Brevet FR3021365A1 — publié le 20151127

Structure porteuse pour hydrolienne, comprenant des moyens de liaison au sol comportant des moyens d'ancrage en forme de pointe. Le domaine de l'invention est celui de la conception et de la 5 fabrication des systèmes hydroliens. Plus précisément, l'invention concerne les moyens d'ancrage au sol de la structure porteuse d'une hydrolienne. Selon le principe de l'énergie hydrolien, le courant des marées exerce une force sur les pales des turbines de façon à entraîner en 10 rotation le rotor de celles-ci. Les turbines tournent donc plus ou moins vite en fonction du courant de la marée et/ou des courants sous-marins. Cette rotation entraine un alternateur apte à produire un courant électrique variable, classiquement redressé par un convertisseur offshore, puis relayé vers un réseau par un câble principal. 15 Selon certaines configurations de parc hydrolien, les turbines sont installées à ± 50 m de profondeur et reposent chacune sur une structure porteuse. L'installation du système hydrolien implique donc d'opérer successivement à : 20 l'installation de la structure porteuse sur le fond marin ; la mise en place, à ± 50 m de profondeur, de la turbine sur la structure porteuse. Généralement, la structure porteuse présente un berceau ou une forme en tabouret sur lequel ou laquelle la turbine est amenée à être 25 positionnée. La descente et le positionnement de la turbine s'avèrent en pratique être des opérations relativement compliquées, voire périlleuses, en raison des contraintes liées aux paramètres suivants et, a fortiori, à la combinaison des paramètres suivants : 30 profondeur d'installation ; poids de la turbine, qui atteint couramment plusieurs dizaines de tonnes ; - courants marins qui atteignent des vitesses de 3 à 5 m/s aux profondeurs d'installation mentionnées précédemment. Les moyens à mettre en oeuvre pour installer les turbines sont donc complexes, lourds et coûteux. Les structures porteuses pour hydroliennes ont récemment évolué, pour prendre notamment la forme d'un tripode comprenant un châssis dont la base est de forme générale triangulaire délimitée par trois éléments périphériques, et présentant à chacun de ses sommets des moyens de liaison au sol. La structure porteuse présente en outre un élément d'accueil destiné à recevoir une partie ventrale d'une turbine, cet élément d'accueil pouvant reposer sur un bras solidaire de la base. Il est connu de l'art antérieur de concevoir des moyens de liaison au sol 21 comportant des moyens d'ancrage 210 d'une forme circulaire à 15 la manière d'une scie trépan. Les figures 1 et 2 illustrent de tels moyens de liaison au sol. Ces moyens d'ancrage au sol, sous l'action du poids de l'hydrolienne, permettent l'ancrage au sol de l'hydrolienne au moyen d'un profilé, notamment denté, du matériau constituant les moyens d'ancrage 20 destiné à pénétrer dans le sol sous-marin. Ces moyens de liaison au sol présentent classiquement un diamètre au sol important de l'ordre de 2 à 3 mètres. Une telle réalisation des moyens de liaison permet l'ancrage de l'hydrolienne. Cependant, lors de l'installation de la structure porteuse sur 25 un sol sous-marin irrégulier, le plan formé par les moyens de liaison au sol peut présenter une inclinaison. En raison de cette inclinaison, l'entrée en contact avec le sol de la structure porteuse peut n'être assuré que par seulement quelques dents du profilé denté des moyens de liaison au sol. Sous l'effet du poids de structure porteuse et/ou de l'hydrolienne, ces 30 dents peuvent se déformer et notamment se plier. Ce pliage des dents engendre une surface de contact sans dent, ce qui avoir pour conséquence un glissement possible de la structure porteuse lors de l'installation de l'hydrolienne et/ou sous l'effort des courants marin. La composition du sol sous-marin souvent hétérogène (sables, vase, roches, etc.) et la taille au sol importante des moyens de liaison 5 peuvent notamment concourir à ce problème de glissement de la structure porteuse et de l'hydrolienne. En effet, en raison de la taille au sol des moyens de liaison, il est possible que seulement quelques dents soient en contact avec un élément du sol sous-marin apte à retenir le moyen de liaison au sol et que les autres dents ne soient pas en contact 10 avec le sol ou soient en contact avec des éléments mouvants du sol sous-marin non apte à retenir les moyens de liaison au sol. Ainsi, sous l'effet du poids de la structure porteuse et/ou de l'hydrolienne, une déformation des dents et un glissement tels qu'expliqués précédemment est possible. 15 L'invention a notamment pour objectif de pallier les inconvénients de l'art antérieur. Plus précisément, l'invention a pour objectif de proposer un moyen de liaison au sol qui permette un meilleur accrochage sur le fond. Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont 20 atteints grâce à l'invention qui a pour objet une structure porteuse pour hydrolienne comprenant un châssis présentant des moyens de liaison au sol comportant des moyens d'ancrage caractérisée en ce que les moyens d'ancrage prennent la forme générale d'une pointe. De cette façon, comme cela va apparaître plus clairement par la 25 suite, l'invention propose une structure porteuse pour hydrolienne présentant des moyens de liaison au sol dont les moyens d'ancrage ont une forme adaptée aux contraintes inhérentes à leurs utilisations, ce qui permet par conséquent d'éviter la déformation des moyens d'ancrage et un meilleur accrochage de la structure porteuse pour hydrolienne sur le 30 sol sous-marin. Selon le principe de cette invention, la forme générale d'une pointe des moyens d'ancrage permet une pénétration du sol sous-marin et une stabilisation du moyen d'ancrage sous l'effet du poids de l'hydrolienne et des contraintes qui s'exercent sur celle-ci. En présence d'un fond marin irrégulier, la forme générale d'une pointe des moyens d'ancrage permet d'éviter les contraintes de moment sur les moyens de liaison au sol dû à une portée non maîtrisée sur les moyens d'ancrage, tel qu'observé dans l'art antérieur. Selon une solution plus avantageuse, les moyens d'ancrage prennent la forme d'un cône concave. Une telle configuration de la structure porteuse permet une première pénétration du sol sous-marin plus aisée grâce à l'angle plus faible formé par la partie du moyen d'ancrage qui entre en premier dans le sol sous-marin. Cette forme assure une bonne maîtrise des contraintes s'exerçant sur elle, en particulier du fait du poids de l'hydrolienne. Selon une solution avantageuse, l'extrémité du moyen d'ancrage 15 est plate ou arrondie. Cette forme de l'extrémité du moyen d'ancrage permet d'éviter la déformation de l'extrémité du moyen d'ancrage sous l'action du poids de l'hydrolienne et de la composition du sol sous-marin dans lequel le moyen de liaison au sol vient s'ancrer. 20 Selon une autre caractéristique avantageuse, les moyens d'ancrage sont remplis d'un matériau de lestage. Dans ce cas, selon un mode de réalisation préférentiel le matériau de lestage est du béton haute densité. L'incorporation d'un matériau de lestage permet la simplification 25 globale de la structure porteuse par l'incorporation d'un leste, à l'origine absent ou présent dans d'autres éléments, dans les moyens d'ancrage. De plus, l'incorporation d'un leste dans les moyens d'ancrage permet d'abaisser le centre de gravité de l'hydrolienne. Selon une solution encore plus avantageuse, le châssis a une 30 base de forme générale triangulaire délimitée par trois éléments périphériques et présente à chacun de ses sommets les moyens de liaison au sol. La forme d'un tripode et les moyens de liaison au sol de la présente invention permettent tels que vu précédemment une solution d'accrochage d'hydrolienne au sol sous-marin performante, notamment en présence d'un sol sous-marin inégal et/ou de composition et de résistance diverse pour lequel la présente invention offre une solution plus performante que l'art antérieur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à titre d'exemple illustratif et 10 non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un système hydrolien mettant en oeuvre une structure porteuse selon l'art antérieur ; - la figure 2 est une représentation schématique d'un moyen 15 de liaison au sol comportant des moyens d'ancrage selon l'art antérieur ; - la figure 3 est une représentation schématique d'un moyen de liaison au sol comportant des moyens d'ancrage selon l'invention ; 20 En référence à la figure 1, un système hydrolien selon l'invention comprend : d'une part une turbine 1 ; d'autre part, une structure porteuse 2 incluant des moyens de liaison au sol, et étant destinée à supporter la turbine 1 25 en immersion. Tel que cela apparaît clairement sur la figure 1, la structure porteuse 2 est du type tripode et comprend un châssis 20 dont la base est de forme générale triangulaire obtenue par la mise en oeuvre de trois éléments périphériques 22 qui délimitent la forme générale triangulaire 30 de la base. La base présente à chacun des sommets du triangle qu'elle forme des moyens de liaison au sol 21. En outre, trois jambes 25 sont reliées à la base, notamment aux moyens de liaison au sol 21, pour soutenir un élément d'accueil destiné à recevoir une partie ventrale de la turbine 1. En référence à la figure 3, les moyens de liaison 21 comportent des moyens d'ancrage 210. Les moyens de liaison 21 sont reliés aux éléments périphériques 22 et aux jambes 25. Plus précisément, un moyen de liaison 21 est relié à deux éléments périphériques 22 et à une jambe 25. Selon le principe de l'invention les moyens d'ancrages 210 10 prennent la forme générale d'une pointe. Tel que cela apparaît sur la figure 3, la forme générale d'une pointe des moyens d'ancrage 210 peut être définie par un cône ou un tronc de cône régulier. Selon un mode de réalisation préférentiel, les moyens d'ancrages 15 210 prennent la forme d'un cône concave. L'extrémité 211 du moyen d'ancrage 210 peut être plate ou arrondie. Les moyens d'ancrage 210 peuvent être remplis d'un matériau de lestage. 20 Les moyens de liaison au sol 21 ou les moyens d'ancrage 210 peuvent être métalliques. REVENDICATIONS1. Structure porteuse (2) pour hydrolienne comprenant un châssis (20) présentant des moyens de liaison au sol (21) comportant des moyens d'ancrage (210), caractérisée en ce que les moyens d'ancrage (210) prennent la forme générale d'une pointe. 2. Structure porteuse pour hydrolienne selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d'ancrage (210) prennent la forme d'un cône concave. 3. Structure porteuse pour hydrolienne selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que les moyens d'ancrage (210) sont remplis d'un matériau de lestage. 4. Structure porteuse pour hydrolienne selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le châssis (20) a une base de forme générale triangulaire délimitée par trois éléments périphériques (22) et présente à chacun de ses sommets les moyens de liaison au sol (21).