Brevet FR3063312A1 — publié le 20180831

Les éoliennes traditionnelles sont constituées de pales disposées face au vent mais n'utilisent qu'une faible partie de la puissance cinétique du fluide qui les traverse lorsque leur vitesse de rotation est faible. Une autre limite à leur utilisation apparaît lorsque le vent souffle de façon irrégulière sur la surface du disque balayée par les pales. Les pâles sont alors soumises à des efforts mécaniques différents qui peuvent induire des vibrations dans l'ensemble de la structure et dans tous les cas engendrent une usure prématurée des paliers. Enfm de nombreux utilisateurs reprochent à ce type d'éolienne d'être bruyante, encombrante, et peu discrète principalement à cause du long mat qui les supporte. L'objet de la présente description est une éolienne particulière qui fonctionne grâce à un écoulement radial du fluide entraînant une turbine. Les pales de cette turbine, disposées en couronne le long d'un disque (figure 1), sont traversées par l'air de l'intérieur vers l'extérieur. Ainsi chaque pale est soumise à un même effort et participe au couple mécanique résultant. Le nombre de pales peut varier entre 16 et 24 en fonction du diamètre de l'éolienne et selon que l'on privilégie le couple ou la vitesse de rotation de la turbine. Les pales sont inclinées par rapport à l'axe de la turbine d'environ 300 afin de permettre à l'air de s'évacuer latéralement avec une certaine vitesse longitudinale arrière pour éviter qu'il ne soit freiné par l'air qui s'écoule à l'extérieur de l'éolienne. Cette conception rend l'éolienne compacte et totalement silencieuse. En outre elle fonctionne efficacement sans limitation de vitesse du vent qu'il s'agisse de vent faible ou de vent fort. Les très faibles perturbations générées autour de l'éolienne par les pales autorisent d'en utiliser plusieurs en parallèle sans nécessiter une distance de garde élevée. L'orientation de l'écoulement du fluide est obtenue au moyen d'un cône fixe de profil arrondi (figure 2). C'est lui qui permet de modifier l'écoulement de l'air qui entre dans l'éolienne selon un flux axial, pour en ressortir selon un flux radial, après avoir cédé une partie de son énergie cinétique à la turbine. La surface développée de l'ouverture latérale de l'éolienne (située entre la partie avant et la partie arrière) par laquelle l'air est évacué est du même ordre de grandeur que la surface d'entrée de l'éolienne par laquelle entre l'air, de façon à limiter les perturbations dans l'écoulement du fluide (figure 3). La conversion d'énergie mécanique en énergie électrique est réalisée au moyen d'une génératrice à aimants permanents située derrière la turbine et peut être associée à un multiplicateur de vitesse. L'ensemble est habillé par un carter en résine constitué de deux parties. La coque intérieure de la partie avant du carter canalise l'air vers la turbine et sa coque extérieure permet à l'air environnant de s'écouler en limitant les turbulences. La partie carter arrière est constituée d'une simple paroi arrondie qui protège la génératrice. La rigidité du montage est assurée par un ensemble de pièces représentées sur la figure 4. Un axe longitudinal cylindrique qui supporte l'ensemble des pièces de la tête de l'éolienne est fixé entre le mat et sa jambe. Le cylindre extérieur solidarisé avec l'axe au moyen de trois raidisseurs permettra de fixer le carter avant. Le carter arrière est emboîté sur ce même axe. Montée sur un mat court, l'éolienne ne nécessite pas une dérive pour s'orienter face au vent. Elle est libre en rotation dans un plan horizontal et s'oriente naturellement face au vent grâce au décentrage longitudinal de son mat et au profil extérieure de son carter. Cette éolienne convient bien pour des installations chez des particuliers désireux de produire leur propre électricité. Sa compacité et sa discrétion lui permettent de s'adapter à de multiples lieux de 3063312 1 montage comme en terrasse ou en toiture. Sa conception la rend pratiquement insensible aux irrégularités du vent et ne nécessite donc pas de la placer haut en hauteur. Pour des installations de plus forte puissance la possibilité d'en placer plusieurs proches les unes des autres est un atout essentiel pour des espaces réduits comme en ville.