Brevet FR2970938A1 — publié le 20120803

Ensemble de support d'une éolienne de production d'électricité en mer La présente invention est relative à un ensemble de support d'une éolienne de production d'électricité en mer. On connaît les installations de production d'électricité en mer qui comprennent des éoliennes constituées chacune par un mât vertical supportant un groupe de production d'électricité constitué d'une génératrice électrique dont le rotor est entraîné en rotation par des pales. Le rotor est à axe horizontal ou vertical. Le mât de l'éolienne est porté par un ensemble de support adapté pour obtenir un ensemble stable, alors que la majeure partie du poids de l'éolienne est localisée dans la nacelle et le rotor, à 100 mètres environ de hauteur. A cet effet, on connaît trois types d'ensemble de support qui sont des ensembles flottants maintenus en place par des câbles tendus ancrés au fond marin, des ensembles semi-submersibles raccordés au fond marin par des câbles souples et des « spars » présentant un long flotteur cylindrique immergé et lesté en partie basse. Parmi les ensembles de support semi-submersible, on connaît des ensembles composés d'au moins trois flotteurs comportant chacun une colonne partiellement immergée, munie à sa partie inférieure d'une base totalement immergée et de largeur supérieure à la largeur de la colonne. La colonne et la base de chaque flotteur sont réalisées en acier et cette base est le plus souvent formée par un disque d'environ 15 mètres de diamètre ayant pour but de réduire les mouvements verticaux du flotteur. La colonne a une largeur de l'ordre de 6 à 7 mètres. L'invention a pour but d'ajouter de la masse aux colonnes de l'ensemble de support pour agir sur la dynamique du flotteur sans pour autant augmenter le volume existant de chaque colonne, ni le poids dans l'eau de chaque colonne. L'invention a donc pour objet un ensemble de support d'une éolienne de production d'électricité en mer, du type comprenant au moins trois flotteurs semi-submersibles, portant ladite éolienne et formés chacun d'une colonne munie d'une base immergée de largeur supérieure à la largeur de la colonne et reliée au fond marin par des lignes, caractérisé en ce que chaque base comporte au moins un réservoir à flottabilité neutre. L'ensemble de support selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - ledit au moins un réservoir comprend une coque creuse étanche en métal remplie d'un matériau de ballastage, - le volume de la coque creuse est remplie entre 20 et 400/0 dudit matériau de ballastage, - ledit matériau de ballastage est du béton, - ledit au moins un réservoir comprend une coque creuse étanche en béton comportant des alvéoles étanches remplis d'un matériau de flottabilité, - le matériau de flottabilité est formé par de la mousse, - ledit au moins un réservoir comprend une coque creuse étanche en béton comportant des alvéoles étanches remplis de gaz, - le gaz est de l'air à la pression atmosphérique ou sous pression, - ledit au moins un réservoir comprend une coque creuse étanche en métal munie à sa périphérie de moyens de support d'éléments de ballastage, - les éléments de ballastage comprennent des blocs de béton, et - les éléments de ballastage comprennent des sacs de gravier. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un ensemble de support d'une éolienne de production d'électricité en mer, conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue de côté de l'ensemble de support, conforme à l'invention, - la figure 3 est une vue en élévation d'un premier mode de réalisation d'un flotteur de l'ensemble de support, - la figure 4 est une vue en coupe transversale selon la ligne IV-IV de la figure 3, - la figure 5 est une vue en coupe transversale identique à la figure 4 d'un second mode de réalisation d'un flotteur de l'ensemble de support, - la figure 6 est une vue en élévation d'un troisième mode de réalisation d'un flotteur de l'ensemble de support, - la figure 7 est une vue en coupe transversale selon la ligne VII-VII de la figure 6. Sur les figures 1 et 2, on a représenté schématiquement une éolienne 1 de production d'électricité en mer comprenant un mât vertical 2 supportant un groupe 3 de production d'électricité constitué d'une génératrice électrique dont le rotor est entraîné en rotation par de pales 4. Dans l'exemple de réalisation représenté à la figure 1, l'axe du rotor de la génératrice est vertical. Selon une variante, cet axe du rotor peut également être horizontal. Le mât 2 de l'éolienne 1 est fixé sur un ensemble de support semi-submersible désigné par la référence générale 10. L'ensemble de support 10 comprend au moins trois flotteurs 20 semi-submersibles et dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures 1 et 2, l'ensemble de support 10 comprend trois flotteurs 20 semi-submersibles répartis selon un triangle équilatéral. Les flotteurs 20 peuvent être répartis selon toute autre configuration. Chaque flotteur 20 comprend une colonne 21 verticale de section transversale par exemple circulaire, partiellement immergée, et munie à sa partie inférieure 21a d'une base 22 totalement immergée. Les colonnes 21 des flotteurs 20 sont reliées entre elles par un ensemble de poutres 11 formant un ensemble du type treillis et portant le mât 2 de l'éolienne 1. La base 22 de chaque flotteur 20 présente une largeur supérieure à la largueur de la colonne 21 du flotteur correspondant. La base 22 de chaque flotteur 21 est raccordée au fond marin par des câbles souples 12, ainsi que montré à la figure 2. D'une manière générale, chaque base 22 comporte au moins un réservoir 23 à flottabilité neutre permettant d'ajouter de la masse aux colonnes 21 sans en augmenter leur volume de flottabilité, ni le poids dans l'eau de chaque colonne. En se reportant maintenant aux figures 3 à 7, on va décrire plusieurs modes de réalisation de la base 22 d'un flotteur 20. Dans l'ensemble de ces modes de réalisation, la base 22 présente une section transversale hexagonale. Toute autre forme de la section transversale de la base 22 peut être envisagée. Selon un premier mode de réalisation représenté sur les figures 3 et 4, le réservoir 23 de la base 22 comprend une coque creuse 24 étanche en métal comme par exemple de l'acier. De préférence, la coque 24 est divisée en plusieurs alvéoles 25, par exemple au nombre de sept. Les alvéoles 25 sont remplis d'un matériau de ballastage constitué de préférence par du béton. Le volume de la coque creuse 24 est rempli entre 20 et 40% du matériau de ballastage du type béton ou par du béton. Selon un deuxième mode de réalisation représenté à la figure 5, le réservoir 23 comprend une coque creuse 26 étanche en béton comportant des alvéoles étanches 27 remplis d'un matériau de flottabilité. Ces alvéoles sont par exemple au nombre de sept et le matériau de flottabilité est formé par de la mousse ou par tout autre matériau approprié. Selon une variante, ledit au moins réservoir 23 comprend une coque creuse 26 étanche en béton comportant des alvéoles étanches 27 remplis de gaz constitué par exemple par de l'air à la pression atmosphérique ou sous pression. Une pompe, non représentée, peut être prévue pour évacuer l'eau susceptible de s'introduire dans les alvéoles en cas de fuite. Selon un troisième mode de réalisation représenté sur les figures 6 et 7, le réservoir 23 comprend une coque creuse 30 étanche en métal de préférence de l'acier, munie à sa périphérie de moyens 31 de support d'éléments de ballastage 32. Les moyens 4 de support sont constitués par des cavités 33 aménagées à la périphérie de la coque creuse 30 et les éléments de ballastage 32 sont formés par des blocs de béton ou des sacs de gravier fixés à l'intérieur des cavités 33. L'ensemble de support selon l'invention permet de réduire les dimensions de la 5 base des flotteurs, tout en ayant la même flottabilité que les flotteurs semi-submersibles des ensembles de support utilisés jusqu'à présent. L'ensemble de support permet de garantir la flottabilité de la structure et de stabiliser une éolienne sous toutes les conditions de sollicitation. 10 REVENDICATIONS1.- Ensemble de support (10) d'une éolienne (1) de production d'électricité en mer, comprenant au moins trois flotteurs (20) semi-submersibles, portant ladite éolienne (1) et formés chacun d'une colonne (21) munie d'une base (22) immergée de largeur supérieure à la largeur de la colonne (21) et reliée au fond marin par des lignes (12), caractérisé en ce que chaque base (22) comporte au moins un réservoir (23) à flottabilité neutre. 2.- Ensemble de support (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit au moins un réservoir (23) comprend une coque creuse (24) étanche en métal, remplie d'un matériau de ballastage. 3.- Ensemble de support (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le volume de la coque creuse (24) est rempli entre 20 et 400/0 dudit matériau de ballastage. 4.- Ensemble de support (10) selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit matériau de ballastage est du béton. 5.- Ensemble de support (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit au moins un réservoir (23) comprend une coque creuse (26) étanche en béton comportant des alvéoles étanches (27) remplis d'un matériau de flottabilité. 6.- Ensemble de support (10) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le matériau de flottabilité est formé par de la mousse. 7.- Ensemble de support (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit au moins un réservoir (23) comprend une coque creuse (26) étanche en béton comportant des alvéoles étanches (27) remplis d'un gaz. 8.- Ensemble de support (10) selon la revendication 7, caractérisé en ce que le gaz est de l'air à la pression atmosphérique ou sous pression. 9.- Ensemble de support (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit au moins un réservoir (23) comprend une coque creuse (30) étanche en métal munie à sa périphérie de moyens (31) de support d'éléments de ballastage (32). 10.- Ensemble de support (10) selon la revendication 9, caractérisé en ce que les éléments de ballastage (32) comprennent des blocs de béton. 11.- Ensemble de support (10) selon la revendication 9, caractérisé en ce que les éléments de ballastage (32) comprennent des sacs de gravier.