Brevet FR3156612A1 — publié le 20250613

Un dispositif de production autonome d’énergie électrique (1) comprenant : - un moteur électrique (2) comprenant un premier arbre (3) mis en rotation par la mise en marche du moteur électrique, - un générateur électrique (4) comprenant un second arbre (5), la mise en rotation du second arbre produisant un courant électrique aux bornes du générateur électrique, - un moyen (6) pour faire coopérer le premier arbre avec le second arbre, - une liaison électrique (7) des bornes du générateur électrique aux bornes du moteur électrique, - au moins un connecteur (8) pour la connexion d’un consommateur électrique (9) aux bornes du générateur électrique. Dispositif autonome de production d’énergie électrique Domaine technique de l’invention La présente invention concerne les dispositifs autonomes de production d’énergie électrique, en particulier les dispositifs autonomes portatifs pouvant être transportés par une personne lors d’activités en extérieur, telles que les activités de randonnée, de spéléologie et de camping. Contexte de l'invention Les activités consistant à vivre en plein air, sous une tente, dans une caravane, encore regroupées sous le terme de camping, ainsi que les activités de randonnée en pleine nature posent le problème de la fourniture d’énergie électrique pour alimenter les appareils électriques et électroniques emportés par les campeurs/randonneurs/spéléologues. En effet, ceux-ci peuvent se retrouver éloignés pendant une période de temps relativement longue du réseau électrique les empêchant d’y brancher leurs appareils pour les utiliser ou les recharger. Des batteries externes alimentées par des cellules photovoltaïques existent. Cependant, la production d’électricité est très dépendante du degré d’ensoleillement. La production d’électricité est nulle en période nocturne ou en milieu clos, comme sous terre. On recherche donc un dispositif de production d’électricité qui permette de s’affranchir du réseau électrique, qui puisse être utilisé par exemple pour l’éclairage de nuit et qui puisse être suffisamment compact et léger pour pouvoir être transporté par une seule personne. L'objet de la présente invention est un dispositif de production autonome d’énergie électrique comprenant : - un moteur électrique comprenant un premier arbre mis en rotation par la mise en marche du moteur électrique, - un générateur électrique comprenant un second arbre, la mise en rotation du second arbre produisant un courant électrique aux bornes du générateur électrique, - un moyen pour faire coopérer le premier arbre avec le second arbre, - une liaison électrique des bornes du générateur électrique aux bornes du moteur électrique, - au moins un connecteur pour la connexion d’un consommateur électrique aux bornes du générateur électrique. Ce dispositif est généralement portatif. Des modes de réalisation de l'invention sont décrits ci-dessous plus en détail avec référence aux dessins joints, sur lesquels : FIG. 1 montre schématiquement le principe de fonctionnement du dispositif de production autonome d’énergie électrique selon l’invention. FIG. 2 montre un mode de réalisation de l’invention dans lequel le démarrage du dispositif est assuré par une batterie et un démarreur. FIG. 3 montre un mode de réalisation de l’invention dans lequel le démarrage du dispositif est assuré par une manivelle. Les deux moteurs coopèrent par l’intermédiaire d’une courroie. FIG. 4 montre un mode de réalisation d’un kit comprenant le dispositif selon l’invention et un coffre de transport pour y loger le dispositif. FIG. 5 montre un mode de réalisation de l’invention dans lequel deux dispositifs, selon l’invention, alimentent en parallèle un consommateur électrique. Description des modes de réalisation de l'invention Le principe de fonctionnement du dispositif autonome de production d’énergie électrique selon l’invention est représenté à la FIG. 1 . Le dispositif (1) comprend : - un moteur électrique (2) comprenant un premier arbre (3) mis en rotation par la mise en marche du moteur électrique, - un générateur électrique (4) comprenant un second arbre (5), la mise en rotation du second arbre produisant un courant électrique aux bornes du générateur électrique, - un moyen (6) pour faire coopérer le premier arbre avec le second arbre, - une liaison électrique (7) des bornes du générateur électrique aux bornes du moteur électrique, - au moins un connecteur (8) pour la connexion d’un consommateur électrique (9) aux bornes du générateur électrique. Le principe de fonctionnement du dispositif est fondé sur la coopération du moteur électrique et du générateur électrique qui, d’une part, s’alimentent mutuellement en énergie et, d’autre part, alimentent un ou plusieurs consommateurs électriques. Ledit un ou plusieurs consommateurs électriques est branché soit aux bornes du générateur, soit sur la liaison électrique reliant électriquement le générateur électrique au moteur électrique. Le moteur électrique fournit une énergie mécanique sous la forme d’un mouvement de rotation de son arbre. Comme l’arbre du moteur électrique coopère avec l’arbre du générateur, l’énergie mécanique de rotation de l’arbre du moteur électrique est reçue par le générateur électrique et est convertie par celui-ci en un courant. Le courant produit par le générateur électrique est utilisé d’une part pour entretenir la rotation de l’arbre du moteur électrique et d’autre part pour alimenter un ou plusieurs consommateurs électriques. Le moyen (6) pour faire coopérer le premier arbre avec le second arbre peut comprendre ou être constitué de deux roues dentées (ou d’engrenages), les dents (10) de la première roue dentée s’imbriquant entre les dents (11) de la seconde roue dentée. Il est possible de faire varier la vitesse de rotation de l’arbre du générateur électrique en faisant varier le diamètre de la seconde roue dentée. Le moyen pour faire coopérer le premier arbre avec le second arbre peut comprendre ou être aussi constitué d’une courroie (12) tendue entre les deux arbres, comme représenté à la FIG. 3 . Il peut être également constitué par la friction par contact direct d’une pièce du premier arbre sur une pièce du second arbre. Il peut également comprendre ou être constitué d’une chaine, par exemple métallique, disposée en tension entre le premier et le second arbre, ou être constitué de tout autre dispositif. Un ou plusieurs connecteurs (8) peuvent être connectés en parallèle sur la liaison électrique (7) ou directement aux bornes du générateur. Il s’agit de préférence de connecteurs de format normalisé, par exemple de type USB ou une prise 220 V. Le dispositif peut comprendre un moyen pour interrompre le passage du courant dans la liaison électrique entre le générateur électrique et le moteur électrique, par exemple par un interrupteur (13). Le dispositif selon l’invention peut par exemple être lancé à l’aide d’une batterie ou d’une pile connectée aux bornes du moteur électrique. Il peut être lancé à partir d’une pile ou d’une batterie associée à un démarreur ou être lancé à partir d’une manivelle. La FIG. 2 montre un exemple de mise en marche dans lequel une batterie ou une pile (14) fournit un courant de démarrage au démarreur (15). L’arbre de sortie du démarreur est en prise avec l’arbre du moteur électrique (2) et met en rotation le moteur électrique. Une fois le dispositif lancé, la liaison mécanique entre le démarreur et le moteur électrique peut être interrompue. Le générateur (4) peut optionnellement alimenter en courant la batterie afin de maintenir un niveau de charge minimal. La FIG. 3 montre un autre exemple de mise en marche dans lequel une manivelle est en prise avec l’arbre du moteur électrique. La rotation de la manivelle (16) entraine la rotation de l’arbre du moteur électrique et sa mise en marche (2). La manivelle ainsi que la batterie et/ou le démarreur peuvent être utilisés par l’utilisateur pour relancer au besoin le dispositif en cas de baisse du courant fourni par le générateur électrique. Pour permettre le fonctionnement sans arrêt de la production de courant, on peut utiliser deux dispositifs connectés en parallèle au consommateur électrique et un capteur (21) capable de mesurer le courant délivré ou la tension aux bornes de chacun des dispositifs. En fonctionnement, l’un des deux dispositifs alimente le consommateur électrique. Si la tension délivrée par le dispositif descend en dessous d’un certain seuil prédéterminé par l’utilisateur, le second dispositif prend le relais et alimente le consommateur électrique. Le premier dispositif est mis à l’arrêt. Lorsque la tension délivrée par le second dispositif descend en dessous du seuil prédéterminé, le premier dispositif est relancé. Le premier dispositif prend le relais et alimente le consommateur électrique. Le second dispositif est mis à l’arrêt etc. Ce mode de réalisation est illustré à la FIG. 5 . Il est possible d’utiliser plus de deux dispositifs connectés en parallèle au consommateur électrique. On peut n’utiliser qu’un seul dispositif équipé en outre d’un capteur pour mesurer le courant délivré ou la tension aux bornes du dispositif. Si le courant ou la tension descend sous un seuil prédéterminé, le capteur peut donner ordre qu’une partie de l’énergie fournie par le dispositif soit utilisée pour relancer le dispositif via une action sur le démarreur. Dans le cas de deux dispositifs ou plus, si le courant ou la tension fournis par le dispositif en fonctionnement descend sous un seuil prédéterminé, le capteur peut donner ordre qu’une partie de l’énergie fournie par ce dispositif serve à actionner le démarreur du dispositif auquel il est associé et/ou à lancer le démarreur d’un second dispositif à l’arrêt. Le second dispositif prend alors le relais du premier dispositif qui est mis à l’arrêt. Le dispositif peut être logé dans un coffre de transport (17) comme représenté à la FIG. 4 , l’ensemble formant un kit. Un dispositif de refroidissement, tel qu’un ventilateur (18), installé dans le volume intérieur du coffre et connecté aux bornes du générateur électrique, permet de refroidir la chaleur émise par le dispositif. Une diode électroluminescente (19) informe l’utilisateur si le dispositif est en fonctionnement ou non. La manivelle (16) peut être fixée dans un logement prévu à cet effet. Le dispositif selon l’invention permet la fourniture d’énergie de manière autonome. Il permet de s’affranchir du réseau de distribution d’électricité. Il peut être emporté facilement du fait de son faible poids et son faible encombrement. Il trouve à s’appliquer dans les domaines dans lesquels les appareils électriques consomment une puissance relativement faible, typiquement inférieure ou égale à 200 W, ou inférieure ou égale à 150 W, ou inférieure ou égale à 100 W, tels que le camping, la randonnée, la spéléologie. Il peut également trouver une utilité pour des applications nécessitant une plus forte puissance (véhicule électrique). Un homme du métier appréciera que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus, mais peut varier dans l'étendue des revendications jointes. Dispositif de production autonome d’énergie électrique (1) comprenant : - un moteur électrique (2) comprenant un premier arbre (3) mis en rotation par la mise en marche du moteur électrique, - un générateur électrique (4) comprenant un second arbre (5), la mise en rotation du second arbre produisant un courant électrique aux bornes du générateur électrique, - un moyen (6) pour faire coopérer le premier arbre avec le second arbre, - une liaison électrique (7) des bornes du générateur électrique aux bornes du moteur électrique, - au moins un connecteur (8) pour la connexion d’un consommateur électrique (9) aux bornes du générateur électrique, - un moyen pour le démarrage ou la relance du dispositif, ce moyen étant choisi parmi : i) une manivelle pour la mise en marche du moteur électrique (2), ii) une pile ou une batterie (14) connectée aux bornes du moteur électrique (2), et iii) un démarreur (15), une pile ou une batterie (14) fournissant de l’énergie au démarreur, l’alimentation électrique du démarreur entraînant la rotation du moteur électrique (2). Dispositif (1) selon la revendication 1, dans lequel le moyen (6) pour faire coopérer le premier arbre (3) et le second arbre (5) comprend une première (10) et une seconde (11) roue dentée, les dents de la première roue dentée s’imbriquant entre les dents de la seconde roue dentée. Dispositif (1) selon la revendication 1, dans lequel le moyen (6) pour faire coopérer le premier arbre (3) et le second arbre (5) comprend une courroie ou une chaine (12) disposée en tension entre le premier et le second arbre. Dispositif (1) selon l’une des revendications 1 à 3, comprenant en outre un moyen d’interrompre la connexion électrique entre le moteur électrique et le générateur électrique, par exemple un interrupteur (13). Dispositif (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit au moins un connecteur (8) est choisi parmi un connecteur de type USB ou une prise 220 V. Dispositif (1) selon l’une des revendications précédentes, apte à être connecté à un consommateur électrique (9) consommant une puissance inférieure ou égale à 150 W. Ensemble comprenant : i) au moins deux dispositifs (1) selon l’une des revendications précédentes, lesdits au moins deux dispositifs étant connectés en parallèle au consommateur électrique (9), et ii) un capteur (21) capable de mesurer le courant délivré ou la tension aux bornes de chacun des dispositifs. Kit (20) comprenant : - le dispositif (1) selon l’une des revendications 1 à 6 ou l’ensemble selon la revendication 7, - un coffre (17) pour y loger le dispositif ou l’ensemble. Kit (20) selon la revendication 8, comprenant en outre un dispositif de refroidissement (18) du volume intérieur du coffre (17), tel qu’un ventilateur, le dispositif de refroidissement étant connecté aux bornes du générateur électrique (4).