Brevet FR3001925A1 — publié le 20140815

Description Parallèlement à la question énergétique en matière de transport en l'occurrence pour le particulier, se greffe la question écologique. À l'heure actuelle des efforts de recherche et même de commercialisation sont consentis par les constructeurs automobiles afin d'y remédier. Il s'agit des véhicules à moteur soit exclusivement thermiques ou à explosion soit électriques, soit hybrides. L'innovation ici en question n'a à l'heure actuelle pas vu le jour, pourtant tant par sa simplicité de mise en oeuvre ; son faible coût, que les potentielles économies réalisables en terme d'énergie soit électrique soit fossile ou encore hydrocarbure, il serait incongru de ne pas y croire, encore moins de ne pas entrevoir la possibilité de généraliser son usage sur l'ensemble d'un parc automobile encore en gestation qu'est celui de tels véhicules à moteur mais aussi à l'extérieur de locomotives à moteur à explosion, ou bien électrifiées par caténaires innovantes ou pas. Ceci pouvant aussi être concevable même dans l'aviation ou la navigation en mer. Le principe général est relativement simple : Compte tenu d'un point faible qu'est à l'heure actuelle, l'autonomie de ces véhicules à fortiori qu'électriques, l'idée novatrice consiste à poursuivre le rechargement de leur batterie électrique à l'arrêt à proximité d'une borne électrique, pendant leur trajet, et ce d'autant plus fortement que le véhicule gagne en vitesse. Évidemment, blague à part, il ne peut s'agir de l'utilisation d'un câble électrique, mais plutôt de mettre à profit la vitesse, et en particulier l'énergie éolienne produite par l'air sur un ensemble de petites hélices et allant grandissant au fur et à mesure que le véhicule prend de la vitesse. En effet, pour ce faire, cette innovation consiste à placer sous le capot, et derrière la calendre de tels véhicules un cadre (i) de forme générale et de dimensions adaptées aux ouvertures frontales avec l'extérieur, offertes par la calendre et laissant passer l'air 35 lorsque de tels véhicules sont en fonction, c'est-à-dire effectuant leur fonction de transport propre traduisible par des kilomètres parcourus ou parcourables. De telle sorte qu'une plus grande partie possible de ce cadre (i) soit soumise au vent, au flux d'air entrant par la calendre lorsqu'il est en fonction et ce d'autant plus fort que le véhicule prend de la vitesse et donc recharge d'autant la batterie. Ce cadre (i) ainsi disposé est clairsemé de façon géométrique d'un certain nombre de dispositifs identiques les uns des autres. Ces derniers sont constitués d'une hélice faisant front à l'air entrant par les vides d'air de la calendre de façon à les faire tourner aussi optimalement que possible. Chacune de ces hélices à quelques pâles (puissance du flux d'air sur la totalité des « pâles ») par exemple d'un matériau léger, sous l'effet du flux d'air du à la vitesse du véhicule, tourne autour d'un axe horizontal, bien entendu situé dans l'axe longitudinal du véhicule. Chacun de ces axes en rotation est capable de générer un courant électrique induit grâce un bobinage en cuivre et un métal axial faisant office de rotor par rapport au stator en bobinage de cuivre. Le tout étant d'obtenir un réglage fin de cette modeste technologie de façon à ce que la rotation soit la plus facile que possible au sens de « avec peu de résistance à la rotation », c'est-à-dire en minimisant les frottements autour de l'axe entre rotor et stator et en utilisant un matériau assez résistant comme du polystyrène haute densité c'est-à-dire relativement léger concernant les pâles de façon à ce qu'elles puissent être en rotation à relativement basse vitesse et avoir quand même une certaine inertie du fait de leur masse une fois en mouvement. En raison de l'éventualité de la pluie, des insectes, et des ouvertures suffisamment grandes de la calendre pour faciliter l'entrée du flux d'air et donc sa performance sur la vitesse de rotation des hélices, ces dernières avec la partie de l'axe visible sont construites de manière à être aussi étanchéifiées que pr,%ssible en tenant compte du sens de la marche en avant biensûr. Nous appellerons unité génératrice de courant électrique l'ensemble hélices et leur axe physique/dispositif générateur d'électricité au sens du stator. De chacune de ces unités génératrices de courant électrique, sort de façon tout aussi étanche deux fils électriques, un pour le pôle négatif un pour le pôle positif. Un courant induit est ainsi générable comme dans le cas du principe de l'alternateur. Ainsi, U la tension égale la résistance multipliée par l'intensité électrique induite moins la force électromotrice induite - Loi d'Ohm respectant l'idée d'un « dipôle » générateur à courant induit non ouvert ou fermé où la f.e.m induite est égale à la petite variation de flux -Sol) divisé par la variation élémentaire de temps St. Le dipôle emmagasinateur de courant éléctrique i induit (positif : loi de Lenz) produit (par les unités génératrices) étant fermé ou ohmique, il en résultera que i (ampères) égale cette f.e.m « e » (tension en volt) divisée par la résistance totale ou RT de tous les dipôles c'est-à-dire des unité génératrices de courant électrique du circuit donc FERMé RT (en Ohm en unités S.I. symbolisée par la lettre oméga)). Partent donc aussi, deux fils électriques de la batterie correspondants à ses deux pôles de façon à connecter les unités génératrices de courant électrique (un pour chaque pôle). Tandis qu'en dérivation, chacun des fils positifs de chaque unité génératrice de courant électrique décrite supra est mis en contact électrique avec le fil positif de la batterie. De même pour les fils négatifs. Comme décrit dans le dessin, ces hélices sont assemblées un peu comme le seraient les noeuds des mailles d'un filet à l'intérieur du cadre (i) permettant leur maintien. Le maillage permettant de faire cheminer les fils positif et négatif de chacune de ces unités génératrices de courant électrique et de les faire se rejoindre en un point de confluence de manière à se connecter les uns avec le fil positif de la batterie, les autres avec le négatif. Le tout étant de faire le bon choix entre montage en dérivation ou montage en série : En fait pour bien raisonner il faut prendre conscience de certaines relations en physique électrique : D'une part : U = r * i - ei i en courant induit c'est dire généré par un phénomène magnétique régi par la loi de Lenz. Cette loi in-TH(111e -ne il le sens de rotation des hélices sous l'effet du flux d'air entrant vers la calendre du véhicule en 25 mouvement soit bien choisi de façon à générer un courant induit positif C'est-à-dire que la tension U en volts (entre le pôle + et le pôle -) est égale à la résistance r (du fil électrique et du montage entre les pôles positifs et négatifs de ces unités génératrices et ceux de la batterie ainsi rechargeable c'est dire par l'éolien quand 30 le moyen de locomotion est en mouvement propre contre face à l'air) multipliée par l'intensité électrique : incluant la résistance propre aux fils conducteurs (si possible en cuivre très conducteur mais par forcément car plus sensible à l'élévation de la chaleur (confère chaleur massique molaire voire capacité calorifique du cuivre et du fer) : il doit y avoir un moins pire compromis qu'un autre choix à priori peut-être mieux 35 à première vue sauf pour un moteur électrique stricto sensu qui lui n'a pas les déperditions de chaleur du moteur dit à explosion dans le sens ou le cuivre capte plus la chaleur que le fer ce qui malgré sa nature chimique plus conductrice que le fer est annihilée par une chaleur plus augmentable que le fer venant alors augmenter la résistance électrique qui l'est moins avec le fer moins sensible à sa propre élévation de température sous l'effet dans le réel de la même quantité de chaleur relativement au cuivre qui la capte plus que lui et qui bien que mieux du point de vue chimique pour conduire le courant électrique est moins bien quant à sa capacité à emmagasiner la chaleur qui agit dans le sens inverse quant à la réduction de la résistance électrique)) est égale à la résistivité en Ohm.cm ou Ohm.mètre (Unité SI) multipliée par la longueur en centimètre ou mètre du conducteur électrique et divisée par sa section en centimètre ou mètre ET enfin ce produit ou multiplication MOINS la force électromotrice induite ei. Nous savons que la Puissance P en Watts fournie égale U (Tension U en Volt(s) symbolisée par V égale r*i moins ei) multipliée par l'intensité i en Ampère A. En remplaçant la valeur équivalente à la tension telle qu'elle est produite par l'ensemble de ces courants induits par chacune des unités génératrices on en déduit que la puissance symbolisée par P est directement proportionnelle à l'intensité électrique de ces courants induits mais élevée au carré. Consécutivement, puisque c'est la résistance qui multiplie cette intensité au carré il faut qu'elle soit la moins grande possible. Pour cela, il faut faire en sorte de choisir le montage de ces unités génératrices vers la batterie ainsi rechargeable où la résistance totale sera la moins grande POSSIBLE ou dit autrement l'intensité électrique élevée au carré la moins amoindrie par la résistance électrique ! C'est-à-dire pas le montage en série où les résistances s'additionnent mais en parallèle où elle est la même. Pour cela une relativement moins grande longueur de fils possible reliant chaque unité génératrice depuis leur pôle moins respectif vers le fil relié au pôle négatif de la batterie et chaque pôle positif respectif de ces unités génératrices vers le fil électrique relié au pôle plus de la batterie sera préférable. La section choisissable notamment pour la compétition en formule 1 (Je pense à des groupes de constructeurs automobiles de marque française ou franco-japonaise, japonaise mais biensûr d'autres marques possibles en Europe comme une ou des marques scandinaves, italiennes, allemandes et pourquoi pas anglaises, américaines dans la mesure où l'économie d'énergie est un bénéfice de toute une communauté de destin car ralentissant la consommation de carburant jour après jour ce qui a un retentissement international non négatif y compris atmosphériquement) pourrait être à section pas trop grande mais suffisante de façon à optimiser l'intensité produite par de très grande vitesse et/ou accélération surtout en formule 1 ce qui est différent sur la route avec son code relatif aux vitesses et ses multiples paradoxes quant à une conduite énergétiquement économique au bon régime moteur avec ou sans péage, les contraintes du fait du temps probable du trajet, de l'heure d'arrivée, de l'état de vigilance du conducteur abaissée avec la monotonie du tracé routier qui modifie l'état de vigilance neuronale, et selon la vitesse la freination proportionnelle du fait de la contrainte de l'air, du relief de la route, etc... Il en résulte la délivrance, quand le véhicule est en mouvement, d'un courant électrique induit et une puissance P en Watts proportionnelle à cette intensité au carré d'autant plus grande que le véhicule roule vite. Ce courant permettant alors la recharge plus ou moins importante de la batterie en fonction de la vitesse dès lors qu'il circule. L'avantage étant que plus la batterie doit fournir de l'énergie, lors d'un gain de vitesse par exemple, plus celle-ci se recharge activement sous l'effet croissant de la vitesse de l'air sur l'ensemble des hélices de chaque unité génératrice disposée dans le cadre (1) situé derrière la calendre. Au bout du compte, il doit être possible d'optimiser nettement le point faible de tels véhicules, à savoir leur autonomie tout en réalisant des économies d'energie et la moindre pollution atmosphérique qui en découle jour après jour. Autrement dit aussi, la distance parcourable entre deux rechargements sur le secteur de la batterie d'un moteur hybride ou encore strictement thermique ou à explosion (attention au moins pire choix du matériau conducteur dont la résistance augmente avec la chaleur du fait du moteur thermique ou à explosion hybridé) comme électrique pur. Dans une autre optique, cela contribue à aller dans le sens d'une moindre dépendance énergétique aux hydrocarbures fossiles pour la locomotion en nécessitant à l'heure actuelle. 35 REVENDICATIONS1) Le dispositif objet de cette demande de dépôt de brevet est caractérisé par des dispositifs (2) générateurs de courant électrique innovants soutenus par un cadre (1) actionnés par la force éolienne d'où le gain de puissance motrice et d'autonomie des véhicules à locomotion terrestre à moteur thermique, hybride, ou électrique pur. 2) Ces dispositifs (2) créant en fonction un courant induit sont maintenus par un cadre (1) situé sous le capot derrière la calendre de tels véhicules créant moins de dioxyde de carbone atmosphérique pour le même nombre de kilomètres. 3) Le cadre (1) peut être supprimé. Peut n'être alors évoqué pour objet de cette même demande de dépôt que les dispositifs (2) générateurs de courant électrique aux dimensions et technologie adaptées placés à l'extérieur d'autres engins à moteur(s) thermique(s) et/ou électrifié(s) à locomotion sur rails (tramways, locomotives), la navigation dans les airs, sur mer.