Brevet FR3115169A1 — publié le 20220415

L’invention concerne un dispositif d’actionneur (1 ; 1a) comprenant un module antérieur (3) comprenant des premières structures magnétiques répulsives (7a) et un module postérieur (4) comprenant des deuxièmes structures magnétiques répulsives (7b), les premières et deuxièmes structures magnétiques répulsives (7a, 7b) étant configurées pour pouvoir se repousser l’une l’autre, le module antérieur (3) et le module postérieur (4) étant attachés ensemble par une structure de guidage (6) et étant mobiles l’un relativement à l’autre au moins suivant une direction de progression (2), le module postérieur (4) comprenant un premier activateur de structures magnétiques (9b) configuré pour activer les deuxièmes structures magnétiques répulsives (7b) de sorte qu’elles repoussent le module antérieur (3). L’invention concerne en outre un véhicule et un générateur de courant correspondants. Figure de l’abrégé : Fig. 4 Dispositif d’actionneur magnétique, véhicules et vaisseaux comprenant un tel dispositif L’invention se rapporte au domaine des actionneurs utilisant une force magnétique. Dans ce domaine, il est connu de proposer des systèmes complexes avec un montage de structures magnétiques en dehors du dispositif à déplacer, coopérant avec des structures magnétiques du système à déplacer. Malheureusement ce type de système nécessite un nombre important de structures magnétiques par rapport au dispositif à déplacer. Si le dispositif doit être déplacé sur une grande distance, des structures magnétiques externes doivent être disposées sur toute cette distance. D’autres solutions consistent à utiliser des électroaimants comme structures magnétiques associés, dans certains cas, à structures magnétiques externes. Malheureusement, l’utilisation d’électroaimant implique une forte consommation en énergie électrique ce qui limite l’intérêt de ce type de solution. L’invention vise à proposer un actionneur ne nécessitant pas un nombre important de structures magnétiques externes. En outre, l’invention vise à proposer un système utilisable avec des aimants permanents de sorte à limiter significativement la consommation en énergie électrique. Pour atteindre ces objectifs, l’invention propose un dispositif d’actionneur comprenant un module antérieur comprenant des premières structures magnétiques répulsives et un module postérieur comprenant des deuxièmes structures magnétiques répulsives, les premières et deuxièmes structures magnétiques répulsives étant configurées pour pouvoir se repousser l’une l’autre, le module antérieur et le module postérieur étant attachés ensemble par une structure de guidage et étant mobiles l’un relativement à l’autre au moins suivant une direction de progression, le module postérieur comprenant un premier activateur de structures magnétiques configuré pour activer les deuxièmes structures magnétiques répulsives de sorte qu’elles repoussent le module antérieur. Avantageusement, le dispositif permet d’avoir une activation des structures magnétique et un mouvement correspondant. Le mouvement peut impliquer une force plus importante que l’activation, ce qui mène à un très bon rendement. Dans le mode de réalisation préféré, le module antérieur comprend en outre des troisièmes structures magnétiques, le dispositif d’actionneur comprenant en outre un module avant comprenant des quatrièmes structures magnétiques répulsives, les troisièmes et quatrièmes structures magnétiques répulsives étant configurées pour pouvoir se repousser l’une l’autre, le module antérieur et le module avant étant attachés ensemble par une ou la structure de guidage et étant mobiles l’un relativement à l’autre au moins suivant une ou la direction de progression, le module avant étant solidaire du module postérieur, le module avant comprenant un deuxième activateur de structures magnétiques configuré pour activer les quatrièmes structures magnétiques répulsives de sorte qu’elles repoussent le module antérieur. Avantageusement, l’actionnement permanent du premier activateur et l’actionnement séquentiel du deuxième activateur permettent de faire avancer le dispositif et tout élément qui y est connecté, lorsque la résultante des forces magnétiques est suffisante. Un tel dispositif ne nécessite pas de d’utilisation de plusieurs structures magnétiques externes sur le parcours du dispositif. En outre, il peut aisément être utilisé avec des aimants permanents comme structures magnétiques, ce qui limite la consommation en énergie électrique. Selon d’autres aspects de l’invention pris isolément, ou combinés selon toutes les combinaisons techniquement réalisables : le dispositif d’actionneur est configuré pour effectuer un rappel d’un module vers l’autre ; et/ou le dispositif d’actionneur comprend au moins un moyen de commande pour actionner le premier activateur de structures magnétiques et/ou pour actionner séquentiellement le deuxième activateur de structures magnétiques ; et/ou le dispositif d’actionneur comprend en outre un moyen de génération de courant configuré pour convertir les mouvements d’au moins un desdits modules en courant électrique ; et/ou au moins un activateur de structures magnétiques comprend un aimant de déviation de champs associé à un système de pivotement d’aimant (9e) et/ou un électroaimant d’activation de champs associé à un montage électronique d’activation. Un autre objet de l’invention concerne un véhicule automobile comprenant au moins un dispositif d’actionneur selon l’invention en propulsion avec la direction et le sens de progression du dispositif correspondant essentiellement à une direction et un sens de progression du véhicule ; et/ou en freinage avec la direction et le sens de progression du dispositif étant essentiellement opposés à une direction et un sens de progression du véhicule ; et/ou en élévation avec la direction de progression du dispositif dans un sens vertical vers le haut ; et/ou en plongée avec la direction de progression du dispositif dans un sens vertical vers le bas. Les dispositifs d’actionneur peuvent être en série l’un devant l’autre, ou en parallèle latéralement. L’invention concerne en outre un réacteur pour vaisseau comprenant au moins un dispositif d’actionneur selon l’invention. Un autre objet de l’invention concerne un vaisseau comprenant au moins un réacteur mentionné au paragraphe précédent, de préférence monté de sorte à pouvoir piloter une variation de l’orientation du réacteur. L’invention concerne en outre un générateur électrique comprenant au moins un dispositif d’actionneur selon l’invention. L’invention sera davantage détaillée par la description de modes de réalisation non limitatifs, et sur la base des figures annexées illustrant des modes de réalisations préférés de l’invention, dans lesquelles : illustre schématiquement des structures magnétiques répulsives avec leurs activateurs en position d’activation dans une première position ; illustre un activateur de structure magnétique de la en position de désactivation dans une deuxième position ; illustre schématiquement un dispositif d’actionneur selon un premier mode de réalisation de l’invention ; illustre schématiquement un dispositif d’actionneur selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ; illustre schématiquement un véhicule automobile comprenant un dispositif d’actionneur selon l’invention ; et illustre schématiquement un réacteur comprenant un dispositif d’actionneur selon l’invention. L’invention concerne un dispositif d’actionneur 1 ; 1a qui sera décrit en référence à une direction de progression 2, selon le cas, dans un sens avant conforme à une progression du dispositif 1 et un sens arrière opposé à une progression du dispositif 1 ; ou dans une direction verticale orientée vers le haut, relativement à un mouvement d’une partie de dispositif 1a. La direction et/ou le sens servent de référence et peuvent être inversée sans sortir du cadre de l’invention. Le dispositif d’actionneur 1 comprend un module antérieur 3 et un module postérieur 4 en référence à la direction de progression 2. La direction et le sens de progression sont orientés à l’horizontale vers la gauche sur les figures 4 et 5, et vers le haut sur la . Le module antérieur 3 et le module postérieur 4 sont attachés ensemble par une structure de guidage 6. La structure de guidage peut comprendre une structure externe de guidage pouvant être télescopique, en tronc de cylindre, en accordéon ou autre. Cette section peut être masquée par une structure en soufflet ou une membrane élastique, en accordéon ou autre. Alternativement ou en combinaison, la structure de guidage 6 peut comprendre une structure axiale de guidage en particulier sur un axe central entre au moins le module antérieur 3 et le module postérieur 4. Il peut s’agir d’un bras, un vérin, un rail… Les figures 3 à 6 illustrent un rail de guidage en tant que structure de guidage 6. Le module antérieur 3 et le module postérieur 4 sont mobiles l’un relativement à l’autre au moins suivant la direction de progression 2. Le module antérieur 3 comprend des premières structures magnétiques répulsives 7a et le module postérieur 4 comprend des deuxièmes structures magnétiques répulsives 7b. Les premières et deuxièmes structures magnétiques répulsives 7a, 7b sont configurées pour pouvoir se repousser l’une l’autre. Cela implique qu’elles sont susceptibles de rentrer dans le champ magnétique l’une de l’autre. A ce moment, une force magnétique répulsive F s’exerce alors entre les structures. En outre, le module antérieur 3 et le module postérieur 4 sont attachés ensemble par la structure de guidage 6, de préférence un rail. Dans le montage, les modules antérieur 3 et postérieur 4 sont mobiles l’un relativement à l’autre au moins suivant la direction de progression 2. Selon un aspect, le module postérieur 4 comprend un premier activateur de structures magnétiques 9b configuré pour activer les deuxièmes structures magnétiques répulsives de sorte qu’elles repoussent le module antérieur 3, par l’intermédiaire des premières structures magnétiques répulsives 7a. Selon une variante, au moins un activateur de structures magnétiques comprend un aimant de déviation de champs 9 associé à un système mécanique ou électromécanique de pivotement d’aimant par exemple de type connu et/ou un électroaimant d’activation de champs associé à un montage électronique d’activation. En particulier, l’activateur de structures magnétiques 9 comprend un aimant de déviation de champs associé à un système de pivotement d’aimant. Il s’agit par exemple d’un aimant permanent 9 dont les pôles sont agencés pour désactiver ou réactiver les structures magnétiques 7, dans un agencement tel que celui des aimants de levage. Ce type d’agencement peut être illustré par les figures 1 et 2 où le trait mixte représente une ligne de champs des différents aimants, et les références N et S représentent les pôles nord et sud des aimants. Le système de pivotement peut être un arbre associé à au moins un moteur configuré pour faire pivoter ou tourner ledit aimant d’activation 9 à une fréquence donnée. Cette variante a l’avantage de nécessiter peu d’énergie. Cet agencement est particulièrement intéressant dans le premier mode de réalisation du dispositif 1, dans lequel la progression 2 est par exemple verticale vers le haut. Ainsi, une activation séquentielle par le premier activateur 9d fait remonter le module antérieur 3 contre son poids P. Une fois le module antérieur 3 remonté, il peut redescendre sous l’effet de son poids lorsque le premier activateur 9b est en position de désactivation, puis remonter à la prochaine activation, et ainsi de suite. Le module postérieur 4 peut être sur un support. Les mouvements correspondants des modules 3, 4 peuvent être convertis en énergie électriques par un montage par exemple du type connu. Ainsi, selon une variante, le dispositif d’actionneur 1, 1a comprend en outre un moyen de génération de courant 10 configuré pour convertir les mouvements d’au moins un desdits modules (3) en courant électrique. Un moteur peut être prévu pour l’activation séquentielle, par exemple un moteur électrique. Ainsi, le moyen de génération d’énergie peut alimenter le moteur électrique ou une batterie du moteur électrique. Ainsi, en variante, la gravité peut être mise à profit en tant que moyen de rappel du module antérieur 4. Alternativement ou en combinaison, un moyen de rappel tel qu’un ressort en de compression ou d’attraction peut être utilisé comme moyen de rappel. Dans le deuxième mode de réalisation, le module antérieur 3 comprend en outre des troisièmes structures magnétiques 7c. De plus, le dispositif d’actionneur 1 comprend en outre un module avant 3a comprenant des quatrièmes structures magnétiques répulsives 7d. Les troisièmes et quatrièmes structures magnétiques répulsives 7c, 7d sont configurées pour pouvoir se repousser l’une l’autre. De préférence, le module antérieur 3 est sensiblement entre le module avant 3a à l’avant et le module postérieur 4 à l’arrière. Ces modules avant 3a antérieur 3 et postérieur 4 sont de préférence sensiblement alignés. Par ailleurs, le module antérieur 3 et le module avant 3a sont attachés ensemble par une ou la structure de guidage 6 et sont mobiles l’un relativement à l’autre au moins suivant une ou la direction de progression 2. Selon un aspect, le module avant 3a est solidaire du module postérieur 4 par exemple via une structure de solidarisation. En outre, le module avant 3a comprend un deuxième activateur de structures magnétiques 9d configuré pour activer les quatrièmes structures magnétiques répulsives 7d de sorte qu’elles repoussent le module antérieur 4 par l’intermédiaire des troisièmes structures magnétiques répulsives 7c. Selon une variante, le dispositif d’actionneur comprend au moins un moyen de commande pour actionner le premier activateur de structures magnétiques 9b. Un autre ou le même moyen de commande est prévu pour actionner séquentiellement le deuxième activateur de structures magnétiques 7d. On peut envisager une force plus importante entre les premières 7a et deuxièmes 7b structures magnétiques qu’entre les troisièmes 7c et quatrièmes 7d, ou l’inverse ou la même force. Le moyen de commande peut être du type mécanique pour le module postérieur 4, ou du type électronique, mécatronique pour le module avant 3a et le module postérieur 4. De préférence, même lorsqu’un module est en désactivation le champ magnétique s’étend suffisamment pour coopérer avec le champ magnétique opposé de sorte que la force magnétique correspondante sert d’amortisseur. Alternativement ou en combinaison, au moins une structure d’amortisseur est prévu entre deux modules pour limiter les chocs. En utilisation, les structures magnétiques répulsives 7b du module postérieur 4 sont activées, ce qui repousse le module antérieur 3 vers l’avant, de préférence sensiblement contre le module avant 3a. Les première et troisième structures magnétiques répulsives 7a, 7c peuvent être activées en permanence. Une fois le module antérieur 3 plaqué contre le module avant 3a, les structures magnétiques répulsives 7d du module avant 3a peuvent être actionnées séquentiellement, c'est-à-dire activées, puis désactivées et ainsi de suite, à une fréquence donnée. Une telle activation génère un champ magnétique répulsif propulsant le module avant 3a vers l’avant, et le module antérieur 3 vers l’arrière. Cependant le module postérieur 4 exerçant une force magnétique vers l’avant sert d’appui au module antérieur 3. Le module avant 4 n’ayant pas d’appui va être le seul à subir la propulsion vers l’avant en entrainant le dispositif d’actionneur. Des aimants ayant une force pouvant aller jusqu’à plusieurs tonnes peuvent être utilisés pour avoir une propulsion effective. Un autre objet de l’invention concerne un véhicule automobile 11, 12 comprenant au moins un dispositif d’actionneur 1 tel que décrit précédemment. Dans ce cas, les structures magnétiques 7 ont une force de centaines de kilos voire plus en fonction du poids de véhicule à déplacer. Ledit dispositif d’actionneur 1 peut être monté sur le véhicule 11, 12 en propulsion. Dans ce cas, la direction et le sens de progression dudit dispositif 1 correspondent essentiellement à une direction et un sens de progression du véhicule 11, 12. Ledit dispositif 1 peut par exemple être disposé à l’arrière du véhicule 11, 12. Alternativement ou de préférence en combinaison, ledit dispositif d’actionneur 1 peut être monté sur le véhicule 11, 12 en freinage. Dans ce cas, la direction et le sens de progression dudit dispositif 1 sont essentiellement opposés à une direction et un sens de progression du véhicule 11, 12. Ledit dispositif 1 peut par exemple être disposé à l’avant du véhicule 11. Alternativement ou en combinaison, ledit dispositif d’actionneur 1 peut être monté sur le véhicule 11, 12 en élévation. Dans ce cas, la direction de progression dudit dispositif 1 dans un sens essentiellement vertical vers le haut. Ledit dispositif 1 peut par exemple être disposé en dessous du véhicule 11, 12, par exemple en lieu et place de roues de voitures. Alternativement ou en combinaison, ledit dispositif d’actionneur 1 peut être monté sur le véhicule en plongée. Dans ce cas, la direction de progression dudit dispositif 1 dans un sens essentiellement vertical vers le bas. Ledit dispositif 1 peut par exemple être disposé au dessus du véhicule. Le véhicule peut être du type voiture, camion, fourgon, véhicule nautique, véhicule, sous-marin, aéronef, vaisseau ou une combinaison de ces véhicules. L’invention concerne en outre un réacteur 13 pour vaisseau 12 comprenant au moins un dispositif d’actionneur 1 tel que décrit précédemment. Un autre objet de l’invention concerne un vaisseau 12 comprenant au moins un réacteur 13 tel que décrit précédemment. De préférence, le réacteur 13 est monté de sorte à pouvoir piloter une variation de l’orientation du réacteur 13. Ce réacteur 13 peut par exemple être retourné pour réaliser une poussée inversée. On peut aussi envisager des légers pivotements des réacteurs 13 pour faire pivoter le vaisseau. Dans le cas du freinage, le dispositif d’actionneur 1 peut être commandé à l’inverse, comme pour une propulsion vers l’arrière. L’invention concerne en outre un générateur électrique comprenant au moins un dispositif d’actionneur 1, 1a tel que décrit précédemment. Les mouvements des modules antérieur et postérieur et/ou les champs magnétiques sont utilisés dans un agencement tel que ceux connus pour générer de l’électricité par exemple par des mécanismes de dynamo électricité. Dispositif d’actionneur (1 ; 1a) comprenant un module antérieur (3) comprenant des premières structures magnétiques répulsives (7a) et un module postérieur (4) comprenant des deuxièmes structures magnétiques répulsives (7b), les premières et deuxièmes structures magnétiques répulsives (7a, 7b) étant configurées pour pouvoir se repousser l’une l’autre, le module antérieur (3) et le module postérieur (4) étant attachés ensemble par une structure de guidage (6) et étant mobiles l’un relativement à l’autre au moins suivant une direction de progression (2), le module postérieur (4) comprenant un premier activateur de structures magnétiques (9b) configuré pour activer les deuxièmes structures magnétiques répulsives (7b) de sorte qu’elles repoussent le module antérieur (3). Dispositif d’actionneur (1 ; 1a) selon la revendication précédente configuré pour effectuer un rappel d’un module (3) vers l’autre (4). Dispositif d’actionneur (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le module antérieur comprend en outre des troisièmes structures magnétiques répulsives (7c), le dispositif d’actionneur (1) comprenant en outre un module avant (3a) comprenant des quatrièmes structures magnétiques répulsives (7d), les troisièmes et quatrièmes structures magnétiques répulsives (7c, d) étant configurées pour pouvoir se repousser l’une l’autre, le module antérieur (3) et le module avant (3a) étant attachés ensemble par une ou la structure de guidage (6) et étant mobiles l’un relativement à l’autre au moins suivant une ou la direction de progression (2), le module avant (3a) étant solidaire du module postérieur (4), le module avant (3a) comprenant un deuxième activateur de structures magnétiques (9d) configuré pour activer les quatrièmes structures magnétiques répulsives (7d) de sorte qu’elles repoussent le module antérieur (3). Dispositif d’actionneur (1) selon la revendication précédente, comprenant au moins un moyen de commande pour actionner le premier activateur de structures magnétiques (9b) et/ou pour actionner séquentiellement le deuxième activateur de structures magnétiques (9d). Dispositif d’actionneur (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend en outre un moyen de génération de courant (10) configuré pour convertir les mouvements d’au moins un desdits modules en courant électrique. Dispositif d’actionneur (1a) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que au moins un activateur de structures magnétiques comprend un aimant de déviation de champs (9b, 9d) associé à un système de pivotement d’aimant et/ou un électroaimant d’activation de champs associé à un montage électronique d’activation. Véhicule automobile (11, 12) comprenant au moins un dispositif d’actionneur (1) selon l’une des revendications précédentes en propulsion avec la direction et le sens de progression du dispositif (1) correspondant essentiellement à une direction et un sens de progression du véhicule (11, 12) ; et/ou en freinage avec la direction et le sens de progression du dispositif (1) étant essentiellement opposés à une direction et un sens de progression du véhicule ; et/ou en élévation avec la direction de progression du dispositif (1) dans un sens vertical vers le haut ; et/ou en plongée avec la direction de progression du dispositif (1) dans un sens vertical vers le bas. Réacteur (13) pour vaisseau (12) comprenant au moins un dispositif d’actionneur (1) selon l’une des revendications 1 à 6. Vaisseau (12) comprenant au moins un réacteur selon la revendication précédente, de préférence monté de sorte à pouvoir piloter une variation de l’orientation du réacteur. Générateur électrique comprenant au moins un dispositif d’actionneur (1 ; 1a) selon l’une des revendications 1 à 6, dont au moins la revendication 6.