de prélèvement sont constitués par deux chambres de prélèvement situées en partie basse de la coque du navire en contact direct avec l'eau et reliées 0 par une conduite de connexion. Par suite des mouvements successifs de montée et de descente du navire sous l'action de la houle, ces chambres de prélèvement se trouvent alternativement en compression et en dépression l'une par rapport à l'autre, créant ainsi une circulation d'eau en va et vient dans la 5 conduite de connexion. Cette circulation peut être accentuée par des pistous le cas échéant lestés respectivement montés dans les chambres de prélèvement et mobiles en va et vient à leur partie interne. Selon une seconde variante de l'invention, les moyens de 20 prélèvement sont constitués par deux chambres de prélèvement fermées partiellement remplies d'un fluide de travail, situées à la partie interne de la coque du navire et reliées elles aussi par une conduite de connexion. Là encore, les mouvements successifs de montée et de descente du navire sous l'action des vagues entraînent une circulation du 25 fluide de travail en va et vient dans la conduite de connexion. Selon ces deux premières variantes de l'invention, cette circulation d'eau ou d'un fluide de travail dans la conduite de connexion est utilisée pour récupérer de l'énergie ou améliorer la stabilité du navire. A cet effet, il est possible de monter une pompe hydraulique 3o rotative ou alternative dans cette conduite. Toutefois, et selon une caractéristique préférentielle s'appliquant à ces deux premières variantes de l'invention, les moyens d'actionnement comportent une turbine montée sur la conduite de connexion et coopérant avec un alternateur de façon à transformer 35 l'énergie mécanique de la houle en énergie électrique. Selon une troisième variante de l'invention, les moyens de prélèvement sont constitués par une chambre de prélèvement fermée située à la partie interne de la coque et dans laquelle une masse indicatrice se déplace librement en va et vient selon un mouvement de translation rectiligne. Conformément à cette troisième variante de l'invention, 5 cette chambre de prélèvement peut être orientée verticalement, horizontalement ou obliquement. Quelle que soit cette orientation, la succession des mouvements de tangage et de roulis du navire sous l'action de la houle provoque une translation rectiligne de cette masse indicatrice pouvant ou o non être amortie par un fluide de travail remplissant la chambre de prélèvement. Selon une quatrième variante de l'invention, les moyens de prélèvement sont constitués par une masse métallique suspendue à un axe monté solidairement sur la coque du navire. 15 Cette ruasse indicatrice est soumise à un mouvement circulaire alternatif sous l'action de la succession des mouvements de tangage et de roulis du navire. Conformément à cette troisième et à cette quatrième variante de l'invention, ces mouvements alternatifs de la masse indicatrice 20 sont captés par les moyens d'actionnement et peuvent être utilisés pour comprimer un fluide et récupérer de l'énergie. Toutefois, selon une caractéristique préférentielle s'appliquant à cette troisième et à cette quatrième variante de l'invention la masse indicatrice est une masse métallique. 25 Les moyens d'actionnement peuvent alors avantageusement comporter une bobine électromagnétique sensible aux mouvements de cette masse métallique. Les caractéristiques du générateur oscillant- électrique qui fait l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux 30 dessins non limitatifs annexés dans lesquels : - la figure 1 est un schéma représentant un navire se déplaçant sur une étendue d'eau soumise à des phénomènes de houle. - la figure 2 est un schéma représentant un premier mode de réalisation des moyens de prélèvement conformes à la première variante de 35 l'invention, 30 35 - la figure 3 est un schéma représentant un second mode de réalisation des moyens de prélèvement conformes à la prernière variante de l'invention, - la figure 4 est un schéma représentant des moyens de prélèvement s conformes à la seconde variante de l'invention, - la figure 5 est un schéma représentant des moyens de prélèvement conformes à la troisième variante de l'invention, - la figure 6 est un schéma représentant des moyens de prélèvement conformes à la quatrième variante del invention. Selon la figure 1, un navire ]. équipé d'une coque 2 se déplace sur étendue d'eau 3 soumise à des phénomènes de houle. De façon non représentée, ce navire 1 est équipé d'un générateur oscillant électrique comportant des moyens de prélèvement montés dans la coque 2 qui permettent de récupérer l'énergie mécanique 15 de la houle et coopèrent avec des moyens d'actionnement susceptibles de transformer l'énergie mécanique ainsi récupérée en énergie électrique. Selon la figure 2, les moyens de prélèvement sont constitués par deux chambres de prélèvement: 4, 4' situées en partie basse de la coque 2 qui sont en contact direct avec l'eau comme schématisé par les 20 flèches A. Une conduite de connexion 5 se subdivisant: en deux branches 51, 52 à sa partie médiane relie les deux chambres de prélèvement 4, 4'. Des soupapes anti-retour 6 n'autorisent la circulation de 25 l'eau que dans un seul sens dans chacune des branches respectives 52, 52 de la conduite de connexion 5. Ces soupapes 6 dont montées de sorte que l'eau circule en sens inverse dans ces deux branches respectives 51, 52 de la conduite de connexion 5. Une turbine 7 est montée à la partie médiane de cette conduite 5 sur les branches 51, 52 de celle-ci. Cette turbine 7 coopère avec un alternateur non représenté pour définir les moyens d'actionnement qui permettent de transformer l'énergie mécanique de la houle en énergie électrique. Selon la figure 2, la houle schématisée par la double flèche B provoque une succession de mouvements de montée et de descente du navire 1. 2969718 J Par suite, les chambres de prélèvement 4, 4' sont alternativement en compression et en dépression l'une par rapport à l'autre comme schématisé par les flèches A. Ce phénomène créé alternativement une circulation d'eau dans l'une des branches 51, 52 de la conduite de connexion 5 du fait de la présence des soupapes anti-retour 6 de façon à commander la rotation de la turbine 7. Selon la figure 3, les chambres de prélèvement 4, 4' sont en outre équipées à leur partie interne de pistons lestés 8, 8' dont le Io déplacement en va et vient schématisé par les flèches C permet d'accentuer la circulation d'eau dans les branches 51, 52 de la conduite de connexion 5 consécutive aux mouvements de montée et de descente du navire .1 sous l'action de la houle. Selon la figure 4, les moyens de prélèvement sont constitués 15 par deux chambres de prélèvement fermées 40, 40' partiellement remplies d'un fluide de travail 41., 41' qui sont situées à la partie interne de la coque 2 du navire 1. Ces deux chambres de prélèvement 40, 40' sont elles aussi reliées entre elles par une conduite de connexion 5 se subdivisant à sa 20 partie médiane en deux branches 51, 52 sur lesquelles est montée une turbine 7 coopérant avec un alternateur non représenté. Les branches 51, 52 de la conduite de connexion 5 sont elles aussi équipées de soupapes anti-retour 6 qui n'autorisent la circulation du fluide de travail dans celles-ci que dans un seul sens. 25 Là encore, et comme dans la variante de réalisation représentée sur les figures 2 et 3, les mouvements successifs de montée et de descente du navire 1 sous l'action de la houle entrainent une circulation alternée du fluide de travail dans les branches respectives 51, 52 de la conduite de connexion 5 de façon à permettre l'entrainement en 30 rotation de la turbine 7. Selon la figure 5, les moyens de prélèvement sont constitués par une chambre de prélèvement fermée 10 située à la partie interne de la coque 2 du navire 1 et renfermant une masse indicatrice métallique 11. Cette masse indicatrice 1.1 se déplace librement en va et 35 vient selon un mouvement de translation rectiligne schématisé par la double flèche D sous l'action des mouvements de tangage et de roulis du navire 1 provoqués par la houle. 2969718 G Un fluide de travail 12 remplissant la chambre de prélèvement. 10 permet d'amortir ce déplacement en va et vient. De façon non représentée, la coque 2 du navire 1 est également équipée d'une bobine électromagnétique qui est sensible au 5 déplacement de la masse indicatrice 11 et constitue les moyens d'actionnement. Selon la figure 6, les moyens de prélèvement sont constitués par une masse métallique 20 suspendue au moyen d'une tige 21 à un axe 22 monté solidairement sur la coque 2 du navire 1. o Sous l'action des mouvements de tangage et de roulis du navire 1 provoqués par la houle, cette .masse métallique 20 est soumise à un mouvement circulaire alternatif schématisé par 1a doulale flèche courbe E qui peut, là encore, être capté par une bobine électromagnétique non représentée fixée sur la coque 2 du navire 1 et constituant les moyens a 5 d'actionnement. NOMENCLATURE 1.. Navire s 2. Coque 3. Etendue d'eau 4. 4'. Chambres de prélèvement 5. Conduite de connexion 51. 52. Branches 0 6. Soupapes anti-retour 7. Turbine 8. 8'. Pistons 10. Chambre de prélèvement fermée 11. Masse indicatrice métallique 15 12. Fluide de travail 20. Masse indicatrice métallique 21. Tige 22. Axe 40. 40'. Chambres de prélèvement fermées 20 41. 41'. Fluide de travail A. Flèches B. Flèche C. Flèche 25 D. Flèche E. Double flèche REVENDICATIONS1» Générateur oscillant électrique équipant un navire ou un corps flottant autre (1) muni d'une coque (2) pouvant se déplacer sur une étendue d'eau (3) telle qu'un océan, une mer ou un lac soumise à des phénomènes de houle, caractérisé en ce qu' il comporte des moyens de prélèvement (4, 4') montés dans la coque (2) du navire (1) pour récupérer l'énergie mécanique de la houle et coopérant avec des moyen d'actionnement susceptibles de transformer cette énergie mécanique en énergie électrique et pouvant coopérer à la stabilité du navire. 2» Générateur oscillant électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de prélèvement sont constitués par deux chambres de prélèvement (4, 4') situées en partie basse de la coque (2) en contact direct avec l'eau et reliées par une conduite de connexion (5). 3» Générateur oscillant électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que les chambres de prélèvement (4, 4') sont équipées à leur partie interne de pistons (8, 8') le cas échéant lestés mobiles en va et vient à leur partie interne. 4» Générateur oscillant électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de prélèvement sont constitués par deux chambres de prélèvement fermées (40, 40') partiellement remplies d'un fluide de travail (41, 41') situées à la partie interne de la coque (2) et reliées par une conduite de connexion (5). 5» Générateur oscillant électrique selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les moyens d'actionnement comportent une turbine (7) montée sur la conduite de connexion (5) et coopérant avec un alternateur. 6» Générateur oscillant électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de prélèvement sont constitués par une chambre de prélèvement fermée (10) située à la partie interne de la coque (2) et dans laquelle une masse indicatrice (11) se déplace librement en va et vient selon un mouvement de translation rectiligne. 7» Générateur oscillant électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de prélèvement sont constitués par une masse indicatrice (20) suspendue à un axe (22) monté solidairement sur la coque (2) du navire (1) et librement soumise à un mouvement circulaire alternatif. 8» Générateur oscillant électrique selon l'une quelconque des 15 revendications 6 et 7, caractérisé en ce que la masse indicatrice est une masse métallique (11, 22). 9» Générateur oscillant électrique selon la revendication 8, 20 caractérisé en ce que les moyens d'actionnement comportent une bobine électromagnétique sensible aux mouvements de la masse métallique (11, 22). 25