Brevet FR3084412A1 — publié le 20200131

PROCEDES ET DISPOSITIFS D'UTILISATION DE L'ENERGIE DISPONIBLE EN PROFONDEUR DANS LES EAUX L'exploitation des sources d'énergie renouvelable présente de nombreux inconvénients : dégradation des paysages et bruit par l'éolien, occupation du sol par le photo-voltaïque et le solaire, dégradation des fonds marins et réduction des zones de pêches par les éoliennes et turbines hydromotrices ancrées au fond des mers peu profondes. Rien dans les eaux profondes qui longent pourtant des centaines de milliers de kilomètres 10 des continents. L'invention vise cette possibilité en définissant des générateurs électriques utilisant la pression hydraulique en profondeur sans atteindre le fond des mers et posés au fond des mers profondes mus par des turbines mobilisant la pression hydraulique sur des surfaces infimes de la plus grande surface du globe que représentent les océans, les unes et les autres sans présenter les risques de 15 pollution qu'entraînent actuellement les plate-formes pétrolières. Pour donner un ordre de grandeur des forces disponibles et que l'invention se propose de mobiliser, il faut savoir qu'à un mètre de profondeur la pression hydraulique étant de 1 T/m2, les forces utilisables à mille mètres de profondeur sont, sur une surface de un mètre carré, de mille tonnes. 20 Un procédé d'utilisation de l'énergie disponible à la descente et à la remontée d'eaux profondes où la pression hydraulique est très forte se caractérise dans un réservoir de gaz comprimé qui dispose d'une de paroi mobile qui se déplace comme un piston de positions dites initiale à faible profondeur et finale à grande profondeur où les pressions hydrauliques dites minimales et profondes équilibrent la pression dudit gaz comprimé grâce à quoi le joints d'étanchéité de ladite paroi mobile le 25 contre les parois fixes du dit réservoir est entièrement étanche, ledit déplacement produisant une énergie à la descente, par ledit déplacement de la paroi mobile dans le sens de la compression dudit gaz sous l'action d'une pression hydraulique inépuisable, ladite production étant obtenue par le travail des forces de la pression hydraulique qui se déplacent avec la paroi, ce travail étant transformé en énergie électrique par la mise en oeuvre d'un générateur électrique, produisant préférentiellement du 30 courant continu, entraîné en rotation par la translation d'un dispositif préférentiellement du type crémaillère qui se déplace de ladite position initiale à la position finale et dont le pignon qu'elle fait tourner entraîne en rotation ledit générateur par l'intermédiaire d'un multiplicateur de vitesse de rotation, ledit pignon étant débrayé par un dispositif interne de débrayage lorsque, à la remontée, ladite paroi et ladite crémaillère se déplacent en sens inverse et, à la remontée avec la réduction de la 35 pression hydraulique, ladite paroi mobile reprenant sous l'action du gaz comprimé la même position qu'elle avait au même niveau à la descente, grâce à quoi, le volume d'eau déplacé étant le même à la descente et à la remontée, la poussée d'Archimède est la même sur un réservoir à la descente et à la remontée et le poids immergé de l'un et de l'autre réservoir est le même. Un deuxième procédé d'utilisation de l'énergie disponible dans les eaux profondes, où la 40 pression hydraulique est très forte, à l'aide d'une turbine immergée se caractérise par l'utilisation d'une turbine immergée entraînant un générateur électrique également immergé produisant ladite énergie, en 2 ce qu'elle est mise en rotation par un moteur électrique immergé, en ce que des éléments massifs tenant lieu d'aubes entretiennent ladite rotation une fois ledit moteur électrique arrêté, en ce que lesdits éléments ont une surface tronconique qui mobilise la composante axiale de la pression 5 hydraulique sur elle pour entretenir le mouvement dudit élément entraînant ladite rotation, en ce que la surface frontale a un revêtement glissant entraînant, avec le mouvement dudit élément, le dévoiement de la pression hydraulique, la rendant plus transversale et s'opposant moins audit mouvement et en ce qu'il s'en suit un déséquilibre des forces de pression qui entretient ledit mouvement des éléments massifs, ladite rotation de la turbine et ledit entraînement du générateur électrique. Un troisième procédé d'utilisation de l'énergie disponible dans les eaux profondes, où la pression hydraulique est très forte, à l'aide d'une turbine immergée qui se caractérise par l'utilisation d'une turbine immergée entraînant un générateur électrique également immergé produisant ladite énergie, en ce qu'elle est mise en rotation par un moteur électrique immergé, en ce que des éléments creux tenant lieu d'aubes entretiennent ladite rotation une fois ledit moteur électrique arrêté, en ce que, dans la partie en entonnoir desdits éléments creux, l'eau qui circule subit un effet « venturi » qui se traduit, dans leur partie cylindrique, par une augmentation de sa vitesse assortie d'une réduction de sa pression, en ce que, dans leur partie dite « tuyère », des orifice permettent la mise en pression de l'eau à la dite très forte pression hydraulique et en ce que l'eau rejetée par ladite tuyère produit un effet « jet d'eau » qui t.,uti aient ledit mouvement des éléments creux, ladite rotation de la turbine et ledit entraînement du générateur électrique. Une chaîne des réservoirs en application du premier procédé, libre et en boucle, se caractérise par son support disposé sur une embarcation dont la position est conservée, contre vents et marées, préférentiellement par des moyens de propulsion qui est constitué de dispositifs de roulement préférentiellement du type rouleaux limitant au maximum les frottements et qui comporte en surface des moyens d'entraînement d'au moins une bande d'entraînement de ladite chaîne, constitués préférentiellement de rouleaux guides verticaux entraînés par au moins un moteur et se caractérise par son mode d'alimentation du réseau électrique après transformation dudit courant continu en courant alternatif et augmentation de la tension par des convertisseur et transformateur implantés sur la terre ferme, à l'aide d'un câble souple en boucle qui relie tous lesdits réservoirs, le plan vertical dudit câble parallèle à celui de ladite chaîne de réservoirs ayant une dheuion orthogonale à celle de la direction du câble sous-marin, ledit câble en boucle étant libre dans une gaine étanche extensible à partir d'une boîte de branchement située sur un desdits réservoirs qui récupère les fils de productions d'électricité de chaque dit générateur à l'intérieur de boîtiers étanches à l'aide de contacts glissants, ledit câble alimentant le réseau à partir de ladite boîte d'alimentation par ledit câble sous-marin mobile dont la différence de longueur, rendue nécessaires par les montées et descentes de son branchement à ladite boîte est avantageusement obtenue par une boucle guidée dans un coffret d'allongement par des galets libres . Des chaînes couplées de réservoirs comme la précédente se caractérise du fait qu'elles 40 constituent un assemblage de chaînes supportées côte à côte par des dits rouleaux de roulement, les axes reliant entre eux les réservoirs formant deux chaînes étant rendus solidaires par des dispositifs 3 pouvant être préférentiellement des manchons, lesdites boîtes d'alimentation de toutes les chaînes de réservoirs étant placées sur des réservoirs disposés côte à côte, la seule la première chaîne de réservoirs côté câble sous-marin lui étant reliée et des câbles d'alimentation sous gaines étanches 5 reliant lesdites boîtes de réservoirs disposés côte à côte permettant, par l'intermédiaire de ladite première chaîne, "alimentation du réseau par les chaînes de réservoirs suivantes. Des réservoirs formant des chaînes semblables aux précédentes se caractérisent en ce que un type de réservoir optimise sa production d'électricité du fait qu'aucun vide ne subsiste entre réservoirs lorsque leurs dites chaînes sont rectilignes de façon à obtenir une largeur maximales 10 desdites parois mobiles trans mettant lesdites pressions hydrauliques et de gaz comprimé et du fait de leur forme et de celle desdites parois mobile qui est rectangulaire de façon à augmenter et hauteur et surface de ces dernières. Les éléments tenant lieu d'aubes de turbine mettant en oeuvre les second et troisième procédés se caractérise par des revêtement de surface du type « écailles de poissons » favorisant le 15 glissement dans le sens des écailles qui recouvrent lesdites surfaces latérales et frontales desdits éléments massifs et les surfaces extérieures et intérieures desdits entonnoirs des éléments creux, ledit sens des écailles étant l'inverse dudit sens de déplacement de ces éléments. La description qui suit est donnée en regard des dessins annexés sur lesquels : les figues 1 et 2 sont des coupes sur un réservoir dont la paroi mobile est dans des positions 20 différentes ; la figures 3 est une élévation d'élément de turbine ; la figures 4 est une coupe verticale d'élément de turbine ; la figure 5 est une élévation partielle d'une chaîne de réservoirs ; la figure 6 est une vue en élévation du câble en boucle et du câble sous-marin en positions haute et 25 basse ; la figure 7 est un détail de boucle de câble sous-marin ; la figure 8 est une élévation et coupe partielle sur axes de deux réservoirs de chaînes couplées. Sur les figures 1 et 2 on voit le corps du réservoir (1) de paroi plus épaisse côté gaz où elle doit résister à de plus fortes pressions. 30 En coupe horizontale sur la figure 1 la paroi mobile (2), équipée du joint (5), est en position initiale (3) prête à se déplacer sous la pression hydraulique dans le sens (6) de la compression du gaz ; la crémaillère (8) est en position initiale, comme son pignon d'entraînement (9) et le générateur (7) dont il assure la rotation par "intermédiaire de l'accélérateur (10) qui augmente la vitesse de rotation nécessaire au générateur. 35 Lorsque la pression hydraulique augmente, du fait de l'immersion du réservoir, la paroi mobile prend une position définie par le degré de compression du gaz comme si aucun effort n'était fait pour entraîner le moteur : l'énergie de pression hydraulique permet d'effectuer à la fois le travail de compression engrangé par la paroi mobile et le travail de production d'électricité engrangé par la crémaillère. En coupe horizontale sur la figure 2 la paroi mobile (2), équipée du joint (5), est en position finale (4) prête à se déplacer en sens inverse sous l'action de la pression de gaz qui se 4 décomprime, la pression hydraulique diminuant ; la crémaillère est également en position finale dans le fond du réservoir et le pignon (9) est débrayé du multiplicateur (10) dès le début du déplacement de la paroi, le générateur (7) ne produisant plus d'électricité dans le dit sens inverse de décompression du 5 gaz. Avant d'atteindre cette position finale la paroi mobile a une position définie par la pression hydraulique externe qui s'oppose à la décompression du gaz, lequel a une énergie limitée à celle qu'il a reçu durant sa compression et qui ne lui permet pas d'assurer à la fois le déplacement de la paroi mobile et de produire de l'électricité : cette position est la même que celle du réservoir qui 10 remonte et arrive au même niveau, l'action d'une même pression hydraulique entraînant les mêmes forces qui définissent ladite position fonction du même degré de compression du gaz nonobstant la dépense d'énergie en production d'électricité à la descente. Ainsi le volume d'un réservoir est le même à la descente avec production d'électricité et à la montée sans production, sa poussée d'Archimède est la même comme son poids immergé. 15 La figure 3 est une vue en élévation d'un élément massif (11) en guise d'aube d'une turbine descendue à grande profondeur ; sur sa surface tronconique la composante axiale (13) de la pression hydraulique (14) très élevée exerce une force important sur ledit élément qui entretient son mouvement par effet dit « suppositoire » et la rotation de ladite turbine une fois lancée par un moteur électrique immergé tandis que sa surface frontale (15) au revêtement glissant voit la pression 20 hydraulique (16) déviée en (17) dans le sens transversal et d'une moindre résistance au mouvement. La figure 4 est une coupe verticale d'un élément creux (18) en guise d'aube d'une turbine descendue à grande profondeur ; un courant d'eau, généré par le mouvement de l'élément après entraînement de ladite turbine par un moteur électrique immergé, est canalisé par l'entonnoir (19) et accéléré par effet « venturi » dans le cylindre (20) tandis que sa pression chute. 25 Mais, dans l'environnement de forte pression hydraulique à grande profondeur , la pression est rétabli avec l'introduction de cette pression à la sortie du courant d'eau dans une partie assimilée à une tuyère de réaction (21) et le courant à grande vitesse et pression entretient le mouvement dudit élément et la rotation de la turbine par un effet dit « jet d'eau ». Un revêtement en écailles est représenté en figure 3 sur les surfaces frontale et 30 cylindrique et en figure 4 sur les surfaces interne et externe de l'entonnoir qui favorise le glissement des forces de pression dans le sens du mouvement (38) et augmente l'efficacité des composantes axiales desdites forces. La figure 5 représente, en partie haute d'une chaîne de réservoirs cylindriques, son support (22) avec ses rouleaux (23), sa bande d'entraînement (24) et deux rouleaux-guides 35 d'entraînement (25) ; le câble souple d'alimentation (27) relie les réservoirs en leurs boîtiers étanches (31). La chaîne est libre et le poids immergé des réservoirs de la partie montante étant le même que celui de la partie descendante l'énergie nécessaire à faire tourner la chaîne de réservoir est uniquement celle du frottement sur le support d'où le recours à des galets comme sur un gigantesque 40 roulement. 5 Les réservoirs ont des puissances électriques variables selon qu'ils sont à la descente proches de la surface ou du fond de la mer du fait que l'énergie qui leur est transmise est en augmentation et nulles à la remontée, mais le cumul des puissances fournies par les réservoirs dans 5 toutes les positions fournit une puissance utile constante de toute la chaîne en mouvement. A noter également que la chaîne peut tourner plus ou moins vite et avoir une puissance électrique plus ou moins grande au gré des demandes de fourniture d'électricité du réseau. La figure 6 représente la totalité du câble souple (27) avec sa boîte de branchement (30) en positions extrêmes haute de basse et le câble sous-marin (28) avec son coffret d'allongement (33) 10 du câble sous-marin (28) dans les deux positions. La figure 7 montre un détail du coffre d'allongement (33) du câble sous-marin (28) avec sa boucle (32) guidée par les galets (34). Ce système autorise de déplacement à la verticale du câble sou-marin mais également donne une certaine latitude de déplacement, en cas de tempête, d'une embarcation supportant des 15 chaînes de réservoirs qui par ailleurs la stabilise. Enfin sur la figure 8 on voit côte à côte deux réservoirs (1) de forme rectangulaire comme prévu en revendication 6 sur le support commun (22) pour l'un à l'aplomb du rouleau d'entraînement (23), pour l'autre à l'aplomb des rouleaux d'entraînement (25) et de leurs moteurs (26) ; les axes (35) de chaînes de réservoirs sont solidarisés par le manchon (36). 20 Ces réservoirs sont tous les deux équipés de boîtes de branchement (30) au câble sous- marin (28) reliées entre elles par câble sous gaine (37). On détaille également la section des deux câbles souples (27) des deux réservoirs et de leurs gaines extensibles (29). A noter que les axes du deuxième réservoir sont prolongés de façon à pouvoir recevoir 25 les manchons permettant de les relier à une nouvelle chaîne de réservoirs. Ainsi le dispositif est modulaire, de nouvelles chaînes pouvant être ajoutées en fonction des besoins. Il est bien évident que la présente invention a été décrite à titre purement explicatif et nullement limitatif; en particulier à la solution par l'utilisation de courant continu, pouvant trouver son 30 application dans d'autres domaines, et que toute modification pourra y être apportée, notamment au niveau des équivalents techniques, sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONSL Procédé d'utilisation de l'énergie disponible à la descente dans les eaux profondes, où 5 la pression hydraulique est très forte, caractérisé en cc que - on définit un réservoir de gaz comprimé (1) qui dispose d'une de paroi mobile (2) qui se déplace comme un piston de positions dites initiale (3) à faible profondeur et finale (4) à grande profondeur ou les pressions hydrauliques dites minimales et profondes équilibrent la pression dudit gaz comprimé grâce à quoi le joint d'étanchéité (5) de ladite paroi mobile contre les parois fixes du dit 10 réservoir est entièrement étanche, en ce que ledit déplacement produit une énergie a la descente, par ledit déplacement de la paroi mobile dans k sens (6) de la compression dudit gaz sous l'action d'une pression hydraulique inépuisable; en ce que ladite production est obtenue par le travail des forces de la pression 15 hydraulique qui se déplacent avec la paroi, en ce que cc travail est transforme en énergie électrique par la mise en oeuvre d'un générateur électrique (7), produisant préférentiellement du courant continu, entraîné en rotation par la. translation d'un dispositif préférentiellement du type crémaillère (8) qui se déplace de ladite position initiale à la position finale et dont le pignon (9) quelle fait tourner entraîne en rotation ledit générateur 20 par l'intermédiaire d'un multiplicateur (10) de vitesse de rotation et en ce que ledit pignon est débrayé par ail dispositif interne de débrayage lorsque, à la remonté( ladite paroi et ladite crémaillère se déplacent en sens inverse. 2. Dispositif de mise en oeuvre du procédé d'utilisation de l'énergie disponible à la descente dans les eaux profondes selon la revendication 1 comprenant une chaîne constituée par des 25 dits réservoirs, libre et en boucle, caractérisée en ce que - on définit son support (Il) disposé sur une embarcation dont la position est conservée, e vents et marées, préférentiellement par des moyens de propulsion en ce qu'il est constitué de dispositifs de roulement (J 2), préférentiellement du type rouleaux, limitant au maximum les frottements, 30 et en ce qu'il comporte en surface des moyens d'entraînement d'au moins aine bande d'entraînement (13) de ladite chaîne constitués préférentiellement de rouleaux guides w entraînés par au moins un moteur (15) ; - on définit son mode d'alimentation du réseau électrique terrestre après transformation dudit courant continu en courant alternatif et augmentation de la tension par des convertisseur et 35 transformateur implantes sur la terre ferme en ce que un câble souple en boucle (16) relie tous lesdits réservoirs, le plan vertical dudit câble parallèle à celui de ladite chaîne de réservoirs ayant une direction orthogonale à celle de la direction du câble sous-marin (17) qui aboutit audit convertisseur en ce que ledit câble en boucle est libre dans une gaine étanche extensible ((8) à partir 40 d'une botte de branchement (19) située sur un desdits réservoirs, en ce qu'il récupère les fils de productions d'électricité de chaque dit générateur à l'inté,rieur de boîtiers étanches (20) à l'aide de contacts glissants, en ce qu'il alimente le réseau à partir de ladite boite d'alimentation par ledit câble sous-5 marin mobile et en ce que la différence de longueur dudit câble sous-marin, rendue nécessaires par les montées et descentes de son branchement à ladite boite, est préférentiellement obtenue par une boucle (21) guidée dans un coffret d'allongement (22) par des galets libres (23). 3. Dispositif de mise en oeuvre du procédé d'utilisation de l'énergie disponible à la 10 descente dans les eaux profondes selon la revendication 2 comprenant des chaînes couplées de réservoirs caractérisées en cc que : - on définit un assemblage de chaînes supportées côte à côte par des dits rouleaux de roulement en ce que les axes (24) reliant entre eux les réservoirs formant deux chaînes sont rendus 15 solidaires par des dispositif pouvant être préférentiellement des manchons (25), en ce que lesdites boites d'alimentation de toutes les chaînes de réservoirs sont disposés placées sur des résen/oirs disposés côte à cote, en ce que seule la première chaîne de réservoirs côté câble sous-marin lui est reliée et en cc que des câbles d'alimentation (26) sous gaines étanches reliant lesdites boîtes de 20r_ A servoi disposés côte à côte permettent, par l'intermédiaire de ladite première chaîne, l'alimentation du réseau par les chaînes de réservoirs suivantes. 4. Dispositif de mise en oeuvre du procédé d'utilisation de l'énerg.e disponible à la descente dans les eaux profondes selon l'une quelconque des revendications 2 et 3 comprenant des réservoirs formant chaîne caractérisé en ce que : 25 - ors définit un type de réservoir optimisant sa production d'électricité en ce que aucun vide ne subsiste entre réservoirs lorsque leurs dites chaînes sont rectilignes de façon à obtenir une largeur maximales desdites parois mobiles transmettant lesdites pressions hydrauliques et de gaz comprimé et en ce que leur forme et celle desdites parois mobile est rectangulaire de façon à 30 augmenter et hauteur et surface de ces dernières.