INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
a- l’emploi d’un structure d’onduleur à deux niveaux de tension facile à fabriquer, à commander et à entretenir, mais associé à un filtre de sortie du premier ordre lourd, cher, volumineux et très difficile à concevoir ;
b- l’emploi d’une nouvelle structure d’onduleur autre que celle à deux niveaux de tension ;
c- le problème de déphasage entre les courants perturbateurs identifiés et ceux injectés au réseau dû au filtre de de type LCL associé à un contrôleur linéaire ;
f- le problème de résonance causé par l’emploi du filtre LCL ;
e- le problème destructif lié au « chattering » de l’onduleur lors de l’emploi d’une commande non-linéaire classique ;
En référence aux dessins en annexes, donnés à titre d’exemples non limitatifs, le dispositif est décrit par les numéros de référence suivants :
Une armature métallique (1), soutenue par des montants verticaux (2), repose sur un ensemble de caissons (3) immergés qui maintiennent la totalité du système à flot, ce qui permet à l’ensemble de cette structure autoportante de suivre les mouvements de la marée et de rester bien positionnée par rapport à la houle (5).
Lesdits montants (2) sont fixes, adaptés à la hauteur maximale de la houle (5) locale.
Certains montants (2) sont dotés d’un système de coulissement dont les différents seuils déclenchent un système de ralentissement (non représenté sur le dessin) progressif des flotteurs (4) et un mécanisme de ballast (non représenté sur le dessin). Uniquement en cas de danger le dispositif se bloque et se met en position de sécurité.
Ces derniers montants (2) font coulisser verticalement les flotteurs (4), limitent leur degré de liberté de mouvement à la stricte verticalité et évitent leur basculement qui entrainerait des pertes d’énergie et des dommages dus aux chocs. Les flotteurs sont guidés dans leurs mouvements le long des montants par un mécanisme (non représenté sur le dessin) doté, selon les besoins en combinaisons ou seuls, d’engrenages, de roulements, de pignons, de crémaillère, d’un système anti friction comme la répulsion magnétique, de segments ou de matériaux spécifiques pour faciliter le coulissement ou le glissement.
Les flotteurs (4), conçus pour coulisser le long d’un ou de plusieurs montants (2) dotés de protections (non représentées sur le dessin) de fin de course pour les protéger en cas de houle extrême, ont un degré de liberté de mouvement limité aux seules oscillations verticales. Ils actionnent des générateurs électriques (non représentés sur le dessin) fixés sur l’armature métallique (1) pour transformer la composante verticale de l’énergie de la houle (5).
Chaque flotteur (4) bénéficie de deux autres protections, intervenant en cas de mer agitée, constitué d’un système de freinage progressif (non représenté sur le dessin) sur l’armature métallique (1) pour ralentir ses mouvements verticaux afin de diminuer son amplitude, et d’un mécanisme de ballast (non représenté sur le dessin) pour l’alléger afin de diminuer sa quantité énergie. Le système et le mécanisme ont deux seuils d’intervention prédéterminés, ils agissent seuls ou en combinaison.
La forme des flotteurs (4) et leur dimension ainsi que le nombre des montants (2) pour le coulissement, sont à définir en fonction des caractéristiques du dispositif qui est lui-même dépendant de la houle locale et des besoins d’exploitation.
Sous l’effet de la composante verticale des mouvements de la houle (5) et de leurs masses, les flotteurs (4) actionnent les générateurs électriques (non représentées sur le dessin), tournants ou linéaires, sur l’armature métallique (1) et, sous l’effet de l’écoulement dans les conduits horizontaux (6) qui traversent lesdits flotteurs (4), des turbines (7) actionnent des générateurs tournants (non représentés sur le dessin) qui exploitent les flux et reflux de l’eau.
Chaque flotteur (4) actionne directement un générateur électrique fixé sur l’armature métallique (1) de la structure soit par un engrenage, un levier, un bras, une sangle, une courroie d'entraînement, une chaîne (rigide ou semi rigide) ou des pignons (qui ne sont pas représentés sur le dessin), soit par une ou plusieurs combinaisons de ces solutions, pour transformer l’énergie des mouvements verticaux en énergie électrique.
Les caissons rigides (3), jointifs ou non, sont modulaires et adaptés pour maintenir à flot l’ensemble du dispositif et lui permettre de suivre le mouvement des marées selon le principe d’Archimède.
Des renforts en diagonales (qui ne sont pas représentés sur le dessin) peuvent venir en aide aux montants pour consolider le dispositif, entre l’armature métallique (1) et les caissons (3), sans entraver son fonctionnement.
Dans certains cas, la mise en place d’un système de levier (non représenté sur le dessin) est envisageable. Il sera adapté pour transmettre le mouvement vertical du flotteur (4) au générateur électrique situé sur l’armature métallique (1). Ledit levier est relié au flotteur par exemple par un bras articulé ou un piston, pivote sur l’armature métallique et actionne l’engrenage du générateur électrique tournant ou le rotor du générateur électrique linéaire.
Le dispositif est doté d’un système d’ancres (non représenté sur le dessin) adéquat pour garder toujours le même angle d’attaque par la houle (5). Les longueurs de chaînes seront adaptées aux marées locales pour empêcher la dérive.
L’armature métallique (1) est tubulaire et donc plus aérodynamique que si elle avait une pareille surface pleine face au vent: l’action des vents et tempêtes est donc minimisée.
De même, vue la rigidité de la structure combinée avec ses grandes dimensions, le système d’ancre ne subit ni la totalité de la composante verticale ni la totalité de celle horizontale des forces exercées sur ladite structure puisque dans chaque composante il y a une compensation partielle. La compensation augmente avec la rigidité et la grandeur de la structure.
Il est particulièrement avantageux de faire une correction précise d’un champ de vecteurs de flux optique, dense, distordu, en temps réel pour un système d’assistance de conduite et/ou la conduite au moins partiellement automatisée si le système utilise un mécanisme de reconnaissance d’objets de l’environnement du véhicule basé sur le mouvement.
La esquisse les positions des coins de maille de grille 1 supérieur gauche de la première grille de coordonnées 410 en positions de coin de la seconde grille de coordonnées 420 par une règle de transformation inverse 430.
Si comme l’esquisse la , les mailles de la grille sont réparties suivant une trame, on peut déterminer une position (X t + Y t *m) pour identifier la maille de grille correcte dans la liste des mailles de grille associées à la trame. Ainsi, m est le nombre de mailles de la première grille de coordonnées dans la direction horizontale et X t , Y t sont les nombres entiers pour cette numérotation.
Pour la transformation inverse de l’origine d’un vecteur de flux distordu (X E , Y E ) en un point de l’origine d’un vecteur de flux distordu inverse (X P , Y P ) on peut former la première grille de coordonnées avec des boîtes rectangulaires, régulièrement espacées et ne se chevauchant pas.
Comme esquissé à la correspondant à la ci-dessus, pour chacune des positions de coin A, B, C et D d’une maille rectangulaire T 510 de la première grille de coordonnées du premier champ de vecteurs de flux distordu, on détermine une position de coin correspondante A’, B’, C’, D’ dans un champ rectangulaire T’520 dans la seconde grille de coordonnées à l’aide de l’étape de transformation inverse et on l’associe. De telles positions de coin transformées A’, B’, C’, D’ définissent une seconde grille de coordonnées irrégulière dans le champ de vecteurs de flux distordus. Les positions E et P représentent la position des origines du vecteur de flux optique non distordu ou du vecteur de flux optique distordu. Ainsi, on détermine le vecteur de flux optique distordu par la position de P.
Pour ce procédé de correction d’un champ de vecteurs de flux optique distordu, on enregistre l’association des positions de coins de la première grille de coordonnées par rapport à la seconde grille de coordonnées sous la forme d’informations de commande, pour éviter un calcul volumineux par la transformation inverse. Ces informations de commande ont une liste de points associés sous la forme d’une trame, qui définissent les mailles respectives dans la seconde grille de coordonnées du champ de vecteurs de flux optique distordu. La liste correspondante des positions des coins pour la première grille de coordonnées n’a pas à être enregistrée de manière explicite car la régularité permet une reconstruction explicite des positions de coins de la maille de dans la première grille de coordonnées.
Le procédé d’interpolation permet de déterminer la position relative de n’importe quel vecteur de flux distordu par rapport aux coins les plus proches de la seconde grille de coordonnées en procédant par interpolation fondée sur la position relative des origines des vecteurs de flux respectifs non distordus d’un champ de vecteurs de flux optique non distordu par rapport aux coins de la première grille de coordonnées.
La position relative de l’origine E d’un vecteur de flux corrigé, respectif, dans une maille de grille entourant ce point E se détermine de manière quantitative par des coordonnées partielles, horizontales, relatives (α) et des coordonnées partielles, verticales, relatives (β). Ces deux coordonnées partielles se situent respectivement dans l’intervalle semi-ouvert [0,1]. Les deux coordonnées partielles (α, β) se calculent à l’aide de la formule 1 suivante :
α=(X E -X A )/(X B -X A )
β=(Y E -Y A )/(Y D -Y A ) Formule 1
Selon la : X E est la coordonnée en X du point E dans la première grille de coordonnées 510 ; X A est la coordonnée en X de la position du coin A de la première grille de coordonnées 510 ; X B est la première coordonnée en X de la position du coin B de la première grille de coordonnées 510 ; Y E est la coordonnée en Y du point E dans la première grille de coordonnées 510 ; Y A est la coordonnée Y des positions de coin A de la première grille de coordonnées 510 ; et Y D est la coordonnée en Y de la position de coin D de la première grille de coordonnées 510.
Les deux coordonnées partielles (α, β) et des positions des coins A’, B’, C’, D’ obtenues par transformations inverse de la seconde grille de coordonnées 520 permettant de déterminer les coordonnées de la position P à partir des positions transformées des origines d’un vecteur de flux distordu, correspondant respectif du champ de vecteurs de flux optique distordu.
Cela peut se faire par des procédés bilinéaires et/ou bicubiques et/autres procédés d’interpolation. Un procédé bilinéaire pour l’interpolation s’effectue d’une manière particulièrement simple mais il ne permet pas de copier l’effet de courbure du deuxième ordre de la seconde grille de coordonnées. En particulier, un procédé plus complexe tel que l’interprétation Spline bicubique peut servir à l’interpolation pour obtenir la précision géométrique demandée à l’application du champ de vecteurs de flux corrigé sans devoir trop réduire la taille des mailles de grille utilisées.
Les coordonnées relatives de l’origine P d’un vecteur de flux distordu correspondant à l’intérieur d’une maille de la seconde grille de coordonnées peuvent se faire par interpolation comme cela est décrit à la :
Xp=(1-β)[(1-α)X A’ +αX B’ ]+β[(1-α)X D’ +α X C’ ]
Yp=(1-β)[(1-α)Y A’ +αY B’ ]+β[(1-α)Y D’ +α Y C’ ] Formule 2
Les flotteurs (4) exploitent la composante verticale de l’énergie de la houle et leur énergie potentielle pour actionner des générateurs électriques, linéaires ou tournants, fixés sur l’armature métallique (1).
Ces mêmes flotteurs (4) sont traversés horizontalement d’un coté à l’autre par des conduits (6) adaptés pour laisser passer le flux et le reflux de la houle (5). Des turbines (7) couplées avec des générateurs électriques (non représentés sur le dessin) sont disposées dans ces conduits (6) pour produire de l’électricité.
Ce dispositif houlomoteur récupère l’énergie, tant des mouvements verticaux qu’horizontaux de la houle (5). Un rendement bien meilleur que les dispositifs qui exploitent seulement les uns ou les autres, de plus il profite d’un effet de synergie apporté par les deux types d’exploitations.
La structure supporte un seul circuit électrique (non représenté sur le dessin) et tire avantage d’un nombre important de flotteurs (4) pour augmenter la stabilité du courant électrique produit.
L’armature métallique (1) abrite des générateurs électriques, des circuits automatisés électriques ou électroniques (non représentés sur le dessin), nécessaires à la transformation, au regroupement, au redressement et à la stabilisation du courant électrique produit à la sortie du dispositif. L’utilisation de composants électroniques comme les super condensateurs est fortement envisagée pour la stabilité et la régularité du courant électrique.
Cette même armature métallique (1) est adaptée pour la fixation sur sa structure de génératrices éoliennes (non représentées sur le dessin), pour une combinaison de production d’électricité, et d’accumulateurs si nécessaire.
Cette même armature métallique (1) est adaptée pour la fixation d’un système de transformation d’énergie solaire en énergie électrique (non représenté sur le dessin), pour une combinaison de production d’électricité, et d’accumulateurs si nécessaire.
Dans le but d’optimiser encore plus le dispositif, la combinaison de ces trois types de production d’énergie, houle, vent et soleil, est souhaitable. L’ajout d’accumulateurs est envisageable pour des utilisations de sécurité.
l’armature métallique (1) est adaptée pour permettre le déplacement à bord afin d’accomplir les taches nécessaires au bon fonctionnement du dispositif.
L’implantation, sur la structure, d’une ou plusieurs grues fixes (non représentées sur le dessin), apporte un autre avantage pour la manipulation des charges sur un champs houlomoteur. De plus, la prédisposition d’une alimentation externe des grues facilitera la phase de construction et les phases de maintenance d’un champ houlomoteur de grandes dimensions surtout en cas de pannes de courant.
Tout le système de fixation est modulaire pour faciliter la maintenance et l’échange des composants.
Le dispositif houlomoteur a ses propres moyens de signalisation (non représentés sur le dessin) selon les normes en vigueur des domaines maritimes locaux ainsi que des systèmes de transmission pour permettre les échanges entre la structure et le poste de pilotage.
Ces actions prises dans leur ensemble rendent le dispositif économiquement plus rentable par rapport à d’autres systèmes qui amarrent séparément chacun des flotteurs, qui exploitent uniquement une des deux composantes de la houle, verticalement ou horizontalement, qui transforment l’énergie de chaque flotteur individuellement, qui exploitent un mode de transfert de mouvement à moindre rendement, qui exploitent un mode coûteux de transformation énergétique avec pertes dans les nombreuses étapes (pistons/vérins, circuits hautes pressions pour turbiner) ou dont des parties essentielles sont immergées ou celées au fond marin.
Le dispositif est aussi modifiable et adaptable afin d’élargir le champs de ses applications pour produire de l’énergie électrique sur des plateformes offshore fixe existantes ou futures.
Dans cette utilisation on greffe, selon les besoins et la place disponible, les seuls montants utilisés pour le coulissement, avec leurs flotteurs ( ), à la plateforme offshore devenue support. Ainsi cette plateforme offshore, conçue pour d’autres utilisations comme l’extraction des hydrocarbures, remplace et joue le rôle d’une partie de l’armature métallique, des montants non nécessaires aux coulissement des flotteurs et des caissons ( ). Lesdits flotteurs restent guidés par leurs montants dans leurs coulissements et actionnent des générateurs, pour l’exploitation de la composante verticale de l’énergie de la houle, pendant que des générateurs sont actionnés par l’écoulement dans les conduits traversant, pour exploiter la composante horizontale.
Ce dispositif et son adaptation à une plateforme offshore ont des modes de fonctionnement identiques :
- la puissance requise pour les moyens d’alimentation électrique est équilibrée : lorsque le besoin de puissance des moyens moteurs électriques n'est pas maximal (notamment lors de la seconde phase du mouvement ondulatoire), la puissance de charge pour les moyens de stockage électrique maintient la demande de puissance stable,
- l’énergie électrique restituée par les moyens moteurs électriques lors de la seconde phase dudit mouvement ondulatoire est prise en charge par les moyens dissipateurs d’énergie électrique (sans être stockée dans les moyens de stockage électrique).
- les moyens de stockage électrique sont choisis parmi au moins un condensateur, un supercondensateur, une batterie ou un moteur / générateur avec volant ;
- les moyens dissipateurs d’énergie électrique consistent en des moyens de résistance de freinage (chopper / brake resistor) ;
- les moyens d’alimentation électrique consistent en des moyens d’alimentation électrique d’un engin ;
- les moyens de commande comprennent un dispositif de mesure de tension, destiné à mesurer une valeur de tension des moyens d’alimentation électrique, un module de comparaison, destiné à comparer ladite valeur de tension mesurée avec une valeur de tension seuil faible et à une valeur de tension seuil élevée, et le module de pilotage adapté à décharger lesdits moyens de stockage électrique lorsque la valeur de tension mesurée est inférieure à la valeur de tension seuil faible et à recharger lesdits moyens de stockage électrique lorsque la valeur de tension mesurée est supérieure à ladite valeur de tension seuil élevée ;
- les moyens de stockage électrique sont connectés électriquement, en parallèle, entre lesdits moyens d’alimentation électrique et lesdits moyens moteurs électrique ;
- les moyens d’alimentation électrique sont connectés électriquement aux moyens de stockage électrique par l’intermédiaire de moyens redresseurs et de moyens convertisseurs continu / continu ;
- les moyens d’alimentation électrique sont connectés électriquement aux moyens moteurs par l’intermédiaire de moyens redresseurs bidirectionnel ou unidirectionnel et de moyens onduleurs ;
- les moyens de stockage électrique sont connectés électriquement aux moyens moteurs électrique par l’intermédiaire de moyens convertisseurs continu / continu unidirectionnels ;
- les moyens dissipateurs d’énergie électrique sont connectés électriquement aux moyens moteurs électrique par l’intermédiaire de moyens convertisseurs continu / continu unidirectionnels ;
La présente invention concerne également un engin équipé d’un système de compensation active selon l’invention.
La présente invention concerne également le procédé de compensation active au sein d’un engin selon l’invention, destiné à compenser au moins partiellement l'effet d’un mouvement ondulatoire sur une charge, avantageusement dans une direction verticale, de préférence pour la compensation active de la houle.
Le procédé comprend des cycles successifs comprenant deux étapes :
- une première étape, correspondant à une première phase du mouvement ondulatoire, de préférence une phase de levage au cours de laquelle ladite charge est levée depuis une position basse jusqu’à une position haute, au cours de laquelle lesdits moyens de stockage électrique sont déchargés pour participer à l’alimentation électrique desdits moyens moteurs électriques en complément desdits moyens d’alimentation électrique, et
Le support 284 comprend en outre une portion de réglage 292, distincte de la portion de fixation 286, agencée de manière que lorsque la portion de réglage 292 est déplacée par rapport à la portion de fixation 286, la portion d’attache 288 se déplace aussi, ce qui déplace l’extrémité d’actionnement 282 du bilame 113 par rapport au boitier 30. Autrement dit, le déplacement de la portion de réglage 292 permet de régler la position de l‘extrémité d’actionnement 282 par rapport au mécanisme de commutation 150, ce qui revient à calibrer le déclencheur thermique 112. Dans l’exemple illustré, la portion d’attache 288 est située entre la portion de réglage 292 et la portion de fixation 286.
Le boitier 30 comprend avantageusement deux butées de guidage 294, qui sont configurées pour guider en translation la portion de réglage 292 par rapport au boitier 30. Les mouvements de la portion de réglage 292 ainsi guidés sont plus précis, ce qui améliore la précision de la calibration en supprimant les éventuels mouvements incontrôlés de la portion de réglage 292.
Dans l’exemple illustré, la portion de réglage 292 présente une forme de plaque de forme allongée, tandis que les butées de guidage 294, visibles sur la , sont des cloisons qui s’étendent en saillie depuis la cloison interne 46 et qui sont agencées de part et d’autre de la portion de réglage 292, laquelle coulisse entre les deux butées de guidages 294.
La portion de réglage 292 comprend un relief 296, qui est ménagé le long de la portion de réglage 292 et qui est configuré pour coopérer avec l’organe de réglage 300, comme expliqué plus loin.
On décrit à présent l’organe de réglage 300.
L’organe de réglage 300 comprend une tige 302, qui présente ici une forme de révolution autour d’un axe de réglage A300.
Le boitier 30 comprend des paliers 304, qui coopèrent avec la tige 302 de manière que l’organe de réglage 300 est mobile en rotation par rapport au boitier 30 autour de l’axe de réglage A300. L’organe de réglage 300 est situé à proximité d’une paroi extérieure 305 appartenant au boitier 30. Dans l’exemple, la paroi extérieure 305 est avantageusement une portion du dos 34 du boitier 30. L’un des paliers 204 est ici ménagé dans la paroi extérieure 305, tandis qu’un autre des paliers 304 est ménagé dans une cloison 307 qui appartient au boitier 30, par exemple solidaire de la cloison interne 46. Autrement dit l’organe de réglage 300 est porté par le boitier 30.
L’organe de réglage 300 est actionnable au travers de la paroi extérieure 305 du boiter 30. L’organe de réglage 300 comprend à cet effet comprend une empreinte 306, ménagée sur une extrémité de la tige 302 orientée vers la paroi extérieure 305 et configurée pour coopérer avec un outil, non représenté, de manière à actionner en rotation l’organe de réglage 300 autour de l’axe de réglage A300. L’outil correspondant à l’empreinte 306 est par exemple manipulé par un utilisateur, ou bien par un automate de calibration. L’empreinte 306, visible sur la , présente ici une forme à six lobes et est choisie pour entrainer en rotation l’organe de réglage 300 autour de l’axe A300 sans avoir à exercer de force parallèlement à l’axe A300 sur l’organe de réglage 300.
L’organe de réglage 300 comprend une portion d’entrainement 308, qui est ménagée radialement à l’axe de réglage A300. Dans l’exemple illustré, la portion d’entrainement 308 s’étend en saillie par rapport à la tige 302.
La portion d’entrainement 308 est configurée pour coopérer avec le relief 296 ménagé dans la portion de réglage 292, de manière à déplacer la portion de réglage 292 lorsque l’organe de réglage 300 est actionné en rotation autour de l’axe de réglage A300. Le relief 296 est ainsi un relief complémentaire de la portion d’entrainement 308.
Dans le premier mode de réalisation, la portion d’entrainement 308 comprend une roue dentée, tandis que le relief complémentaire 296 est une crémaillère. La portion d’entraînement 308 est configurée pour coopérer avec le relief complémentaire 296 par engrènement de la roue dentée avec la crémaillère, de manière à déplacer la portion de réglage 292 par rapport à la portion de fixation 286.
Pour un réglage plus précis, l’axe de réglage A300 est avantageusement agencé orthogonalement à la direction de déplacement de la portion de réglage 292, guidée en translation par les pattes 294.
L’organe de réglage 300 comprend aussi une portion de blocage 310, qui présente ici une forme ce cylindre centré sur l’axe de réglage A300. La portion de blocage 310 comprend des griffes de blocage 312, qui sont ménagées en saillie radialement à l’axe de réglage A300.