Brevet FR2964160A1 — publié le 20120302

Dispositif de récupération d'énergie La présente invention concerne un dispositif de récupération d'énergie comportant au moins une aile profilée, destinée à être placée dans un écoulement de fluide. Le brevet EP 0 927 304 décrit un tel dispositif dans lequel plusieurs ailes sont agencées en parallèle et sont soumises à des oscillations produites par effet de flottement ou effet « flutter » lors de l'écoulement d'un fluide le long de l'aile. Les ailes sont équipées d'ailerons, des moyens de rappel élastique permettant de ramener les ailerons dans une position dans laquelle ils s'étendent sensiblement dans le prolongement des ailes. Les ailes oscillent autour d'un point médian, c'est-à-dire pivotent autour de ce point médian dans une plage angulaire limitée, ce mouvement permettant d'entraîner un générateur électrique par l'intermédiaire de bielles reliées aux bords amont et aval des ailes, et d'un système d'engrenage. La demande de brevet GB 2 454 024 divulgue un dispositif de récupération d'énergie comportant une aile montée sur une structure articulée, elle-même couplée à un générateur électrique, de façon à produire de l'énergie électrique à partir du mouvement oscillant de l'aile généré par l'écoulement de fluide le long de l'aile. Le brevet US 7 311 496 décrit également un tel dispositif dans lequel une aile est articulée autour d'un pivot par l'intermédiaire d'un bras et est couplée à des générateurs électriques par l'intermédiaire de bielles et de vilebrequins. Le brevet DE 101 18 407 décrit en outre un dispositif de récupération d'énergie comportant plusieurs ailes parallèles équipées d'ailerons. Les ailes et les ailerons sont articulés sur une structure et guidés le long de montants verticaux. Le mouvement oscillatoire de translation des ailes produit lors de l'écoulement du fluide est transmis à un générateur électrique. Chacun de ces documents décrit un dispositif ayant une structure complexe ainsi qu'une masse et un encombrement importants. La complexité de la structure augmente en outre les risques de dysfonctionnement et réduit son efficacité. L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique à ce problème. A cet effet, elle propose un dispositif de récupération d'énergie comportant au moins une aile profilée, destinée à être placée dans un écoulement de fluide, un aileron articulé sur un bord aval de l'aile, des moyens de rappel élastique de l'aileron dans une position dans laquelle il s'étend sensiblement dans le prolongement de l'aile, des moyens de transformation en énergie du déplacement de l'aile par écoulement de fluide, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de support et de guidage en translation de l'aile, de manière à générer un mouvement oscillant de l'aile transversalement au sens d'écoulement du fluide, les moyens de support de l'aile étant reliés aux moyens de transformation en énergie. Le dispositif peut se présenter sous la forme d'une installation fixe ou d'un dispositif embarqué sur un véhicule ou un aéronef, l'écoulement de fluide pouvant être un écoulement d'air ou d'eau. Une telle structure permet de générer un mouvement contrôlé et oscillant de translation de l'aile, et de transformer en énergie ce mouvement entretenu par effet de flottement ou effet « flutter » lors de l'écoulement de fluide le long de l'aile. Le dispositif selon l'invention est efficace, peu encombrant et léger. La simplicité de sa structure le rend également plus fiable que les dispositifs de l'art antérieur. Selon une caractéristique de l'invention, l'aile présente un profil symétrique par rapport à sa corde de profil, c'est-à-dire par rapport à la droite reliant son bord d'attaque à son bord de fuite. Bien entendu, l'aile pourrait également présenter un profil asymétrique. Avantageusement, les moyens de transformation du déplacement de l'aile en énergie comportent une bielle reliant les moyens de support de l'aile à un vilebrequin, de manière à entraîner en rotation le vilebrequin lors du déplacement de l'aile. Le vilebrequin permet de transformer le mouvement de translation de l'aile suivant une direction globalement perpendiculaire à l'écoulement du fluide en un mouvement de rotation capable d'entraîner par exemple un générateur électrique classique. En variante, le mouvement d'oscillation de l'aile pourrait être transformé directement en courant électrique, par l'intermédiaire d'une bobine et d'un aimant. Selon une possibilité de l'invention, le vilebrequin est couplé à un générateur électrique ou à une pompe hydraulique, ce qui peut permettre également s'assurer le démarrage en inversant le fonctionnement. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'aile est horizontale et est portée par un montant de support guidé en translation verticale dans un châssis. La bielle peut relier l'extrémité inférieure du montant au vilebrequin. L'invention concerne en outre un aéronef comportant un dispositif de récupération d'énergie du type décrit ci-dessus. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif de récupération d'énergie selon l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique d'un aéronef équipé du dispositif de la figure 1. La figure 1 représente un dispositif de récupération d'énergie 1 comportant une aile profilée 2 horizontale, destinée à être placée dans un écoulement de fluide. Le profil de l'aile 2 est symétrique par rapport à sa corde de profil 3, c'est-à-dire par rapport à la droite reliant son bord d'attaque à son bord de fuite. Un aileron 4 est articulé sur le bord aval de l'aile 2, c'est-à-dire son bord de fuite, autour d'un axe horizontal 5 perpendiculaire à la corde de profil 3. Des moyens de rappel élastique, par exemple un ressort 6, sont disposés entre l'aile 2 et l'aileron 4 et tendent à rappeler ce dernier dans une position de repos dans laquelle il s'étend sensiblement dans le prolongement de l'aile 2. L'aile 2 est portée par un montant 7 s'étendant verticalement vers le bas et guidé en translation sur un châssis 8. Le châssis 8 est par exemple équipé de deux paliers de guidage 9 écartés verticalement l'un de l'autre et traversés par le support 7. Une bielle 10 relie l'extrémité inférieure 11 du support 7 à un vilebrequin 12 couplé par exemple à un générateur électrique ou à une pompe hydraulique (non visibles). Plus particulièrement, l'axe d'articulation 13 de l'extrémité inférieure de la bielle 10 sur le vilebrequin est excentré par rapport à l'axe de rotation 14 du vilebrequin 12 de sorte que le déplacement du support 7 en translation entraîne la rotation du vilebrequin 12. Bien que cela ne soit pas représenté, le dispositif 1 pourrait comporter plusieurs ailes 2, agencées côte à côte ou superposées les unes par rapport aux autres. Le fonctionnement de ce dispositif va maintenant être décrit plus en détail. Un fluide tel que de l'eau ou de l'air s'écoule le long de l'aile 2, dans le sens indiqué par la flèche 15. L'aileron 4 est écarté de sa position d'équilibre représentée à la figure 1, par exemple en s'étendant vers le haut par rapport à l'aile 2. Ceci provoque un effort, appelé portance, dirigé vers le bas, qui entraîne la descente de l'aile 2. Ce mouvement de descente est guidé par les paliers 9 et a pour effet d'entraîner la rotation du vilebrequin 12 dans le sens indiqué par la flèche 16, le vilebrequin entraînant le générateur électrique ou la pompe hydraulique. Ce mouvement de descente persiste jusqu'à ce que l'extrémité inférieure 13 de la bielle 10 soit située à son point le plus bas, c'est-à-dire sous l'axe 14 de rotation du vilebrequin 12. A cet instant, l'inertie de l'aileron 4, entraîné vers le bas avec l'aile 2, tend à le faire basculer vers le bas de sorte que l'écoulement de fluide créé une portance dirigée vers le haut, tendant à faire remonter l'aile 2 jusqu'à ce que l'extrémité inférieure 13 de la bielle 10 soit située à son point le plus haut, c'est-à-dire au-dessus de l'axe de rotation 14 du vilebrequin 12. Ce mouvement de montée de l'aile 2 provoque également la rotation du vilebrequin 12 dans le sens de la flèche 16. De la même manière que précédemment, l'inertie de l'aileron 4 entraîné vers le haut avec l'aile 2, tend à le faire basculer vers le haut de sorte que l'écoulement de fluide créé une portance dirigée vers le bas, tendant à faire descendre l'aile 2 comme indiqué ci-dessus. La position de l'aile 2 oscille donc entre deux positions extrêmes, à savoir une position haute et une position basse, avec une fréquence qui dépend notamment de la vitesse d'écoulement du fluide, du poids de l'aile et de l'aileron et de la constante de raideur des moyens élastiques. Ce phénomène d'oscillation est comparable à l'effet flutter décrit précédemment. On comprend que ce dispositif 1 permet de produire de façon simple et efficace de l'énergie, par exemple de l'énergie électrique. Les dimensions et la masse de ce dispositif 1 sont en outre plus réduites que celles des dispositifs de l'art antérieur. Comme le montre la figure 2, ce dispositif 1 peut par exemple équiper un aéronef 17 tel qu'un avion. Dans ce cas, il peut notamment servir à produire de l'énergie électrique pour un circuit électrique de secours ou d'appoint. Il est avantageusement déplaçable entre une position de service (représentée au dessin) et une position de repos (où il est escamoté à l'intérieur de l'aéronef. REVENDICATIONS1. Dispositif de récupération d'énergie (1) comportant au moins une aile profilée (2), destinée à être placée dans un écoulement de fluide (15), un aileron (4) articulé sur un bord aval de l'aile (2), des moyens de rappel élastique (6) de l'aileron (4) dans une position dans laquelle il s'étend sensiblement dans le prolongement de l'aile (2), des moyens (10, 12) de transformation en énergie du déplacement en translation de l'aile (2) par écoulement de fluide, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (7, 9) de support et de guidage en translation de l'aile (2), de manière à générer un mouvement oscillant de l'aile (2) transversalement au sens de circulation du fluide (15), les moyens de support de l'aile étant reliés aux moyens de transformation en énergie. 2. Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'aile (2) présente un profil symétrique par rapport à sa corde de profil (3), c'est-à-dire par rapport à la droite reliant son bord d'attaque à son bord de fuite. 3. Dispositif (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de transformation en énergie comportent une bielle (10) reliant les moyens de support de l'aile (2) à un vilebrequin (12), de manière à entraîner en rotation le vilebrequin (12) lors du déplacement de l'aile (2). 4. Dispositif (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le vilebrequin (12) est couplé à un générateur électrique ou à une pompe hydraulique. 5. Dispositif (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'aile (2) est horizontale et est portée par un montant de support (7) guidé en translation verticale dans un châssis (8). 6. Dispositif (1) selon l'ensemble des revendications 3 et 5, caractérisé en ce que la bielle (10) relie l'extrémité inférieure (11) du montant (7) au vilebrequin (12). 7. Aéronef (17) comportant un dispositif de récupération d'énergie (1) selon l'une des revendications 1 à 6.