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Intérêt aotuel de cette invention
Le pétrole, depuis l'épuisement des charbonnages, est devenu
pour nos pays la principale source d'énergie., mais son prix
a fortement augmenté. En outre, la crainte subsiste qu'un
nouvel embargo de la part des pays producteurs, vienne à nous
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nous dans la nature, il y a notamment le vent. C'est la plus
méprisée des énergies naturelles parce que la moins bien connue.
Ce n'était pas le cas jadis, en Hollande par exemple, ou 9000
moulins à vent servaient non seulement à moudre le grain,
scier le bois et faire marcher des petites usines, mais surtout
à pomper et rejetter l'eau de la mer, sans quoi la superficie
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Mais lorsqu'on eut les facilités offertes par la machine à
vapeur, puis du moteur à explosion, cette merveilleuse science
éolienne que. les hommes avaient mis des millénaires à conquérir
s'est peu à peu perdue.Aujourd'hui, il faut presque repartir
à zéro. Maintenant que le besoin d'énergies de remplace-ment'
commence à se faire pressant, on s'efforoe de percer les secrets
perdus de l'énergie éolienne pour arriver à comprendre les
propriétés et le comportement du vent. Etant donné la carence
actuelle du savoir technologique en ce domaine,de longues et
laborieuses recherches ont été imposées aux inventeurs.
C'est ce qui les amène ici, en ce mémoire descriptif, à
fournir un effort spécial de vulgarisation en donnant des
explications bien plus longues et plus détaillées qu'il n'est
coutume de le faire dans une demande courante de brevet
d'invention.
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Or� tout mouvement est générateur d'énergie,, niais le déplacement de ce fluide gazeux et insaisissable qu'est le vent varie étrangement suivant le temps et suivant le lieu :
Le TEMPS exerce une influence déterminante sur le vent. Il est changeant, inégal, capricieux. Mais heureusement, les jours sans le moindre vent sont plutôt rares. Parfois, le souffle
de l'air est léger, trop fluide pour avoir de l'énergie,
sauf si l'on parvient par des moyens appropriés à augmenter
sa puissance. Aussi faut-il que la partie tournante d'une éolienne soit aussi légère que possible, évitant tout poids mort inutile. Mais il arrive en certains cas que le vent se déchaîne, coups de vent, rafales, bourrasques parfois intermittent et de courte durée se succèdent et il s'agit alors
que l'éolienne soit suffisamment robuste pour fonctionner
dans ces conditions; extrêmes. D'où il s'ensuit que le créneaude l'utilisation de l'énergie du vent est la condition primordiale de tout bon moteur éolien.
Le LIEU modifie considérablement le comportement du vent, surtout dans nos régions surpeuplées où les maisons, murs, arbres, haies, constituent autant de chicanes qui le freinent et le paralysent, créant ce qu'on appelle un "vent de girouette". Les emplacements privilégiés pour recueillir l'énergie éolienne seront donc les endroits isolés tels que bord de mer, de fleuve, de canal, ainsi que le long des autoroutes où le recours à cette énergie ferait réaliser des économies d'éclairage;
de même que pour le développement du tourisme par la création, notamment, de sites pour camping à des endroits trop distants des lignes de distribution du courant électrique. Par ailleurs, les buildings et les usines au toit plat pourraient utiliser celui-ci pour se procurer une source auxiliaire d'énergie.
La genèse de l'idée inventive
Il convient, tout d'abord, d'exposer le raisonnement ayant conduit à la présente invention, La première question à se
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la puissance à l'éolienne ?". - Est-ce la FORME de l'éolienne? Non ! Car de multiples expériences réalisées, pendant trois ans, avec les prototypes les plus divers : à aubes, coupoles, cornets, rames, ailettes, entonnoirs.. ont montré que, d'une forme à l'autre, la différence au point de vue rendement n'est pas bien grande. Certes, on peut toujours pousser le perfectionnement, modifier le profil, changer le dispositif, améliorer le mécanisme et arriver ainsi à augmenter un peu le rendement mais c'est presque -toujours au détriment du prix de revient de l'énergie. Or, le vent est une énergie offerte par la nature, gratuite et inépuisable. Ce n'est donc nullement une matière première qu'il faut épargner à tout prix parce que rare et chère.
Dès lors, quels sont donc les -/raïa facteurs du rendement ? Bien entendu, c'est la FORCE du vent, c'est donc sa vitesse mais, comme l'homme ne peut contraindre
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sans doute Jamais agir. Mais là où il le peut assurément, c'est sur la DIMENSION de l'éolienne, c'est-à-dire sur la surface présentée au vent et captant son énergie. Donc, plus on veut de puissance énergétique, plus grande doit être l'éolienne car la puissance qu'elle peut fournir est proportionnelle à l'aire qui reçoit la poussée du vent qui passe.
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Accroître les dimensions d'une éolienne dans le but d'en
tirer plus de puissance ne peut se faire qu'en deux directionsverticalement ou horizontalement :
VERTICALEMENT - cela présente certains avantages, le vent étant plus régulier en haut que près du sol où il est gêné
par frintion contre la végétation, perdant ainsi un tiers de sa vitesse dans la zone dite de "turbulence". Aussi, l'éolien-
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ne serait-ce que par précaution contre les accidents possibles. Pour l'agrandir en hauteur, il faudrait prévoir un solide
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administratif qu'il faudra franchir : urbanisme, environnement
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nage par son sifflement et son grincement. Or, en hiver surtout,
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un spécialiste fait toujours perdre du temps et de l'argent. C'est pourquoi, augmenter les dimensions d'une éolienne dans le sena vertical ne semble guère une solution pratique.
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Certes, moindre sera le rendement, le vitesse du vent étant généralement plus réduite près du sol. Mais il ne manque pas, comme nous l'avons vu, d'excellentes localisations pour tirer de l'énergie du vent. - En résumé, agrandit les dimensions d'une dolienne dans le sens horizontal semble donc le seul moyen pour capter, suffisamment d'énergie à partir du vent pour que Cela en vaille réellement la peine. Tel était donc
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de l'invention ci-après décrite et représentée" <EMI ID=18.1>
La présente invention est relative à un ensemble d'éléments et de moyens qui, pris isolément, sont déjà connus mais dont
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un caractère indéniable d'originalité. La nouveauté en réside essentiellement dans le fait que ces éléments et moyens qui, jusqu'ici, étaient épars sont à présent réunis dans un ensemble cohérent et ordonne en vue d'aboutir au résultat désiré: obtenir de l'énergie au moyen du vent. Les dessins
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plement à titre d'exemples et ne peuvent, en aucuns manière, être considérées comme étant de nature restrictive ou limitative. En résumé, la présente invention est basée sur doux
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puissance digne de oe nom, il faut exposer au vent un maximum de surface utile. 2) Le vent est un cheval sauvage qu'il faut domestiquer. - Pour le premier point, le problème a été résolu
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en LARGEUR, par l'adjonction d'éléments sans autre limite que celle de l'emplacement disponible, l'éolienne pouvant aisément s'étendre par agrandissement latéral.
en HAUTEUR, grâce à un système d'étagement des tambours rotatifs, lesquels sont placés en gradins et disposés ainsi l'un au dessus de l'autre. La surface exposée au vent est
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considérablement et permet d'obtenir plus de puissance.
Comment peut-on domestiquer le vent ?
Il faut d'abord l'empêcher de nuire. Souvent, on a reproché aux éoliennes à tambours rotatif'! d'avoir un rendement trop faible et c'est cela qui, jusqu'ici. les a fait rejeter. Cela provient de ce que, dans un tambour rotatif, il y a un
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son creux la poussée du vent et la transmet à l'axe qu'il fait ainsi pivoter. Le mauvais, ou en anglais "iddle side", est celui contre lequel vient buter le vent sur le côté bombé de l'aubago qui revient en arrière. Or, la força vive d'uno éolienne dtant la différence qu'il y a entre la poussée produite par le vent
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il s'agit avant tout -d'éviter que le vent en venant buter contre le côté passif, ne forme ainsi contre-pression, paralysant la rotation du tambour et détruisant le bon rendement.
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aussi simple qu'ingénieuse en disposant les rangées de tambours d'une telle façon que ne soit exposée au vent que leur partie utile, simplement en cachant la partie nuisible par la rangée
de tambours voisine disposée de façon à former écran.
Ainsi, non seulement on améliore le rendement en supprimant la contre-pression du vent à cet endroit, mais en outre et c'est
oe qui est important, on gagne beaucoup d'espace étant donné
que toute la surface disponible de l'éolienne se trouve exposée au souffle du vent. En outre, selon l'invention, le système
est compléta par un Jeu intégré de "déflecteurs de vent" servant, d'une part, à diriger le vent dans le sens le plus favorable
en rectifiant légèrement sa trajectoire afin d'assurer à l'éolienne le rendement le meilleur et, d'autre part, en prélevant au dessus du dispositif une couche de vent additionnelle.
Les DESSINS - Explications et commentaires La figure A est la vue panoramique de l'installation, le dessin de droite montrant oomment se fait l'agrandissement latéral. La figure B est un ahéma du dispositif. Les flèches courbes indiquant le sens de la rotation des tambours,qui est le marne aussi bien par vent-avant que par vent-arrière. La figure C montre comment senties aubages du tambour rotatif. La figure D expose le schéma du mécanisme de transmission.
Importait - Les chiffres inscrits sur les dessins se rapportent
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ont été utilisas pour la numérotation des revendications. -
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le creux des aubes incurvées fait de la sorte tourner l'arbre
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cercle des aubes peut se régler suivant la force du vaut, leur
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par ses extrémités à la flanque latérale 5. Cette partie tour-
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en fines tôles d'acier afin d'éviter tout poids mort inutile.
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(2)Ce dessin indique comment, par agrandissement latéral de l'aire
de captation du vent, on peut recueillir plus d'énergie. Cela se fait aisément au moyen de tronçons, ou segments, d'éolienne pouvant être préfabriqués en série par éléments standardisés et qui, ajoutés les uns aux autres et reliés entre eux, permettent d'accroître ainsi considérablement la prise du vent,
(3)Détail montrant comment,on parvient à multiplier la surface
exposée au vent grâce au système d'étagement des rangées de tambours rotatifs se sup�erposant par paliers successifs l'un au dessus de L'autre et qui sont supportés par l'armature solide d'um châssis métallique.
(4)Déclivité du dispositif - élément de base de l'invention.
Le détail 4 montre que l'armature supportant les arbres rotatifs est inclinée par rapport à l'horizontale. Cette idée inventive, véritable coeur de l'invention.., nécessite des explications spéciales, car plusieurs avantages en résultent : 1[deg.]) la rangée des tambours masque, cache, couvre et protège du vent la partie bombée, donc nuisible, des tambours de la rangée suivante, et cela en -vue de n'exposer au vent que la partie creuse, donc utile. On évite ainsi que les aubes, à leur retour en arrière, pendant leur rotation, ne soient soumises à la contre-pression du vent.
Et cela améliore grandement le rendement de l'éolienne. 2[deg.])Grâce à oe système, il n'existe plus aucun vide, aucun "trou� aucune perte, toute la surface étant utilisée pour capter le vent. 3[deg.])A l'avant - à gauche du dessin -, on rencontre mieux le vent surtout en cas de tempête, car lorsqu'il y a dépression athmosphérique, le vent pique vers le sol, fonçant vers le plan inclina. 4[deg.])A l'arrière - à droite du dessin -, cette disposition "en plan incliné" crée un véritable piège à vent. D'un vent léger, on fait un vent musclé. En effet, le vent s'engouffre dans l'entonnoir créé par le plan incliné et ne peut en sortir qu'en passant par les aubages qu'il fait ainsi tourner. Or, le vent étant un fluide éminement compressible, il s'agit de le comprimer d'abord pour augmenter sa pression.
Son volume, en se réduisant, augmente la force avec laquelle il faut tourner les aubages de l'éolienne..
Les vents faibles venant généralement de l'Est, appelés aussi vents continentaux, sont pris dans l'entonnoir formé à l'arrière par le plan incliné de l'éolienne., où il est pris au piège et,
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de plus en plus étroit, il est comprimé en augmentant ainsi sa pression, ce qui permet à l'éolienne de fournir de l'énergie alors qu'aucun autre système ne pourrait en donner avec des vents aussi faibles.
(6)Flasque ou pièce plate servant au flanquement latéral des
tambours rotatifs assurant la rigidité des tôles des aubages,
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en vue de prélever le vent soufflant de travers, de biais.
Chaque alvéole ainsi constituée par les aubages, entre les
deux flasques, sert à recueillir le vent et à l'écluser.
Les vents latéraux ne donnent pas, bien entendu, un rendement maximum car il faut tenir compte de l'angle que fait l'éolienne par rapport au lit du vent. Avec l'invention, toutes orientations sont possibles,mais il semble préférable que les axes
des tambours rotatifs soient orientés dans le sens Nord-Sud.
A oe propos, on pourrait diviser les vents comma si-dessous :
Les vents traditionnels, ou vents dominants, ou vents maritimes.
Ce sont ceux qui viennent des directions Ouest (SO-O-NO) et qui, dans nos pays proches de la mer, sont à la fois les plus fréquents et les plus puissants - vente de tempête.
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Ils sont généralement moins forts et moins fréquents.
Les vents exceptionnels - plein Nord ou plein Sud -
Si l'éolienne est orientée Nord-Sud, , il est évident qu'alors l'éolienne ne tourne pas. Ce sont deux angles morts. Mais il faut également contater que les vents plein Nord e� plein Sud sont généralement de courte durée étant donné le caractère tournoyant des régimes cycloniques et anticycloniques,qui fait changer fréquemment le vent de direction. Par ailleurs, ces arrêts momentanés du fonctionnement de l'éolienne ne sont pas perdus. Cette suspension du mouvement est mise à profit pour vérifier régulièrement l'état des organes de l'éolienne et notamment la tension des courroies de transmission, comme expliqué ci-après, ainsi que pour toutes réparations éventuelles.
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et servant pour : 1[deg.]) isoler chaque rangée de tambours rotatifs de la rangée voisine afin d'éviter que la turbulence de l'air créée dans le sillage des aubages ne vienne affecter le rendement de la rangée voisine car le vent, sous l'effet de la force centrifuge, tend à s'écarter et cela pourrait nuire au rendement de la rangée voisine; diriger le souffle du vent vers l'endroit
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façon des distributeurs des turbines à gaz. Il s'agit, en outra, que le vent prenne le "bon virage" et tourne avec les tambours de façon à faciliter les conditions d'écoulement du fluide aérien.
Ces déflecteurs intercalaires en S seront donc réglables et orientables afin que, par tâtonnements, le rendement s'améliore.
(7)Panneau placé en oblique au ras du sol, au bord d'attaque du
dispositif, dénommé "Déflecteur inférieur" ou "tremplin à vent".
Il est utilisé pour soulever le vent soufflant au ras du sol afin de le faire monter vers les tambours rotatifs. Ce déflecteur est complété à l'arrière et dans le sens opposé par un autre panneau oblique qui lui est adossé et qui sert à capter le vent venant de l'arrière. Il est important de noter que, quelle que soit la direction du vent, les tambours rotatifs tourneront toujours dans le même sens.
(8)Panneau placé au sommet du dispositif,dénommé "rabat-vent".
Il vise à augmenter la puissance recueillie par l'éolienne en s'emparant d'une couche de vent passant au dessus�en rabattant celui-ci de façon le faire descendre vers les tambours rotatifs. Ce "déflecteur supérieur", orientable d'un côté oU!
de l'autre suivant l'arrivée du vent, permet ainsi de capter une tranche de vent additionnelle et d'augmenter le rendement.
(9)Le "déflecteur supérieur" ou.rabat-vent peut servir de
capteur d'énergie solaire, pour le chauffage notamment. exemple : le courant électrique fourni au moyen de l'éolienne pourrait servir à pulser vers des locaux à chauffer de l'air surchauffé par le soleil dans ce panneau solaire. On obtient ainsi ce résultat qu'une énergie sert à utiliser l'autre.
C'est un premier pas réalisé dans la pratique vers l'autonomie énergétique. Car l'avenir est à la conjugaison de ces deux énergies naturelles qui se complètent admirablement.
(IO)Ce dessin montre comment fonctionne le système de transmission
de la force produite par les tambours rotatifs de l'éolienne.
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poulies parallèles à gorge en V reliant entre eux les arbres rotatifs au moyen de courroies de transmission, préférablement de forme trapézoïdale. Il est aisé à comprendre, en effet,
que la poussée du vent sera souvent très différente d'un tambour à l'autre. Ainsi, par vent venant de l'avant, ce seront les tambours de la rangée du dessus qui recevront la plus forte poussée du vent. Tandis que, par vent arrière, ce sera vraisemblablement la rangée la plus basse. Dès lors, il est bon que ces différences excessives soient corrigées. En reliant les uns aux autres les axes des tambours rotatifs, les tensions
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mut�llement. Un meilleur rendement est assuré car tous les tambours de l'éolienne tournent à l'unisson, d'une façon régulière et sans à-coups.
Pour oe qui concerne la prise de force, qu'elle soit envisagée pour usage mécanique ou électrique, celle-ci se fait à l'étage inférieur. Or, c'est ici que se pose le problème le plus délicat car, l'éolienne étant un rotor à petite vitesse, elle peut convenir, en usage mécanique, pour des appareils à régime lent tels que crible, bétonnière, pompe, etc.. tandis que pour faire tourner une génératrice électrique, il y aura lieu de
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donc être soigneusement étudiée car,étant donné que l'installation fonctionne jour et nuit, il faut éviter -le recourir à des engrenages bruyants pour ne pas incommoder le voisinage.
utiliser/
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avec tendeur réglable, ou encore, une chaîne tournant dans un carter à bain d'huile. Un abri pour las transmission et le
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en film plastique de polyéthylène assez fort, tendu sur aroeaux
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l'autre par l'abri du mécanisme et des transmissions.
La surface réceptive du vent sera de 60 M2, soit deux tronçons ou plans inclines de 6 mètres de long sur 5 mètres de haut. Pour un rendement de 100 watts au mètre carré, cela donnerait donc 6.000 watts, soit plus de 50.000 kilowatts par an. Ce rendement peut être aisément doublé, simplement par ajoute
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et dépend en grande partie de la bonne exposition au vent.
Moteur dolien formé de tambours rotatifs dont les aubes tournantes actionnées par le vent sont fixées à un arbre .central qui, par sa rotation, produit
de la force motrioe.
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