Brevet FR3152044A1 — publié le 20250214

La présente invention propose une structure porteuse de centaines d’éoliennes de petite puissance, construite à partir d‘arches ou demi-arches pleines situées chacune dans un plan vertical différent et raccordées entre elles selon une ou plusieurs arêtes verticales, telle que chaque arche est réalisée par des poteaux et des poutres, est ancrée sur le sol ou le fond marin, est de largeur faible par rapport à sa hauteur, donnant à la structure porteuse d’éoliennes ainsi formée l‘apparence d’une montagne ou d’un iceberg. Figure à publier avec l’abrégé : Figure [1]. STRUCTURE PORTEUSE D‘EOLIENNES EN FORME DE MONTAGNE Production d’énergie éolienne. Les éoliennes à axe horizontal voient leur taille augmenter d’année en année. Leur maintenance par mégawatt est ainsi réduite mais la masse de matériaux par mégawatt (acier des mâts, matériaux composites des pales, aimants des génératrices, …) nécessaires à la construction de ces éoliennes augmente aussi. Ces éoliennes sont très compétitives mais leur taille génèrent souvent des oppositions au sein des populations, en raison de leur impact visuel dans le paysage. En outre, il leur est reproché de nécessiter trop de béton pour leurs fondations. / Problème technique / Solution technique / Avantages apportés Les éoliennes terrestres de faible hauteur bénéficient d’un gisement éolien modeste. Les éoliennes terrestres de grande hauteur bénéficient d’un bon gisement mais se heurtent à des oppositions de riverains en ce qu’elles modifient le paysage. L’invention présentée ici permettrait une insertion plus aisée de l’éolien dans les différents paysages, pour toutes les régions du monde, voire une amélioration de l’esthétique des paysages. Cette invention repose sur une structure porteuse de nombreuses éoliennes de taille modeste, à axe horizontal ou vertical voire sans pales. De telles structures pourraient réhausser des collines et des montagnes, pour leur redonner leur forme d’avant érosion, et ajouter du relief en plaine ou sur une étendue d’eau, pour ressembler à des collines ou à des îles volcaniques ou à des icebergs. La hauteur de telles structures pourrait atteindre plusieurs dizaines de mètres en sites terrestres ou sur des lacs, et dépasser plusieurs centaines de mètres en site off shore. Ces structures porteuses d’éoliennes auraient une forme adaptées à chaque site géographique afin de s’y intégrer le plus harmonieusement possible. L’ascension partielle de ces structures pourrait être rendue possible à pied afin d’augmenter leur acceptation par les populations. La structure proposée, pouvant atteindre plusieurs dizaines voire centaines de mètres de hauteur totale, serait porteuse d’éoliennes, non plane, et construite à partir d‘arches ou demi-arches pleines construites chacune dans un plan vertical différent et raccordées entre elles selon une ou des arêtes verticales. Chaque arche ou demi-arche pleine serait réalisée par une structure légère et très évidée, laissant passer le vent de toutes parts, de largeur faible par rapport à la hauteur totale de la structure. Des haubans seraient éventuellement tendus entre le dessus de chaque arche ou demi-arche et le sol, et entre les arches ou demi-arches, et entre les arches ou demi-arches et des haubans, afin de stabiliser la structure complète. Dans sa version la plus simple, la structure porteuse d’éoliennes envisagée est réalisée à partir de deux arches pleines planes situées dans des plans verticaux et orthogonaux entre eux. Chaque arche est réalisée par une structure de type poteau-poutre, de largeur faible par rapport à sa hauteur. Les poutres des arches ou demi-arches portent les différentes rangées d‘éoliennes. Des haubans sont éventuellement tendus entre les arches et le sol, mais aussi entre les arches, et entre les arches et des haubans afin de stabiliser cette structure, de renforcer l’aspect de montagne, et de prévenir la faune avicole de la présence de rotors en mouvement. De loin, la structure porteuse d’éoliennes a la forme d’une montagne, et garde cet aspect pour un observateur tournant autour de cette structure, au sol comme en l’air. La structure ainsi formée est fixe par rapport au sol mais il y aura toujours plus de la moitié des éoliennes qu’elle porte qui pourront capter le vent quel que soit sa direction. Dans des versions plus adaptées à chaque site, la forme générale utilisera des arches ou demi-arches pas forcément planes, et un angle moyen entre les deux arches ou demi-arches pas forcément proche de 90 °. La structure pourrait être réalisée à partir de 3 demi-arches, ou 2 arches non orthogonales, ou 1 arche et 2 demi-arches, ou 4 demi-arches, ou avec plus de 4 demi-arches. Compte tenu de la taille modeste des éoliennes installées sur ces structures, la production d’énergie électrique pourrait être envisagée avec des fonctionnement nominaux pour des vitesses de vent de l’ordre de 16 m/s, et pas seulement 12 m/s comme c’est généralement le cas avec de grands rotors, permettant une production énergétique notablement augmentée à surface balayée comparable. Une telle structure porteuse d’éoliennes pourrait aussi être installée en mer, sur fondation fixe ou sur un flotteur. Ce flotteur pourrait être non orientable par rapport au vent, ou orientable sous le vent. Ces structures pourraient être réalisées en bois, ancrées par des vis de sol, n’utilisant aucun béton. Ces structures pourraient toutefois aussi être réalisées dans tout autre matériau comme l‘acier, l‘aluminium, le béton, les matériaux composites, et ancrées sur des fondations en béton. L’utilisation de plusieurs rotors permettrait un fort gain de matière, comme les matériaux composites des pales, les aimants des génératrices, à puissance équivalente. La présente la structure porteuse d‘éoliennes installée sur une montagne ou une colline, avec deux arches planes et orthogonales. La présente la structure porteuse d‘éoliennes installée sur une plaine ou une étendue d’eau, lac, ou mer, avec deux arches planes et orthogonales de forme trapézoïdale. La présente la structure porteuse d‘éoliennes installée sur une montagne ou une colline, avec deux arches non planes. La présente un mode de construction d’une arche, avec des éoliennes assemblées sur une poutre d’un côté de cette arche, tel que le plan de l’arche est celui de la feuille. La présente la structure porteuse d‘éoliennes installée sur une montagne ou une colline, avec trois demi-arches planes, sans d’éventuels haubans. La présente la structure porteuse d‘éoliennes installée sur une montagne ou une colline, avec une arche et deux demi-arches planes, sans d’éventuels haubans. La présente la structure porteuse d‘éoliennes installée sur une montagne ou une colline, avec quatre demi-arches planes, sans d’éventuels haubans. Meilleur mode de réalisation de l‘invention Cette invention repose sur une structure porteuse de nombreuses éoliennes de taille modeste, d‘environ 2 à 10 m de diamètre seulement sur site terrestre. La hauteur de telles structures pourrait atteindre 80 m sur sites terrestres. Dans sa version la plus simple, la structure porteuse d’éoliennes envisagée est réalisée à partir de deux arches planes croisées entres elles. Chaque arche est réalisée par une structure de type poteau-poutre, de largeur faible par rapport à la hauteur totale de la structure. Les poutres de chacune des arches portent les différentes éoliennes, sur une ou plusieurs rangées. Des haubans sont tendus entre les arches et le sol, et entre les arches, et entre les arches et des haubans, afin de stabiliser l‘ensemble, de renforcer l’aspect de montagne, et de prévenir la faune avicole de la présence de rotors en mouvement. Dans des versions plus adaptées à chaque site géographique, seront utilisées 3 à 5 demi-arches. Sur sites terrestres, les arches sont réalisés avec des poteaux verticaux en bois ou acier et des poutres horizontales en bois, formant une maille en forme de parallélépipède rectangle d’environ 3 m de haut, d’environ 12 m de large et d’environ 12 m de long, contreventée par câbles tendus ou tirants de contreventement. Ces mailles sont pré-assemblées en usine puis acheminées sur site, idéalement un sommet d’une montagne ou d’un colline. Le bas des arches est fixé sur des vis de sol, idéalement sans usage de béton. La structure prend alors la forme d’une réhausse de montagne de forme propre à chaque site, imitant la montagne sur laquelle elle est installée, avant son érosion. Les nombreuses éoliennes de petite puissance (environ 2 à 5 kW) sont installées sur la structure porteuse à la main, un filet assurant la fonction de plancher de sécurité entre les poutres. L’ensemble des centaines d‘éoliennes installées sur tous les étages des arches et demi-arches peut alors fournir une puissance de plusieurs mégawatts, et bénéficient de très bonnes vitesses de vent en raison de leur hauteur au dessus du sol. Sur étendues d‘eau, les arches sont réalisés avec des poteaux verticaux en acier et des poutres horizontales en acier, formant une maille en forme de parallélépipède rectangle d’environ 25 m de haut, 25 m de large et 25 m de long, contreventée par câbles tendus ou tirants. Ces mailles sont pré-assemblées en port puis transportées et assemblées sur site dans le cas d’une structure non flottante. Ces mailles sont pré-assemblées puis assemblées en port avant d’être transportées sur site dans le cas d’une structure flottante. La structure complète pourrait atteindre plusieurs centaines de mètres de haut au dessus de la surface de l’eau. Littérature non-brevet La structure proposée, pouvant atteindre plusieurs dizaines voire centaines de mètres de hauteur totale, serait porteuse d’éoliennes, et construite à partir d‘arches ou demi-arches pleines, construites chacune dans un plan vertical différent et raccordées entre elles selon une ou plusieurs arêtes verticales. Chaque arche serait réalisée par une structure légère et très évidée, laissant passer le vent de toutes parts, de largeur faible par rapport à la hauteur totale de la structure. Des haubans seraient éventuellement tendus entre le dessus de chaque arche ou demi-arche et le sol, et entre les deux arches ou demi-arches, ou entre les arches ou demi-arches et des haubans, afin de stabiliser l‘ensemble. L’invention présentée ici permettrait une insertion plus aisée de l’éolien dans les différents paysages, pour toutes les régions du monde, voire une amélioration de l’esthétique des paysages. Cette invention repose sur des structures porteuses de nombreuses éoliennes de taille modeste. De telles structures pourraient réhausser des collines et des montagnes, pour leur redonner leur forme d’avant érosion, et ajouter du relief en plaine ou sur une étendue d’eau, pour ressembler à des collines ou à des îles volcaniques ou à des icebergs. La hauteur de telles structures pourrait atteindre plusieurs dizaines de mètres en sites terrestres et sur des lacs, et dépasser plusieurs centaines de mètres en site off shore. Ces structures porteuses d’éoliennes auraient une forme adaptées à chaque site afin de s’y intégrer le plus harmonieusement possible. L’ascension partielle de ces structures pourrait être rendue possible à pied afin d’augmenter leur acceptation par les populations. Quelques parties habitables pourraient éventuellement y être intégrées à des fins touristiques, en particulier sur les étendues d’eau. Dans sa version la plus simple, la structure porteuse d’éoliennes envisagée est réalisée à partir de deux arches planes situées dans des plans verticaux et orthogonaux entre eux. Chaque arche est réalisée par une structure de type poteau-poutre, de largeur faible par rapport à la hauteur totale de la structure. Les poutres des arches ou demi-arches portent les différentes rangées d‘éoliennes. Des haubans sont éventuellement tendus entre les arches ou demi-arches et le sol, et entre les arches ou demi-arches, et entre les arches ou demi-arches et des haubans, afin de stabiliser la structure, de renforcer son aspect de montagne, et de prévenir la faune avicole de la présence de rotors en mouvement éventuel. De loin, la structure porteuse d’éoliennes a la forme d’une montagne, et garde cet aspect pour un observateur tournant, autour de cette structure, au sol comme en l’air. La structure ainsi formée est fixe par rapport au sol mais il y aura toujours plus de la moitié des éoliennes qu’elle porte qui pourront capter le vent quel que soit sa direction. Dans des versions plus adaptées à chaque site, la forme générale utilisera des arches ou demi-arches pas forcément planes, et un angle moyen entre les deux arches ou demi-arches quelconque. La structure pourra être réalisée à partir de 3 demi-arches, ou 2 arches non orthogonales entre elles, ou 1 arche et 2 demi-arches, ou 4 demi-arches, ou plus de 4 demi-arches. Compte tenu de la taille modeste des éoliennes installées sur ces structures, la production d’énergie électrique pourrait être envisagée avec des fonctionnement nominaux pour des vitesses de vent de l’ordre de 16 m/s, et pas seulement 12 m/s comme c’est généralement le cas avec de grands rotors, permettant une production énergétique notablement augmentée à surface balayée comparable. Une telle structure porteuse d’éoliennes pourrait aussi être installée en mer, sur fondations fixes ou sur un flotteur. Ce flotteur pourrait être non orientable par rapport au vent, ou orientable sous le vent. L’invention concerne un modèle de structure porteuse pour éoliennes à axe horizontal ou à axe vertical, ou des éoliennes sans pales, ou un mix de ces différents types d‘éoliennes. Les éoliennes installées sur cette structure devront idéalement être choisies parmi les modèles particulièrement silencieux. Sur terre, cette structure est fixe par rapport au sol. En revanche, les éoliennes à axe horizontal qu’elle porte s’oriente face au vent sur leur propre mât. Sur l‘eau, cette structure peut être fixe par rapport au sol, mais elle peut aussi être flottante, installée sur des flotteurs, et s’orienter face au vent. La faible masse de ces éoliennes peut permettre leur installation et leur maintenance à la main pour les modèles les plus petits, ou avec des moyens de levage légers. L’utilisation de plusieurs rotors permet un fort gain de matière (acier des mâts, matériaux composites des pales, aimants des génératrices, …) à puissance équivalente. Cette structure porteuse pourrait être réalisée par l’assemblage de paralélépipèdes rectangles, chacun contreventés par des câbles tendus ou des tirants. Des drones de levage pourraient être utilisés pour assembler ces motifs constructifs, si le terrain ne permettait pas l’installation de grues. La structure obtenue par l’assemblage de ces motifs constructifs peut être maintenue sur le sol par des ancrages vissés dans le sol, de ses poteaux et des éventuels haubans. Chaque structure peut avoir une forme globale différente en fonction du site d’installation. L’accès aux étages de la structure sera possible pour sa maintenance, mais éventuellement aussi à des visiteurs à des fins touristiques. Structure porteuse de centaines d’éoliennes de petite puissance, construite à partir d‘arches ou demi-arches pleines situées chacune dans un plan vertical différent et raccordées entre elles selon une ou plusieurs arêtes verticales, telle que chaque arche est réalisée par des poteaux et des poutres, est ancrée sur le sol ou le fond marin, est de largeur faible par rapport à sa hauteur, donnant à la structure porteuse d’éoliennes ainsi formée l‘apparence d’une montagne ou d’un iceberg. Structure selon la revendication 1. stabilisée par des haubans tendus entre les arches ou demi-arches et le sol, et entre les deux arches ou demi-arches, et entre les arches ou demi-arches et des haubans. Structure selon les revendications 1. et 2., flottante sur une étendue d’eau car ancrée sur un flotteur à la place du sol, et pouvant s’orienter face au vent.