Brevet FR3011813A1 — publié le 20150417

La présente invention concerne un système d'ancrage ainsi qu'un système d'hydrolienne comportant une hydrolienne et un tel système d'ancrage. Pour ancrer un objet flottant, un système d'ancrage de l'état de la technique comporte: - quatre câbles, - pour chaque câble, un moyen d'ancrage, et - un bloc de connexion. Chaque moyen d'ancrage est fixé dans le sol au fond de l'eau, et chaque câble est fixé par une extrémité au moyen d'ancrage associé et par l'autre extrémité au bloc de 10 connexion. L'objet flottant est fixé par ailleurs au bloc de connexion. Les moyens d'ancrage sont disposés sensiblement aux quatre coins d'un parallélogramme de manière à ce que les câbles prennent la forme d'une pyramide ayant pour sommet le bloc de connexion. 15 Bien qu'un tel système d'ancrage soit performant, il présente de nombreux éléments à assembler. En effet, il y a quatre câbles, et pour chaque câble, il y a deux moyens d'accrochage pour fixer l'extrémité du câble à un moyen d'ancrage ou au bloc de connexion. Un objet de la présente invention est de proposer un système d'ancrage qui ne 20 présente pas les inconvénients de l'art antérieur et qui en particulier soit de constitution plus simple. A cet effet, est proposé un système d'ancrage pour un objet flottant, ledit système d'ancrage comportant : - deux câbles, 25 - pour chaque câble, deux moyens d'ancrage, chacun étant fixé, d'une part, dans le sol et, d'autre part, à une extrémité dudit câble, et - un chariot présentant pour chaque câble, au moins une poulie montée mobile en rotation sous le chariot autour d'un axe de rotation et par laquelle passe ledit câble, ledit objet flottant étant fixé au chariot, 30 les moyens d'ancrage étant disposés sensiblement aux quatre coins d'un parallélogramme et les deux moyens d'ancrage qui sont reliés par un même câble appartenant au même côté du parallélogramme. Avantageusement, le système d'ancrage comporte une bouée fixée au chariot. Avantageusement, le chariot comporte: - une base sous laquelle sont fixées lesdites poulies, et - une tourelle montée libre en rotation au-dessus de la base autour d'un axe de rotation vertical, et sur laquelle sont fixés ledit objet flottant, et/ou la bouée. Selon un premier mode de réalisation, chaque poulie du chariot est montée à l'intérieur d'une chape qui est elle-même montée libre en rotation sous la base autour d'un axe de rotation contenu dans le plan médian de la poulie et perpendiculaire à l'axe de rotation de la poulie. Selon une première variante, pour chaque poulie, le chariot présente une anse fixée sous la base et chaque chape présente un arbre qui traverse ladite anse. Selon une deuxième variante, pour chaque poulie, le chariot présente un U de chaussage fixé par son fond sous la base dont chaque paroi verticale dirigée vers le bas est percée d'un trou aligné horizontalement avec le trou de l'autre paroi verticale dudit U de chaussage, et chaque chape présente, pour chaque trou, un arbre qui se loge dans ledit trou. Selon un deuxième mode de réalisation, chaque poulie du chariot est montée à l'intérieur d'une chape qui est elle-même montée sous la base par l'intermédiaire d'une liaison rotule. Avantageusement, le chariot présente un logement sphérique réalisé sous la base et chaque chape présente une boule qui est logée et maintenue dans ledit logement 20 sphérique. L'invention propose également un système d'hydrolienne comportant une hydrolienne et un système d'ancrage selon l'une des propositions précédentes, ladite hydrolienne étant fixée au chariot. Avantageusement, le câble électrique permettant l'évacuation de la puissance 25 électrique produite par ladite hydrolienne chemine de ladite hydrolienne jusqu'au chariot et descend ensuite au milieu de la pyramide constituée par le système d'ancrage. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de 30 réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels : la Fig. 1 est une représentation schématique d'un système d'ancrage selon l'invention, la Fig. 2 est un chariot selon un premier mode de réalisation de l'invention, la Fig. 3 est un chariot selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, la Fig. 4 est une vue de côté d'un chariot selon un troisième mode de réalisation de l'invention, et la Fig. 5 est une coupe selon la ligne V-V du chariot de la Fig. 4. Dans la description qui suit, les termes relatifs à une position sont pris en référence à un système d'ancrage en position d'utilisation, c'est-à-dire tel qu'il est représenté sur la Fig. 1. La Fig. 1 montre un système d'ancrage 100 pour un objet flottant 50, comme par exemple une hydrolienne flottante. Un système d'hydrolienne selon l'invention comporte alors une hydrolienne 50 qui est ancrée dans l'eau à l'aide du système d'ancrage 100. Le système d'ancrage 100 comporte: - deux câbles 102 et 104, - pour chaque câble 102, 104, deux moyens d'ancrage qui sont référencés 102a-b pour le câble 102 et 104a-b pour le câble 104, et - un chariot 106. Chaque moyen d'ancrage 102a-b, 104a-b qui prend par exemple la forme d'une vis d'Archimède, est fixé, d'une part, dans le sol et, d'autre part, à l'extrémité d'un câble 102, 104. Les moyens d'ancrage 102a-b et 104a-b sont disposés sensiblement aux quatre coins d'un parallélogramme et les deux moyens d'ancrage 102a-b et 104a-b qui sont reliés par un même câble 102, 104 appartiennent au même côté du parallélogramme. En d'autres termes, les deux moyens d'ancrage 102a-b et 104a-b qui appartiennent à la même diagonale ne sont pas reliés entre eux par le même câble 102, 104. Le chariot 106 présente pour chaque câble 102, 104, au moins une poulie (250a- b, Figs. 2-5) montée mobile en rotation sur une chape montée sous le chariot 106 autour d'un axe de rotation et par laquelle passe ledit câble 102, 104. L'objet flottant 50 est fixé au chariot 106 par l'intermédiaire d'un câble de liaison 112. Le système d'ancrage 100 prend ainsi la forme d'une pyramide dont la base est délimitée par les moyens d'ancrage 102a-b, 104a-b et dont le sommet est le chariot 106. La constitution du système d'ancrage 100 est plus simple que celle d'un système d'ancrage de l'état de la technique car il y a moins d'éléments le constituant. En effet, il y a uniquement deux câbles 102 et 104 et uniquement quatre moyens d'accrochage entre les câbles 102 et 104 et les moyens d'ancrage 102a-b et 104a-b. En outre, la mise en place particulière des câbles 102 et 104 permet la création de deux chemins parallèles de roulement pour le chariot 106 qui peut se déplacer le long des câbles 102 et 104 en fonction des courants hydrauliques auxquels est soumis l'objet flottant 50. Une bouée 108 est fixée au chariot 106 par l'intermédiaire d'un câble de bouée 110. La force exercée par la bouée 108 sur le chariot 106 et les forces de traction exercées par l'objet flottant 50 sur le chariot 106, permettent de garantir la mise en tension des câbles 102 et 104 et ainsi d'éviter les phénomènes de couplage hydroélastique entre des câbles 102 et 104 relâchés et des courants hydrauliques très forts. Un tel couplage amènerait les câbles 102 et 104 détendus à avoir des mouvements erratiques et violents de type coup de fouet et conduirait à leur fatigue prématurée. La traction verticale générée par la bouée 108 permet de garantir qu'au moment de l'étale, l'objet flottant 50 tourne autour de la bouée 108 avec un rayon de giration égal à la distance horizontale entre le chariot 106 et l'objet flottant 50. Ce qui dans le cas d'hydroliennes, par exemple, permet de densifier l'implantation. Les Figs. 2 à 5 montrent différents modes de réalisation pour le chariot 206, 306, 406 qui comporte une base 202, 302, 402 et une tourelle 204, 304, 404. La base 202, 302, 402 porte les poulies 250a-b qui sont fixées sous la base 202, 302, 402 et mobiles en rotation autour de leur axe de rotation qui est ici orienté sensiblement à 45°. La tourelle 204, 304, 404 présente des moyens de fixation 252 et 254 pour fixer le câble de liaison 112 et le câble de bouée 110 lorsqu'il est présent et qui prennent chacun ici la forme d'un trou traversant dans lequel un crochet peut être introduit et fixé. La tourelle 204, 304, 404 est montée libre en rotation au-dessus de la base 202, 302, 402 autour d'un axe de rotation vertical, par exemple par la mise en place d'un roulement à billes entre la tourelle 204, 304, 404 et la base 202, 302, 402. La mise en place d'une tourelle 204, 304, 404 rotative évite un enroulement anarchique du câble de liaison 112 avec les câbles 102 et 104. Dans le cas d'un objet flottant constituant une hydrolienne, le câble électrique permettant l'évacuation de la puissance électrique produite par ladite hydrolienne, va cheminer de l'hydrolienne 50 le long du câble de liaison 112 jusqu'au chariot 106, 206, 306, 406 pour descendre ensuite au milieu de la pyramide constituée par le système d'ancrage 100. Les câbles 102 et 104 ne sont donc pas encombrés par le câble électrique et le chariot 106, 206, 306, 406 est libre de circuler. Lors du déplacement du chariot 106, 206, 306, 406 le long des câbles 102 et 104, l'orientation de l'axe de rotation de chaque poulie 250a-b varie en fonction de la position du chariot 106, 206, 306, 406 par rapport aux moyens d'ancrage 102a-b et 104a-b. A cette fin, le chariot 106, 206, 306, 406 présente, pour chaque chape, des moyens d'orientation qui sont prévus pour orienter ladite chape et donc l'axe de rotation de la poulie 250a-b correspondante en fonction de la position des moyens d'ancrage 102a-b et 104a-b par rapport au chariot 106, 206, 306, 406. Chaque poulie 250a-b du chariot 206 de la Fig. 2 est montée à l'intérieur d'une chape 208a-b qui est elle-même montée libre en rotation sous la base 202 autour d'un axe de rotation contenu dans le plan médian de la poulie 250a-b et perpendiculaire à l'axe de rotation de la poulie 250a-b. A cette fin, pour chaque poulie 250a-b, le chariot 206 présente une anse 210a-b fixée sous la base 202 et chaque chape 208a-b présente un arbre 212a-b qui traverse ladite anse 210a-b. Les moyens d'orientation sont ici constitués de l'anse 210a-b et de l'arbre 212a-b. Chaque poulie 250a-b du chariot 306 de la Fig. 3 est montée à l'intérieur d'une chape 308a-b qui est elle-même montée sous la base 302 par l'intermédiaire d'une liaison rotule. A cette fin, pour chaque poulie 250a-b, le chariot 306 présente un logement sphérique 310a-b réalisé sous la base 302 et chaque chape 308a-b présente une boule 312a-b qui est logée et maintenue dans ledit logement sphérique 310a-b. Les moyens d'orientation sont ici constitués du logement sphérique 310a-b et de la boule 312a-b. Chaque poulie 250a-b du chariot 406 des Figs. 4 et 5 est montée à l'intérieur d'une chape 408a-b qui est elle-même montée libre en rotation sous la base 402 autour d'un axe de rotation contenu dans le plan médian de la poulie 250a-b et perpendiculaire à l'axe de rotation de la poulie 250a-b. A cette fin, pour chaque poulie 250a-b, le chariot 406 présente un U de chaussage 410a-b fixé par son fond sous la base 402 dont chaque paroi verticale dirigée vers le bas est percée d'un trou 414a-b aligné horizontalement avec le trou 414a-b de l'autre paroi verticale dudit U de chaussage 410a-b, et chaque chape 408a-b présente, pour chaque trou 414a-b, un arbre 412a-b qui se loge dans ledit trou 414a-b. Les moyens d'orientation sont ici constitués du U de chaussage 410a-b et de l'arbre 412a-b. L'axe des arbres 412a-b et l'axe de la poulie 250a-b sont concourants au centre de la poulie 250a-b. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples et modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art. REVENDICATIONS1) Système d'ancrage (100) pour un objet flottant (50), ledit système d'ancrage comportant : - deux câbles (102, 104), - pour chaque câble (102, 104), deux moyens d'ancrage (102a-b, 104a-b), chacun étant fixé, d'une part, dans le sol et, d'autre part, à une extrémité dudit câble (102, 104), et - un chariot (106, 206, 306, 406) présentant pour chaque câble (102, 104), au moins une poulie (250a-b) montée mobile en rotation sous le chariot (106) autour d'un axe de rotation et par laquelle passe ledit câble (102, 104), ledit objet flottant (50) étant fixé au chariot (106, 206, 306, 406), les moyens d'ancrage (102a-b, 104a-b) étant disposés sensiblement aux quatre coins d'un parallélogramme et les deux moyens d'ancrage (102a-b, 104a-b) qui sont reliés par un même câble (102, 104) appartenant au même côté du parallélogramme. 2) Système d'ancrage (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une bouée (108) fixée au chariot (106, 206, 306, 406). 3) Système d'ancrage (100) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le chariot (106, 206, 306, 406) comporte: - une base (202, 302, 402) sous laquelle sont fixées lesdites poulies (250a-b), et - une tourelle (204, 304, 404) montée libre en rotation au-dessus de la base (202, 302, 402) autour d'un axe de rotation vertical, et sur laquelle sont fixés ledit objet flottant (50), et/ou la bouée (108). 4) Système d'ancrage (100) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque poulie (250a-b) du chariot (206, 406) est montée à l'intérieur d'une chape (208a-b, 408a-b) qui est elle-même montée libre en rotation sous la base (202, 402) autour d'un axe de rotation contenu dans le plan médian de la poulie (250a-b) et perpendiculaire à l'axe de rotation de la poulie (250a-b). 5) Système d'ancrage (100) selon la revendication 4, caractérisé en ce que, pour chaque poulie (250a-b), le chariot (206) présente une anse (210a-b) fixée sous la base(202) et en ce que chaque chape (208a-b) présente un arbre (212a-b) qui traverse ladite anse (210a-b). 6) Système d'ancrage (100) selon la revendication 4, caractérisé en ce que, pour chaque poulie (250a-b), le chariot (406) présente un U de chaussage (410a-b) fixé par son fond sous la base (402) dont chaque paroi verticale dirigée vers le bas est percée d'un trou (414a-b) aligné horizontalement avec le trou (414a-b) de l'autre paroi verticale dudit U de chaussage (410a-b), et en ce que chaque chape (408a-b) présente, pour chaque trou (414a-b), un arbre (412a-b) qui se loge dans ledit trou (414a-b). 7) Système d'ancrage (100) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque poulie (250a-b) du chariot (306) est montée à l'intérieur d'une chape (308a-b) qui est elle-même montée sous la base (302) par l'intermédiaire d'une liaison rotule. 8) Système d'ancrage (100) selon la revendication 7, caractérisé en ce que le chariot (306) présente un logement sphérique (310a-b) réalisé sous la base (302) et en ce que chaque chape (308a-b) présente une boule (312a-b) qui est logée et maintenue dans ledit logement sphérique (310a-b). 9) Système d'hydrolienne comportant une hydrolienne (50) et un système d'ancrage (100) selon l'une des revendications 1 à 8, ladite hydrolienne (50) étant fixée au chariot (106, 206, 306, 406). 10) Système d'hydrolienne selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le câble électrique permettant l'évacuation de la puissance électrique produite par ladite hydrolienne (50) chemine de ladite hydrolienne (50) jusqu'au chariot (106, 206, 306, 406) et descend ensuite au milieu de la pyramide constituée par le système d'ancrage (100).25