Brevet FR3018560A1 — publié le 20150918

L'invention présentée est un dispositif éolien qui en opposant un profil aérodynamique face au vent permet de créer un flux d'air par dépression. Ce flux d'air ainsi créé et canalisé permet de d'entrainer une turbine qui est couplée à une génératrice de courant pour fournir de l'électricité. Par rapport aux autres types d'éoliennes, il n'y a pas de pièces en mouvement visible depuis l'extérieur. C'est en opposant face au vent le profil aérodynamique qu'une dépression est créée à l'arrière du profil. Cette dépression est utilisée pour générer un flux d'air depuis la bouche de prise d'air vers les ouvertures de refoulement du flux. Les ouvertures sont situées sur l'arrière du profil là où la dépression est la plus importante. Le flux d'air créé au travers du mécanisme est utilisé pour entrainer une turbine et générer de l'électricité grâce à une génératrice de courant. Autrement dit, lorsque le vent souffle sur le profil aérodynamique, l'air en contact avec les parois du profil est accéléré et crée une chute de pression à l'arrière du profil. Sur l'arrière du profil à l'endroit où la dépression est la plus importante sont situées des ouvertures (appelées ouvertures de refoulement), la chute de pression est alors utilisée pour aspirer l'air depuis la bouche de prise d'air jusqu'aux ouvertures de refoulement. En cheminant depuis la bouche de prise d'air vers les ouvertures de refoulement, le flux d'air passe dans une turbine qu'il entraine. L'énergie mécanique de la turbine en rotation est récupérée sur son arbre pour être transformée en électricité par une génératrice de courant. L'invention présentée est composée et caractérisée de plusieurs parties distinctes : Le profil aérodynamique opposable face au vent (1) figure 1 Les ouvertures de refoulement (2) figure 1 Le canal d'écoulement du flux d'air (3) figure 1 La turbine couplée à une génératrice de courant (4) figure 1 La bouche de prise d'air (5) figure 1 Le mécanisme de rotation pour placer le dispositif face au vent (cas d'un dispositif orientable) (6) figure 1 Le mat sur lequel est fixé le dispositif (7) Les différentes parties caractérisant le dispositif sont : Le profil aérodynamique : Son rôle est de créer la dépression nécessaire pour aspirer l'air depuis la bouche de prise d'air vers les ouvertures de refoulement. Il est donc profilé pour créer cette dépression, il peut être de forme diverse et positionné de diverses manières face au vent, verticale (figure 3), horizontale (figure 4), incliné par rapport à l'horizontale et par rapport à la verticale. Le profil peut aussi être multiple, c'est-à-dire que plusieurs profils créés la dépression. Lorsque le dispositif est orientable, l'aérodynamisme du profil est utilisé pour qu'il s'oriente face au vent et pour qu'il oriente l'ensemble du dispositif face au vent à l'aide du mécanisme de rotation. La figure 2 permet d'illustrer le cheminement du vent lorsqu'il rencontre le profil aérodynamique et les variations de pression le long du profil, sur cette figure : Le profil aérodynamique est représenté en coupe o La partie du profil ou le vent rentre en contact avec le profil est appelée l'avant, (1) figure 2 o La partie ou le vent fuit le profil est appelée l'arrière, (2) figure 2 Lorsque le vent symbolisé par les flèches bleues, (4) figure 2, rencontre le profil sa trajectoire est déviée, en cheminant de l'avant vers l'arrière l'air est accéléré et de ce fait à l'arrière du profil selon les lois physiques la pression diminue. Les signes (+) et (-) représente le gradian de pression de l'air le long du profil. Les ouvertures de refoulements : Elles sont placées à l'arrière du profil là où la pression est la moins élevée. Elles permettent du fait de la différence de pression entre la bouche de prise et ces ouvertures d'aspirer l'air au travers du canal d'écoulement. Le canal d'écoulement du flux d'air : On désigne par canal d'écoulement le chemin emprunté par l'air depuis la bouche de prise d'air jusqu'aux ouvertures de refoulement. La partie intérieure du profil aérodynamique, utilisée pour acheminer l'air, fait partie du canal d'écoulement du flux d'air. La turbine couplée à une génératrice de courant : La turbine est placée dans le canal d'écoulement, en la traversant le flux d'air entraine sa rotation. L'énergie mécanique récupérée sur la turbine est transformée en électricité par la génératrice de courant couplée sur l'arbre. La bouche de prise d'air : C'est l'entrée du canal d'écoulement du flux, elle peut-être de forme diverse et positionnée de diverse manière. Lorsque le dispositif est orientable, elle est orientée face au vent pour une meilleure efficacité. Le mécanisme de rotation : Lorsqu'il est orientable, le dispositif est monté sur un mécanisme de rotation qui lui permet de pivoter librement afin de s'orienter face au vent grâce aux forces exercées par le vent sur le profil aérodynamique, tel une girouette. Le mât de fixation : Le mât sert de support au dispositif. La figure 1 représente en perspective une illustration du dispositif : - La bouche de prise d'air, le canal d'écoulement et le profil aérodynamique peuvent être fabriqués dans la même matière, de la tôle aluminium, de la fibre synthétique ou une matière plastique polymère rigide à titre d'exemples non limitatifs. La bouche de prise d'air, (5) figure 1, est reliée au canal d'écoulement. Le mât est fixé au dispositif par le canal découlement. Le mécanisme de rotation, (6) figure 1, placé entre le mât et le dispositif permet au dispositif de s'orienter librement face au vent, il peut être réalisé par un jeu de roulements à titre d'exemple non limitatif. Le canal d'écoulement, (3) figure 1, sera suffisamment renforcé pour pouvoir supporter l'ensemble du poids du dispositif et résister aux forces qui s'y exercent. A l'intérieur du canal d'écoulement est placée la turbine, (4) figure 1. Le profil, (1) figure 1, dont la forme est étudiée pour créer la chute de pression sur sa partie arrière, la forme illustrée sur cette figure n'est pas exhaustive. La distance entre le point d'ancrage du profil et l'arrière du profil doit être suffisante pour que le dispositif puisse s'orienter facilement face au vent, de cette manière les forces exercées par le vent sur le profil permettent de placer l'ensemble du dispositif face au vent tel une girouette. A l'intérieur du dispositif circule le flux d'air depuis le canal d'écoulement vers les ouvertures de refoulement. Les ouvertures de refoulement, (2) figure 1, ceux sont des lumières percées sur le profil, elles sont situées sur la partie arrière du profil là où la dépression est la plus importante. Elles sont positionnées de part et d'autre du profil (face supérieure et face inférieure). Leur rôle est de permettre l'aspiration et l'écoulement du flux d'air au travers du dispositif. Les figures 3 et représentent des variantes du dispositif ou le profil est positionné face au vent à l'horizontale (figure 3), la verticale (figure 4). Sur ces figures, (figures 3 et 4), la numérotation est : (1) Profil aérodynamique (2) Ouvertures de refoulement (3) Canal d'écoulement du flux d'air (5) Bouche de prise d'air (6) Mécanisme de rotation (7) Mât de fixation Une autre variante de cette invention est d'utiliser comme profil aérodynamique un profil existant en l'occurrence le toit d'un bâtiment dont l'un des pans est exposé au vent dominant. Cette variante est illustrée par la figure 6. Lorsque le vent souffle sur le toit, sa trajectoire est déviée et la pression de l'air au niveau du pan de toit opposé devient moindre. De la même manière que décrit précédemment, cette dépression est utilisée pour créer le flux d'air depuis la bouche de prise d'air située sur le mur opposé au sens du vent vers les ouvertures de refoulement placées sur le pan de toit opposé. Le réseau de gaine qui achemine l'air depuis la bouche d'air jusqu'aux ouvertures de refoulement est le canal d'écoulement du flux d'air. Le flux d'air passe au travers d'une turbine qu'il - entraine, l'énergie ainsi récupérée est utilisée pour créer de l'électricité à l'aide d'une génératrice de courant. Bien que l'aérodynamisme d'un toit ni son orientation ne soit de fait par essence conçu pour cette application, le toit reste un profil opportun car du fait de la surface importante des pans de toit le flux d'air généré au travers du dispositif est conséquent et l'énergie récupérée significative. Sur la figure 6 (1) Désigne le toit utilisé comme profil aérodynamique pour crée la dépression (2) Représente les ouvertures de refoulement (3) Représente le canal d'écoulement du flux d'air (4) Représente la turbine couplée à la génératrice qui créée l'électricité (5) Représente la bouche de prise d'air (6) Représente le vent et sa trajectoire lorsqu'il souffle sur le toit (7) Représente le gradian de pression de l'air au niveau du toit Selon cette figure, La bouche de prise d'air est percée et maçonnée dans le mur opposée à la direction du vent dominant. Le canal d'écoulement du flux qui est relié à la bouche d'air peut être conçu, de manière non limitative, par un réseau de gaine souple ou rigide d'air aluminium ou plastique. La turbine est placée dans un caisson d'air relié de part et d'autre aux gaines d'air du canal d'écoulement du flux. Les ouvertures de refoulement sont disposées tout le long du pan de toit. Elles devront continuer à assurer l'étanchéité du toit. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à créer de l'électricité en utilisant l'énergie du vent. REVENDICATIONS1- Le dispositif éolien utilisant un profil aérodynamique opposable au vent pour créer un flux d'air par dépression est caractérisé en ce qu'il comporte, un profil aérodynamique (1) figure 1, des ouvertures de refoulement (2) figure 1, un canal d'écoulement du flux d'air (3) figure 1, une turbine placée dans le flux d'air couplée à une génératrice de courant (4) figure 1, une bouche de prise d'air (5) figure 1, un mécanisme de rotation du dispositif (6) figure 1, un mât de fixation (7) figure 1. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le profil aérodynamique est utilisé pour créer une dépression sur sa partie arrière qui sera utilisée pour créer le flux d'air sur lequel sera récupérée l'énergie, ce profil peut être horizontal, vertical, ou incliné par rapport à l'horizontale et à la verticale, il peut aussi être multiple. 3 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le profil aérodynamique est utilisé, dans le cas d'un dispositif orientable, pour orienter l'ensemble du dispositif face au vent tel une girouette grâce aux forces exercées par le vent sur le profil. 4- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les ouvertures de refoulement, situées sur la partie du profil ou la pression au contact du vent est moindre, servent à aspirer l'air depuis la bouche de prise d'air. 5 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le canal d'écoulement du flux d'air est utilisé pour acheminer l'air depuis la bouche de prise d'air jusqu'aux ouvertures de refoulement, l'intérieur du profil aérodynamique fait partie du canal d'écoulement. 6 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que, sur le canal d'écoulement du flux d'air est placée une turbine couplée à une génératrice de courant qui permettent de récupérer de l'énergie sur le flux d'air et de la transformer en électricité. 7 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif est équipé d'une prise d'air par laquelle est aspiré le vent. 8 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que, lorsque le dispositif est orientable, un mécanisme de rotation permet au dispositif de s'orienter librement face au vent grâce aux forces du vent exercées sur le profil aérodynamique. 9 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le profil aérodynamique utilisé pour créer la dépression est le toit d'un bâtiment 10 - Dispositif selon la revendication 1 et la revendication 9 caractérisé en ce que la bouche de prise d'air est disposée sur le mur du bâtiment face au vent, les ouvertures de refoulement sont disposées sur le pan de toit opposé, le dispositif est placé à l'intérieur du bâtiment, la figure 5 illustre cette revendication.35