WO2014191331A1 - Support pivot hydrolienne - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to the general field of hydrolines arranged to collect mechanical energy in a fluid flow.
  • patent WO2010012888 discloses a tidal turbine arranged to collect mechanical energy in a flow of fluid such as water.
  • An object of the present invention is to provide a tidal turbine for orienting the energy sensing assembly in the fluid flow.
  • a tidal turbine comprising:
  • the tidal turbine further comprising;
  • the tidal turbine according to the invention is essentially characterized in that it comprises means for orienting the collection assembly relative to the support, these orientation means being arranged to orient the collection assembly by pivoting this capture assembly along at least one axis of the support, and to achieve this orientation so that when the sensing assembly is immersed in a flow of liquid fluid having a direction of flow and a given minimum flow velocity, the preferred energy sensing axis is substantially oriented parallel to the direction of flow, these orientation means further comprising elastic means for returning the collection assembly to a reference angular position of the collection assembly relative to the support.
  • the expression "the preferred energy sensing axis substantially oriented parallel to the direction of flow” means that the preferred energy sensing axis must be parallel to the direction of flow. of fluid to plus or minus 20 ° and preferably to plus or minus 5 °.
  • This limitation is preferentially chosen to +/- 20 0 when the tidal turbine is placed in a low velocity current, less than 0.5 m / s.
  • This limitation is preferentially chosen to +/- 5 0 when the tidal turbine is placed in a high velocity stream, that is greater than 0.5 m / s.
  • the orientation of the preferred energy sensing axis in the stream is preferably achieved by the drag forces of the tidal turbine and its support (which may have a vertical panel to increase the orientation effect generated by drag forces). It is noted that the drag forces change squared of the speed of the current, so the accuracy of the orientation increases with the increase of the speed of the current. It will be noted that the direction of flow extends along a straight line of flow, the flow having a direction of flow being likened to a laminar flow.
  • the capture assembly when the collection assembly is immersed in a flow of laminar fluid which has a recurrent direction. tiline, a direction of flow and a top speed where equal to the given minimum flow velocity, the capture assembly is oriented in the flow so that the preferred energy sensing axis of this set is substantially parallel in the sense of flow.
  • the given minimum speed is chosen to be the speed of the flow from which it is desired that the orientation means allow / realize the orientation of the collection assembly with respect to the direction of the flow in such a way that the axis of cap ⁇ tion ⁇ energy preferred is substantially parallel to the direction of flow and therefore substantially pa ⁇ the direction of this flow.
  • the orientation means hold the collection assembly in its fixed reference position relative to the support, this reference angular position being independent of the direction and / or the direction of 1 flow.
  • the orientation of the collection assembly in the fluid flow is effected by the orientation means which cooperate with the collection assembly, so as to take into account both the direction of the flow and the speed. of this flow to achieve this orientation.
  • the orientation means orient the collection assembly so that its preferred energy collection axis follows the direction of flow and / or the direction of flow. flow, even if they vary and / or reverse.
  • the orientation means allow a potential optimization of the amount of mechanical energy captured in the flow, particularly in the phases where the flow has a velocity. greater than the given minimum speed and changes direction.
  • the change in direction and / or direction of the flow is accompanied by a decrease the speed of the flow at the time of the invention of the tide direction.
  • the flow rate increases again.
  • the tidal turbine according to the invention is implanted so that the preferred energy sensing axis of the collection assembly in its reference position relative to the support is aligned, parallel with a well stabilized flow direction. known for a given seabed.
  • This well-known flow direction is preferably the direction of the current established at the beginning of the ebb tide or at the beginning of the rising tide.
  • the invention makes it possible to position the collection assembly in the reference position, corresponding for example to the meaning proper to the ebb tide, even before the speed of this ebb tide stream is sufficient to force the orientation of the collection assembly in the direction proper to the ebb tide.
  • the invention makes it possible, thanks to the elastic return means, to orient the collection assembly so that it begins to capture energy in the tidal flow downstream of the tide reversal.
  • the tidal turbine according to the invention allows using simple elastic means to increase, the potential duration of mechanical energy capture on a rising / falling tide cycle.
  • the invention allows the overall to improve the energy harvesting efficiency on a tidal cycle.
  • the orientation means are arranged to achieve this orientation of the collection assembly with respect to the direction of flow as soon as the given minimum flow speed exceeds 0.4 meters per second. .
  • the orientation means are arranged to maintain the capture assembly in the reference angular position as long as the flow velocity is less than 0.4 meters per second. Beyond this minimum speed, the orientation means perform the orientation of the collection assembly in the flow according to the direction of the flow.
  • the tidal turbine comprises means for generating a drag force when the assembly is immersed in the fluid flow, these drag force generation means are arranged in such a way that the drag force generates a torque on the orientation means as it directs the collection assembly so that the preferred energy capture axis is substantially oriented parallel to the direction of flow.
  • These means for generating the drag force may comprise:
  • drift element of the collection assembly such as the undulating membrane of the collection assembly presented hereinafter;
  • a drifting element of the orientation means such as a drift extending from the orienting means parallel to the axis of the support.
  • the orientation means are placed in such a way that the drag force generated on the collection assembly immersed in the flow generates a torque around the support axis as it directs the collection assembly so that the preferred energy capture axis is substantially oriented parallel to the direction of flow.
  • the invention further relates to a method of using a tidal turbine according to any one of the embodiments of the invention, this tidal turbine also comprising means for anchoring the support arranged to allow anchoring of the support on a ground of a seabed and prohibit the rotation of this support with respect to the ground on which it is anchored.
  • the method according to the invention is essentially characterized in that it comprises a step of anchoring the support of the tidal turbine on the ground so that that the capture assembly is in reference angular position relative to the support, the preferred energy sensing axis is then substantially parallel to a direction of fluid flow corresponding to the main flow direction of the marine current during a rising tide and / or tide.
  • the expression "the preferred energy sensing axis is substantially parallel to a fluid flow direction” means that the preferred energy sensing axis is parallel to more or at least 20 ° from the direction of flow.
  • the collection assembly is oriented by the orientation means so that the preferred energy capture axis is substantially parallel to a current direction of the flow.
  • the set of capture is pivo ⁇ side so that the entire capture is in its reference angular position relative to the support, the preferred energy sensing axis then being substantially parallel to the main direction of the coming flow which corresponds to a flow at the beginning of the rising tide and / or the ebb tide.
  • the tidal turbine according to the invention with its elastic return means is particularly adapted to be implanted in an environment with tidal currents that change their direction and intensity by describing "a rose of the currents".
  • the steering means may have resilient biasing means presenting lower elastic return characteristics.
  • the stiffness of the elastic return means and / or a pre-load value of these elastic means may be chosen as a function of the types of currents present at the location of the tidal turbine.
  • adjustment means may be arranged to vary the elastic return characteristics such as the stiffness of the elastic means and / or a preload force of these elastic means.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a tidal turbine according to the invention while it is immersed in a laminar fluid flow
  • FIG. 2 represents the tidal turbine of FIG. 1 without its undulating membrane belonging to the energy collection assembly
  • FIG. 3 shows a part of the energy collection assembly shown in FIG. 1, this part being intended on the one hand to carry the undulating membrane and, on the other hand, to be assembled on a rotating part of the power supply means. orientation;
  • FIG. 4 shows the support and the orientation means of the tidal turbine of Figure 1, these orientation means being arranged to support the portion of the collection assembly shown in Figure 3;
  • FIG. 5 shows a portion of the support and orientation means of Figure 1 seen in cross section along the support axis;
  • - Figure 6 shows a cross-sectional view of the orientation means of the tidal turbine according to the invention, this section being along the support axis;
  • FIG. 7 shows an exploded cross-sectional view of the orientation means of Figure 6, this section being along the support axis;
  • FIG. 8 shows an exploded perspective view of a portion of the orientation means of the tidal turbine according to the invention, this part having resilient means for returning the collection assembly relative to the support;
  • FIG. 9 shows a perspective view of the portion of the orientation means of Figure 8 while they are assembled
  • FIG. 10 shows the torque necessary to orient the energy collection assembly as a function of an orientation angle ⁇ whose origin corresponds to the reference angular position of the collection assembly with respect to to the support.
  • the invention relates to a tidal turbine 1 illustrated in Figure 1 and whose constituent elements are illustrated in Figures 2 to 9.
  • the tidal turbine 1 comprises an energy collection assembly 2 adapted to capture mechanical energy in a flow of liquid fluid having a direction of flow 4.
  • This collection assembly 2 comprises a preferred energy capture axis 3 such that the efficiency of the mechanical energy capture in the flow by the collection assembly is maximum when this preferred energy capture axis 3 is placed parallel to the direction of fluid flow 4 in which is immersed the collection assembly 2.
  • the tidal turbine 1 further comprises a support 5 for carrying the collection assembly 2 and the orientation means 6 of the sensing assembly 2 relative to the support 5. These orientation means 6 are arranged to cooperate with the assembly 2 and to orient it by pivoting according to an axis of the support 7 which is preferably oriented vertically.
  • orientation means are connected on the one hand to the support 5 and on the other hand to the collector assembly 2 to carry out the orientation of the assembly 2 immersed in a flow of fluid having a direction of flow 4 and a given minimum flow velocity so that the preferred energy sensing axis is substantially oriented parallel to the direction of flow 4.
  • orientation means 6 furthermore comprise elastic return means 8 for the sensing assembly 2 towards an angular reference position 16 of the sensing assembly 2 with respect to the support 5.
  • the elastic return means 8 are arranged to force the return of the sensor assembly 2 towards its reference position 16, they also prevent the sensor assembly 2 from moving away from its position. as long as the flow velocity is less than the given / predetermined minimum flow velocity. So that there is orientation of the sensor assembly, it is necessary that the flow 4 is well established and has a flow speed significa ⁇ tive. In other words, as long as the collector assembly is subjected to a turbulent flow having no well-established flow direction and / or sufficient velocity, the elastic means 8 then hold the collector assembly 2 in its angular reference position 16 until the flow has a speed and a well-established flow direction.
  • the minimum speed given is chosen to be 0.4 meters per second.
  • the tidal turbine may for example comprise mechanical or electromechanical adjustment means for adjusting the value of the minimum speed from which the preferred energy sensing axis 3 is oriented parallel to the direction of flow.
  • the orientation means 6 are arranged so that as soon as the flow is laminar and passes the given minimum speed, then there is a minimum torque forcing the pivoting of the collection assembly beyond its angular reference po ⁇ sition .
  • the sensing assembly 2 When the torque C exerted between the support 5 and the sensing assembly 2 around the support axis 7 becomes greater in absolute value than the absolute value of the predetermined minimum torque Cmin, the sensing assembly 2 then starts to rotate around of support axis 7 and away from its reference position 16.
  • the orientation angle ⁇ then varies linearly as a function of the torque C. It can be seen that this linear variation of the torque as a function of the angle ⁇ is symmetrical on both sides of the reference position 16.
  • the linear coefficient of variation of the torque C as a function of the angle ⁇ is, in a first direction of rotation 14 of the assembly, a function of a stiffness proper to a first spring 8a belonging to the elastic means 8.
  • the linear coefficient of variation of the torque C as a function of the angle ⁇ is, in a second direction of rotation 15 of the assembly 2, a function of a stiffness proper to a second spring 8b belonging to the elastic means 8.
  • the energy collection assembly 2 comprises a membrane 9 arranged to wave when it is immersed in the fluid flow.
  • This corrugation is in a direction of movement of a membrane wave corresponding to the preferred energy sensing axis 3.
  • a membrane is known in itself for example in the patent document WO2010012888.
  • the membrane may carry at least one driving flap 21 connected at an upstream side 11 of the membrane intended to form its leading edge to force the pivoting of this upstream side 11 around a pivot axis 23 perpendicular to this upstream side 11.
  • This driving flap 21 can promote the initiation of a wave movement of the membrane 9 in the flow.
  • the membrane may carry a leakage flap 22 connected to an upstream side of the membrane arranged to force the membrane its trailing edge to rotate along another axis passing through the trailing edge and parallel to the axis 23.
  • the trailing fin 22 promotes an extension of the membrane in the direction of flow 4 of the current.
  • the collection assembly 2 comprises a fastening piece 10 of the membrane to which is attached, via flexible links, an upstream side 11 of the membrane 9.
  • the membrane 9 can thus pivot at the location of this connection with the part 10, according to a pivot axis 23 substantially perpendicular to the support axis 7. Under the effect of this pivoting along the axis 23, the membrane is curve along axes of rectilinear curvatures parallel to the pivot axis 23. It is then found that the membrane 9 undulates in the flow forming at each instant a substantially sinusoidal shape.
  • the collection assembly may comprise limiting means 50a, 50b for spacing the upstream edge of the membrane from its downstream edge. These limitation means 50a, 50b are arranged so that the membrane can not be stretched in a plane and maintain the upstream and downstream edges of the membrane at a maximum distance which is less than the total length of the membrane.
  • the limitation means 50a and 50b are flexible links placed on either side of the membrane and extending parallel to the lateral edges of the membrane. Each of these links has an end fixed at the upstream edge and an end fixed at the downstream edge of the membrane.
  • the assembly 2 is coupled with a converter 12 adapted to convert at least a portion of the mechanical energy captured by the sensor assembly 2 into electrical energy.
  • the converter 12 is carried integrally by the membrane 9 so as to generate electrical energy from a ripple movement of the membrane in the direction of wave displacement.
  • this converter 12 has several permanent magnets and several coils which are connected to the membrane 9 so that during the undulation of the membrane, the permanent magnets are displaced relative to the coils and induce electric currents therein.
  • These coils are electrically connected to conductors so that currents induced in the coils are collected and distributed to an electrical distribution network.
  • the orientation means described in FIGS. 5, 6, 7, 8 and 9 comprise elastic return means 8 which are here formed of first and second return springs 8a, 8b helical. These springs are integrated in a rotary housing 24 of the orientation means 6.
  • Each of these springs 8a, 8b is arranged to return said pickup assembly 2 to its angular reference position 16.
  • Coupling means 13a, 13b of these first and second springs 8a, 8b with the pickup assembly 2 are formed of whereby, among the springs 8a, 8b,
  • Each of the first and second coupling means 13a, 13b is in the form of an annular ring provided with an angular stop 25a for the first coupling means 13a and an angular stop 25b for the second neck ⁇ means 13b beach.
  • the orientation means 6 also have:
  • the third annular ring 13c has angular stops 27a, 27b.
  • the stop 27a of the third ring 13c is arranged to abut against the angular stop 25a of the ring 13a, called first coupling means 13a, when the sensing assembly 2 is pivoted along the support axis 7 in a first direction of rotation 14 relative to the support 5.
  • the stop 27b of the third ring 13c is arranged to abut against the angular stop 25b of the ring 13b, called the second coupling means 13b, when the sensing assembly 2 is pivoted along the support axis 7 in a second direction of rotation 15 with respect to the support 5, this second direction of rotation being opposite to the first direction of rotation 14.
  • the first return spring 8a has an end 8al coupled to the ring 13a and another end 8a2 coupled to the fourth ring 26a, it is this first spring 8a that during the rotation in the first direction of rotation 14 from the position angular of reference 16, opposes the removal of the collection assembly vis-à-vis its reference angular position 16.
  • the second spring 8b is decoupled from the third ring 13c, since the second means 13b has a second angular stop 25c in engagement with an angular stop 26bl formed on the fifth ring 26b which is fixed relative to the support.
  • This angular abutment 26bl is arranged to oppose the pivoting of the second coupling means 13b beyond the reference position 16 and in the first direction of rotation 14 with respect to the support 5.
  • the second return spring 8b has an end 8bl coupled to the ring 13b and another end 8b2 coupled to the fifth ring 26b, it is this second spring 8b that during the rotation in the second direction of rotation 15 from the position angular reference 16, opposes the removal of the sensor assembly 2 vis-à-vis its reference angular position 16.
  • the first spring 8a is decoupled from the third ring 13c, since the first means 13b has a second angular stop 25d in engagement with an abutment 26al formed on the qua ⁇ triem ring 26a which is also fixed relative to the support.
  • This angular abutment 26al is arranged to oppose the pivoting of the first coupling means 13a, beyond the reference position 16 and in the second direction of rotation 15 with respect to the support 5.
  • Each of the rings 13a, 13b, 13c, 26a, 26b and each of the springs 8a, 8b is arranged around an internal annular tube 28 of the orientation means, this tube 28 extending around the support axis 7 and is subject
  • the fourth and fifth rings 26a, 26b are secured to this tube 28 to be fixed to rotate relative to the support 5.
  • its subjection to the tube 28 is achieved via a washer 40.
  • the rotary housing 24 of the orientation means 6 which extends around the rings 13a, 13b, 13c, 26a, 26b and each of the springs 8a, 8b is secured on the one hand to rotate with the third ring 13c and on the other hand with the capture assembly 2 along the axis of rotation 7.
  • the subjection of the third ring 13c with the housing 24 is via peripheral screws passing through recesses 41 of the housing and penetrating the periphery of the third ring 13c.
  • the rotary box 24 and the tube 28 form an external covering of the orientation means 6 making it possible to protect the springs 8a, 8b against aggression coming from outside the orientation means 6.
  • the orientation means have sixth and seventh friction rings 29a, 29b respectively arranged around the support axis and consequently around the tube 8.
  • the sixth friction ring 29a is axially arranged between an inner face 24a of the rotary housing 24 and a first face 13c1 of the third ring 13c so as to limit the axial friction (that is to say along the axis 7) between this ring 13c and the housing 24 during pivoting of the sensor assembly 2 relative to the support 5.
  • the seventh friction ring 29b is axially arranged between an inner axial face 28a of the tube 28 and a second face 13c2 of the third ring 13c of ma ⁇ niere to limit the axial friction between the ring 13c and the tube 28 during the pivoting of the collection set 2 with respect to the support 5.
  • pins 30a, 30b formed outside the housing 24 are used, these pins 30a, 30b are respectively arranged to fit into complementary recesses 31a, 31b. formed on a rigid face of the collection assembly 2. Clamping screws are pre ⁇ to press the rigid face of the sensor assembly 2 against the housing 24.
  • the lugs may be positioned to act as a polarizer and allow only one possible assembly position between the orientation means 6 and the sensor assembly 2. This avoids a misalignment of the preferred sensor axis in the lane. the marine environment where is fixed and oriented support 5. This greatly facilitates the maintenance of the tidal turbine, when for example it dismounts the capture assembly 2 to maintain it.
  • the orientation means 6 are arranged to limit the rotation of the capture assembly 2 relative to the support to at most 180 ° on either side of the reference angular position 16.
  • the ring 13a has a third abutment 25d 'arranged to abut against a second abutment 26al' when the assembly is rotated about 170 ° to 180 ° from its reference angular position and according to said first direction of rotation 14.
  • the ring 13b has a third abutment 25c 'arranged to abut against a second abutment 26bl' when the assembly is rotated about 170 to 180 ° from its reference angular position 16 and in the said second direction of rotation 15.
  • the means Orientation can achieve an equivalent orientation in both orientation directions 14 and 15 while limiting the torsion of the springs 8a, 8b and their deterioration.
  • the Hydroelectric may have translational guidance means 32, which here have the form of a tube fixedly connected to the rin ⁇ tier 24 and which extends from the inner face 24a of the housing 24, along the support axis 7, towards the support 5.
  • This tube 32 secured to the housing 24 passes inside the tube 28 which is secured to the support 5.
  • the resilient suspension means 33 comprise a compres sion spring ⁇ extending outside of the tube 32 and inside a tube 34 belonging to the support 5 and extending along the axis 7. This compression spring tends to spread the housing 24 of the tube 28 to thereby limit the axial forces of the part and other of the third ring 13c and thus limit the friction that can oppose the rotation of the sensor assembly 2 relative to the support 5.
  • the tidal turbine also comprises means 35 for anchoring the support 5 arranged to allow the support 5 to be anchored on a floor 36 of a seabed and to prevent the rotation of this support. 5 relative to the ground 36 on which it is anchored.
  • These anchoring means 35 may comprise only rigid means planted in the ground 36 sum in FIG.
  • these anchoring means 35 may comprise flexible ropes connected firstly to the ground 36 and on the other hand the floating support to prevent it from pivoting relative to the ground.
  • the anchoring means are arranged to prevent the sup ⁇ port can rotate relative to the ground 36 along a vertical axis extending from this ground. This allows a fixed orientation of the reference position 16 by rap ⁇ port to the ground 36.

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Abstract

Hydrolienne (1) comprenant : - un ensemble de captage d'énergie (2) comportant un axe de captage d'énergie privilégié (3); - un support (5) pour porter l'ensemble de captage (2). L' hydrolienne (1) comporte des moyens d'orientation (6) de l'ensemble de captage par rapport au support (5), ces moyens d'orientation (6) étant agencés pour orienter l'ensemble de captage (2) par pivotement de cet ensemble de captage (2) selon au moins un axe du support (7), et pour réaliser cette orientation de manière à ce que lorsque l'ensemble de captage (2) est plongé dans un écoulement de fluide présentant un sens d'écoulement (4) et une vitesse minimale d'écoulement donnée, l'axe de captage d'énergie privilégié (3) soit sensiblement orienté parallèlement au sens d'écoulement (4), ces moyens d'orientation (6) comportant en outre des moyens élastiques de rappel de l'ensemble (2) vers une position angulaire de référence par rapport au support (5).

Description

SUPPORT PIVOT HYDROLIENNE
L' invention concerne le domaine général des hy- droliennes agencées pour collecter de l'énergie mécanique dans un écoulement fluide.
ARRIERE PLAN DE L' INVENTION
On connaît par exemple du brevet WO2010012888 une hydrolienne agencée pour collecter de l'énergie mécanique dans un écoulement de fluide tel que de l'eau.
Le rendement d'une telle hydrolienne, dépend en grande partie de son orientation par rapport à la direc¬ tion et au sens de l'écoulement du fluide dans lequel elle est plongée.
OBJET DE L' INVENTION
Un objet de la présente invention est de fournir une hydrolienne permettant une orientation de l'ensemble de captage d'énergie dans l'écoulement de fluide.
RESUME DE L'INVENTION
A cet effet, selon l'invention, il est proposé une hydrolienne comprenant :
- un ensemble de captage d'énergie adapté à cap¬ ter de l'énergie mécanique dans un écoulement de fluide liquide, l'ensemble de captage comportant un axe de captage d'énergie privilégié tel que le rendement de captage d'énergie mécanique dans l'écoulement, par l'ensemble de captage, est maximum lorsque cet axe de captage d'énergie privilégié est placé parallèlement à un sens d'écoulement de fluide dans lequel est plongé l'ensemble de captage ; 1' hydrolienne comportant en outre ;
- un support pour porter l'ensemble de captage.
L' hydrolienne selon l'invention est essentiellement caractérisée en ce qu' elle comporte des moyens d'orientation de l'ensemble de captage par rapport au support, ces moyens d'orientation étant agencés pour orienter l'ensemble de captage par pivotement de cet ensemble de captage selon au moins un axe du support, et pour réaliser cette orientation de manière à ce que lorsque l'ensemble de captage est plongé dans un écoulement de fluide liquide présentant un sens d'écoulement et une vitesse minimale d'écoulement donnée, l'axe de captage d'énergie privilégié soit sensiblement orienté parallèlement au sens d'écoulement, ces moyens d'orientation comportant en outre des moyens élastiques de rappel de l'ensemble de captage vers une position angulaire de référence de l'ensemble de captage par rapport au support.
Pour la compréhension de l'invention, l'expression « l'axe de captage d'énergie privilégié sensiblement orienté parallèlement au sens d'écoulement » signifie que l'axe de captage d'énergie privilégié doit être parallèle au sens de l'écoulement de fluide à plus ou moins 20° près et préférentiellement à plus ou moins 5° près. On choisi préférentiellement cette limitation à +/-200 près lorsque l' hydrolienne est placée dans un courant de faible vitesse, inférieure à 0.5m/s. On choisi préférentiellement cette limitation à +/-50 près lorsque 1' hydrolienne est placée dans un courant de vitesse élevée, c'est-à-dire supérieure à 0.5m/s. L'orientation de l'axe de captage d'énergie privilégié dans le courant est préférentiellement réalisée par les forces de traînée de 1' hydrolienne et de son support (lequel peut disposer d'un panneau vertical pour augmenter l'effet d'orientation généré par les forces de traînée). On note que les forces de traînée évoluent au carré de la vitesse du courant, ainsi la précision de l'orientation augmente avec l'augmentation de la vitesse du courant. On note que le sens de l'écoulement s'étend selon une droite de direction d'écoulement, l'écoulement présentant un sens d'écoulement étant assimilé à un écoulement laminaire.
Grâce aux moyens d'orientation selon l'invention, lorsque l'ensemble de captage est plongé dans un écoulement de fluide laminaire qui présente une direction rec- tiligne, un sens d'écoulement et une vitesse supérieure où égale à la vitesse minimale d'écoulement donnée, l'ensemble de captage est orienté dans l'écoulement pour que l'axe de captage d'énergie privilégié de cet ensemble soit sensiblement parallèle au sens de l'écoulement.
La vitesse minimale donnée est choisie pour être la vitesse de l'écoulement à partir de laquelle on veut que les moyens d'orientation autorisent / réalisent l'orientation de l'ensemble de captage par rapport au sens de l'écoulement de telle manière que l'axe de cap¬ tage d'énergie privilégié soit sensiblement parallèle au sens de l'écoulement et par conséquent sensiblement pa¬ rallèle à la direction de cet écoulement.
En dessous de cette vitesse minimale d'écoulement donnée, les moyens d'orientation maintiennent l'ensemble de captage dans sa position de référence fixe par rapport au support, cette position angulaire de référence étant indépendante de la direction et/ou du sens de 1' écoulement .
L'orientation de l'ensemble de captage dans l'écoulement de fluide est effectuée par les moyens d'orientation qui coopèrent avec l'ensemble de captage, de manière à prendre à la fois en compte le sens de l'écoulement et la vitesse de cet écoulement pour réaliser cette orientation. Ainsi, si la vitesse de l'écoulement est suffisante, les moyens d'orientation orientent l'ensemble de captage de manière à ce que son axe de captage d'énergie privilégié suive le sens de l'écoulement et/ou la direction de l'écoulement y compris s'ils viennent à varier et/ou s'inverser.
En adaptant l'orientation de l'ensemble de captage dans l'écoulement, les moyens d'orientation autorisent une potentielle optimisation de la quantité d'énergie mécanique captée dans l'écoulement, en particulier dans les phases où l'écoulement présente une vitesse supérieure à la vitesse minimale donnée et change de sens .
On a remarqué, que dans certains cas, en particulier dans un cas où l'écoulement de fluide est associé à une marée alternativement montante et descendante, le changement de sens et/ou de direction de l'écoulement s'accompagne d'une baisse de la vitesse de l'écoulement au moment de l'invention du sens de marée. Une fois que l'écoulement a de nouveau retrouvé un sens d'écoulement stable, la vitesse de l'écoulement augmente à nouveau. En utilisant des moyens élastiques de rappel de l'ensemble de captage vers une position angulaire de référence de l'ensemble de captage par rapport au support, l'invention permet d'orienter l'ensemble de captage dans la position angulaire de référence prédéterminée dès que la vitesse de l'écoulement de fluide passe sous la vitesse minimale prédéterminée .
Idéalement, l' hydrolienne selon l'invention est implantée de manière que l'axe de captage d'énergie privilégié de l'ensemble de captage dans sa position de référence par rapport au support soit alignée, parallèle avec un sens d'écoulement stabilisé bien connu pour un fond marin donné. Ce sens d'écoulement bien connu est préférentiellement le sens du courant établi en début de marée descendante ou en début de marée montante.
Sur un cycle où l'on a une marée montante, avec un courant s' écoulant dans un sens propre à cette marée montante, suivi d'une marée descendante, avec un courant s' écoulant dans un autre sens qui est un sens propre à la marée descendante, l'invention permet de positionner l'ensemble de captage dans la position de référence, correspondant par exemple au sens propre à la marée descendante, avant même que la vitesse de ce courant de la marée descendante ne soit suffisante pour forcer l'orientation de l'ensemble de captage dans le sens propre à la marée descendante.
Comme, sur un cycle de marées, on a à peu près 1/4 du temps de cycle qui correspond à un temps d'étalé avec un écoulement présentant une vitesse :
- insuffisante pour orienter l'ensemble de captage ;
mais suffisante pour permettre un captage d'énergie mécanique par l'ensemble de captage s'il est correctement orienté dans l'écoulement.
L'invention permet grâce aux moyens élastiques de rappel, d'orienter l'ensemble de captage afin qu'il commence à capter de l'énergie dans l'écoulement de marée descendante dès l'inversion de marée.
Si elle est correctement implantée par rapport à un fond marin, l' hydrolienne selon l'invention permet à l'aide de moyens élastiques simples d'augmenter, la durée potentielle de captage d'énergie mécanique sur un cycle de marées montante / descendante.
Pour toutes ces raisons, l'invention permet au global d'améliorer le rendement de captage d'énergie sur un cycle de marées.
Selon un mode de réalisation privilégié de l'invention, les moyens d'orientation sont agencés pour réaliser cette orientation de l'ensemble de captage par rapport au sens de l'écoulement dès que la vitesse minimale d'écoulement donnée dépasse 0.4 mètres par seconde. En d'autres termes, les moyens d'orientation sont agencés pour maintenir l'ensemble de captage dans la position angulaire de référence tant que la vitesse de l'écoulement est inférieure à 0.4 mètres par seconde. Au-delà de cette vitesse minimale, les moyens d'orientation réalisent l'orientation de l'ensemble de captage dans l'écoulement en fonction du sens de l'écoulement. Dans un mode de réalisation de l'invention, 1' hydrolienne comporte des moyens de génération d'un effort de traînée lorsque l'ensemble est plongé dans l'écoulement fluide, ces moyens de génération d'effort de traînée sont disposés de manière à ce que l'effort de traînée génère un couple sur les moyens d'orientation tel qu'il oriente l'ensemble de captage pour que l'axe de captage d'énergie privilégié soit sensiblement orienté parallèlement au sens de l'écoulement.
Ces moyens de génération de l'effort de traînée peuvent comporter :
- un élément formant dérive de l'ensemble de captage, comme la membrane ondulante de l'ensemble de captage présentée ci-après ; et/ou
un élément formant dérive des moyens d'orientation, tels qu'une dérive s' étendant depuis les moyens d'orientation parallèlement à l'axe du support.
Pour favoriser l'orientation de l'ensemble de captage dans l'écoulement, on fait en sorte que les moyens d'orientation soient placés de manière que l'effort de traînée généré sur l'ensemble de captage plongé dans l'écoulement génère un couple autour de l'axe de support tel qu'il oriente l'ensemble de captage pour que l'axe de captage d'énergie privilégié soit sensiblement orienté parallèlement au sens de l'écoulement.
L'invention concerne en outre un procédé d'utilisation d'une hydrolienne selon l'un quelconque des modes de réalisation de l'invention, cette hydrolienne comportant en outre des moyens d' ancrage du support agencés pour permettre un ancrage du support sur un sol d'un fond marin et interdire la rotation de ce support par rapport au sol sur lequel il est ancré.
Le procédé selon l'invention est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'ancrage du support de l' hydrolienne sur le sol de manière que lors- que l'ensemble de captage est en position angulaire de référence par rapport au support, l'axe de captage d'énergie privilégié se trouve alors sensiblement parallèle à une direction d' écoulement de fluide correspondant à la direction d'écoulement principale du courant marin lors d'une marée montante et/ou d'une marée descendante.
Pour la compréhension de l'invention, l'expression « l'axe de captage d'énergie privilégié se trouve sensiblement parallèle à une direction d'écoulement de fluide » signifie que l'axe de captage d'énergie privilégié est parallèle à plus ou moins 20° près par rapport à la direction de l'écoulement. Lorsque la vitesse de l'écoulement est suffisamment élevée, c'est-à-dire supérieure à la vitesse minimale donnée, l'ensemble de captage est orienté par les moyens d'orientation pour que l'axe de captage d'énergie privilégié soit sensiblement parallèle à un sens courant de l'écoulement. Dès que la vitesse de l'écoulement est inférieure à la vitesse d'écoulement donnée, en général 0.4 mètres par seconde, alors l'ensemble de captage est pivo¬ té pour que l'ensemble de captage se trouve dans sa position angulaire de référence par rapport au support, l'axe de captage d'énergie privilégié étant alors sensiblement parallèle à la direction principale de l'écoulement à venir qui correspond à un écoulement en début de marée montante et/ou de marée descendante.
L' hydrolienne selon l'invention avec ses moyens élastiques de rappel est particulièrement adaptée à être implantée dans un environnement présentant des courants de marée qui changent de sens et d' intensité en décrivant « une rose des courants ».
Pour les applications où les courants changent peu de direction, comme des courants océaniques ou des courants de rivières, les moyens d'orientation peuvent présenter des moyens élastiques de rappel présentant des caractéristiques de rappel élastique plus faibles. Ainsi dans certains modes de réalisation, on peut faire en sorte de choisir la raideur des moyens élastiques de rappel et/ou une valeur de pré charge de ces moyens élastiques en fonction des types de courants présents sur le lieu d'implantation de l' hydrolienne . Dans un mode particulier de réalisation de l'invention, des moyens de réglage peuvent être agencés pour faire varier des caractéristiques de rappel élastique comme la raideur des moyens élastiques et/ou un effort de pré charge de ces moyens élastiques .
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels:
- la figure 1 représente une vue en perspective d'une hydrolienne selon l'invention alors qu'elle se trouve immergée dans un écoulement de fluide laminaire ;
- la figure 2 représente l' hydrolienne de la figure 1 sans sa membrane ondulante appartenant à l'ensemble de captage d'énergie ;
- la figure 3 présente une partie de l'ensemble de captage d'énergie présenté à la figure 1, cette partie étant destinée d'une part à porter la membrane ondulante et d'autre part à être assemblée sur une partie tournante des moyens d'orientation ;
- la figure 4 présente le support et les moyens d'orientation de l' hydrolienne de la figure 1, ces moyens d' orientation étant agencés pour supporter la partie de l'ensemble de captage présentée à la figure 3 ;
- la figure 5 présente une portion du support et des moyens d'orientation de la figure 1 vus en coupe transversale selon l'axe de support ; - la figure 6 présente une vue en coupe transversale des moyens d'orientation de l' hydrolienne selon l'invention, cette coupe étant selon l'axe de support ;
- la figure 7 présente une vue éclatée en coupe transversale des moyens d'orientation de la figure 6, cette coupe étant selon l'axe de support ;
- la figure 8 présente une vue éclatée en perspective d'une partie des moyens d'orientation de l' hydrolienne selon l'invention, cette partie présentant des moyens élastique de rappel de l'ensemble de captage par rapport au support ;
- la figure 9 présente une vue en perspective de la partie des moyens d'orientation de la figure 8 alors qu'ils sont assemblés ;
- la figure 10 présente le couple nécessaire à l'orientation de l'ensemble de captage d'énergie en fonction d'un angle d'orientation Θ dont l'origine correspond à la position angulaire de référence de l'ensemble de captage par rapport au support .
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Comme indiqué précédemment, l'invention concerne une hydrolienne 1 illustrée à la figure 1 et dont des éléments constitutifs sont illustrés aux figures 2 à 9.
L' hydrolienne 1 comprend un ensemble de captage d'énergie 2 adapté à capter de l'énergie mécanique dans un écoulement de fluide liquide présentant un sens d' écoulement 4.
Cet ensemble de captage 2 comporte un axe de captage d'énergie privilégié 3 tel que le rendement de captage d'énergie mécanique, dans l'écoulement, par l'ensemble de captage est maximum lorsque cet axe de captage d'énergie privilégié 3 est placé parallèlement au sens d' écoulement de fluide 4 dans lequel est plongé l'ensemble de captage 2.
L' hydrolienne 1 comporte en outre un support 5 pour porter l'ensemble de captage 2 et des moyens d'orientation 6 de l'ensemble de captage 2 par rapport au support 5. Ces moyens d'orientation 6 sont agencés pour coopérer avec l'ensemble 2 et l'orienter par pivotement selon un axe du support 7 qui est préférentiellement orienté verticalement.
Ces moyens d'orientation sont reliés d'une part au support 5 et d'autre part à l'ensemble de captage 2 pour réaliser l'orientation de l'ensemble 2 plongé dans un écoulement de fluide présentant un sens d'écoulement 4 et une vitesse minimale d'écoulement donnée de manière que l'axe de captage d'énergie privilégié soit sensiblement orienté parallèlement au sens d' écoulement 4.
Ces moyens d'orientation 6 comportent en outre des moyens élastiques de rappel 8 de l'ensemble de captage 2 vers une position angulaire de référence 16 de l'ensemble de captage 2 par rapport au support 5.
Ainsi, grâce à l'invention, on peut :
- d'une part orienter l'ensemble de captage dans l'écoulement de fluide dès que la vitesse de cet écoulement est suffisante, c'est-à-dire dès qu'elle est supérieure à la vitesse minimale prédéterminée qui est la vitesse à partir de laquelle on considère que l'écoulement présente un sens d'écoulement effectif / établi ; et
- d'autre part forcer le retour de l'ensemble de captage dans la position de référence dès que la vitesse de l'écoulement est trop faible pour qu'on considère le sens de l'écoulement 4 comme effectivement établi.
En outre, comme les moyens élastiques de rappel 8 sont agencés pour forcer le rappel de l'ensemble de captage 2 vers sa position de référence 16, ils s'opposent également à ce que l'ensemble de captage 2 s'écarte de sa position de référence 16 tant que la vitesse de l'écoulement est inférieure à la vitesse minimale d'écoulement donnée / prédéterminée. Pour qu'il y ait orientation de l'ensemble de captage, il faut que le sens d'écoulement 4 soit bien établi et présente une vitesse d'écoulement significa¬ tive. En d'autres termes, tant que l'ensemble de captage est soumis un écoulement turbulent n'ayant pas de sens d'écoulement 4 bien établi et/ou de vitesse suffisante, les moyens élastiques 8 maintiennent alors l'ensemble de captage 2 dans sa position angulaire de référence 16 jusqu'à ce que l'écoulement présente une vitesse et un sens d'écoulement bien établi.
La vitesse minimale donnée est choisie pour être de 0.4 mètres par seconde. L' hydrolienne peut par exemple comporter des moyens de réglage mécanique ou électromécanique permettant de régler la valeur de la vitesse minimale à partir de laquelle l'axe de captage d'énergie privilégié 3 est orienté parallèlement au sens d'écoulement.
Les moyens d'orientation 6 sont agencés pour que dès que l'écoulement est laminaire et passe la vitesse minimale donnée, on ait alors un couple minimum forçant le pivotement de l'ensemble de captage au-delà de sa po¬ sition angulaire de référence. Ce couple minimum Cmin est illustré à la figure 10 où l'on voit que tant que le couple C exercé entre le support 5 et l'ensemble de captage 2 autour de l'axe de support 7 n'est pas supérieur en valeur absolue à la valeur absolue du couple minimum prédéterminé Cmin, l'ensemble de captage 2 reste dans sa position angulaire prédéterminée 16 où l'angle d'orientation Θ de l'axe de captage d'énergie privilégié 3 par rapport à la position angulaire prédéterminée 16 est de 9=0°.
Lorsque le couple C exercé entre le support 5 et l'ensemble de captage 2 autour de l'axe de support 7 devient supérieur en valeur absolue à la valeur absolue du couple minimum prédéterminé Cmin, l'ensemble de captage 2 commence alors à pivoter autour de l'axe de support 7 et s'éloigne de sa position de référence 16.
Dès que la valeur absolue du couple C devient supérieure à la valeur absolue due couple minimum prédéterminé Cmin, l'angle d'orientation Θ varie alors de manière linéaire en fonction du couple C. On constate que cette variation linéaire du couple en fonction de l'angle Θ est symétrique de part et d'autre de la position de référence 16.
Le coefficient de variation linéaire du couple C en fonction de l'angle Θ est, dans un premier sens de rotation 14 de l'ensemble, fonction d'une raideur propre à un premier ressort 8a appartenant aux moyens élastiques 8.
De même, le coefficient de variation linéaire du couple C en fonction de l'angle Θ est, dans un second sens de rotation 15 de l'ensemble 2, fonction d'une raideur propre à un second ressort 8b appartenant aux moyens élastiques 8.
Comme on le voit sur la figure 1, l'ensemble de captage d' énergie 2 comprend une membrane 9 agencée pour onduler lorsqu'elle est plongée dans l'écoulement de fluide. Cette ondulation se fait selon une direction de déplacement d'une onde de membrane correspondant à l'axe de captage d'énergie privilégié 3. Une telle membrane est connue en elle-même par exemple dans le document brevet WO2010012888. Comme on le voit sur la figure 1, la membrane peut porter au moins un aileron d'attaque 21 relié au niveau d'un côté amont 11 de la membrane destiné à former son bord d'attaque pour forcer le pivotement de ce côté amont 11 autour d'un axe de pivotement 23 perpendiculaire à ce côté amont 11. Cet aileron d'attaque 21 permet de favoriser l'amorce d'un mouvement d'ondulation de la membrane 9 dans l'écoulement. De même, la membrane peut porter un aileron de fuite 22 relié à un côté amont de la membrane agencé pour forcer la membrane au niveau de son bord de fuite à pivoter selon un autre axe passant par ce bord de fuite et parallèle à l'axe 23. L'aileron de fuite 22 favorise une extension de la membrane dans le sens d'écoulement 4 du courant. Ces ailerons d'attaque 21 et de fuite 22 permettent de limiter un mouvement de départ en vrille de la membrane autour de l'axe de captage d'énergie privilégié 3.
L'ensemble de captage 2 comprend une pièce d'attache 10 de la membrane sur laquelle est attaché, via des liens souples, un côté amont 11 de la membrane 9.
La membrane 9 peut ainsi pivoter à l'endroit de cette liaison avec la pièce 10, selon un axe de pivotement 23 sensiblement perpendiculaire à l'axe de support 7. Sous l'effet de ce pivotement selon l'axe 23, la membrane se courbe selon des axes de courbures rectilignes parallèles à l'axe de pivotement 23. On constate alors que la membrane 9 ondule dans l'écoulement en formant à chaque instant une forme sensiblement sinusoïdale. Comme on le voit sur la figure 1, l'ensemble de captage peut comporter des moyens de limitation 50a, 50b de l'écartement du bord amont de la membrane vis-à-vis de son bord aval. Ces moyens de limitation 50a, 50b sont agencés pour que la membrane ne puisse pas se tendre selon un plan et maintiennent les bords amont et aval de la membrane à une distance maximale qui est inférieure à la longueur totale de la membrane. Ainsi la membrane présente forcément une courbure dans le sens d' écoulement du courant, ce qui favorise son ondulation dans le courant. Les moyens de limitation 50a et 50b sont des liens souples placés de part et d' autre de la membrane et s 'étendant parallèlement aux bords latéraux de la membrane. Chacun de ces liens présente une extrémité fixée au niveau du bord amont et une extrémité fixée au niveau du bord aval de membrane .
L'ensemble 2 est couplé avec un convertisseur 12 adapté à convertir une partie au moins de l'énergie mécanique captée par l'ensemble de captage 2 en une énergie électrique. Ici, le convertisseur 12 est porté intégralement par la membrane 9 de manière à générer de l'énergie électrique à partir d'un mouvement d'ondulation de la membrane selon la direction de déplacement d'onde. Typiquement, ce convertisseur 12 présente plusieurs aimants permanents et plusieurs bobines qui sont reliés à la membrane 9 de manière que lors de l'ondulation de la membrane, les aimants permanents soient déplacés par rapport aux bobines et y induisent des courants électriques.
Ces bobines sont reliées électriquement à des conducteurs pour que les courants induits dans les bobines soient collectés et distribués vers un réseau de distribution électrique.
Comme indiqué précédemment, les moyens d'orientation décrits aux figures 5, 6, 7, 8 et 9 comportent des moyens élastiques de rappel 8 qui sont ici formés de premier et second ressorts de rappel 8a, 8b hélicoïdaux. Ces ressorts sont intégrés dans un boîtier rotatif 24 des moyens d'orientation 6.
Chacun de ces ressorts 8a, 8b est agencé pour ramener ledit ensemble de captage 2 dans sa position angulaire de référence 16. Des moyens de couplage 13a, 13b de ces premier et second ressorts 8a, 8b avec l'ensemble de captage 2 sont formés de manière que, parmi les ressorts 8a, 8b, :
- c'est uniquement le premier ressort 8a qui tend à ramener l'ensemble de captage 2 vers sa position de référence 16 lorsqu'il est écarté de cette position de référence 16 par une rotation d'angle d'orientation Θ, autour dudit axe du support 7, selon un premier sens de rotation 14 ; et
- c'est uniquement le second ressort 8b qui tend à ramener l'ensemble de captage 2 vers sa position de ré- férence 16 lorsqu'il est écarté de cette position de référence 16 par une rotation autour dudit axe du support 7, selon un second sens de rotation 15 contraire audit premier sens de rotation 14.
Chacun des premier et second moyens de couplage 13a, 13b est en forme de bague annulaire dotée d'une butée angulaire 25a pour le premier moyen de couplage 13a et d'une butée angulaire 25b pour le second moyen de cou¬ plage 13b.
Les moyens d'orientation 6 présentent également :
- une troisième bague annulaire 13c assujettie à rotation avec l'ensemble de captage 2 ;
- des quatrième et cinquième bagues annulaires 26a, 26b assujetties à rotation avec le support 5.
La troisième bague annulaire 13c présente des butées angulaires 27a, 27b. La butée 27a de la troisième bague 13c est agencée pour buter contre la butée angulaire 25a de la bague 13a, nommée premier moyen de couplage 13a, lorsque l'ensemble de captage 2 est pivoté selon l'axe de support 7 dans un premier sens de rotation 14 par rapport au support 5.
La butée 27b de la troisième bague 13c est agencée pour buter contre la butée angulaire 25b de la bague 13b, nommée second moyen de couplage 13b, lorsque l'ensemble de captage 2 est pivoté selon l'axe de support 7 dans un second sens de rotation 15 par rapport au support 5, ce second sens de rotation 15 étant opposé au premier sens de rotation 14.
Comme le premier ressort de rappel 8a présente une extrémité 8al couplée à la bague 13a et une autre extrémité 8a2 couplée à la quatrième bague 26a, c'est ce premier ressort 8a qui lors de la rotation selon le premier sens de rotation 14 depuis la position angulaire de référence 16, s'oppose à l' éloignement de l'ensemble de captage vis-à-vis de sa position angulaire de référence 16. Dans ce mouvement de pivotement de l'ensemble 2 par rapport au support 5 depuis la position angulaire 16 et dans le premier sens de rotation 14, le second ressort 8b est découplé de la troisième bague 13c, car le second moyen 13b présente une seconde butée angulaire 25c en prise avec une butée angulaire 26bl formée sur la cinquième bague 26b qui est fixe par rapport au support. Cette butée angulaire 26bl est disposée pour s'opposer au pivotement du second moyen de couplage 13b au-delà de la position de référence 16 et selon le premier sens de rotation 14 vis-à-vis du support 5.
Comme le second ressort de rappel 8b présente une extrémité 8bl couplée à la bague 13b et une autre extrémité 8b2 couplée à la cinquième bague 26b, c'est ce second ressort 8b qui lors de la rotation selon le second sens de rotation 15 depuis la position angulaire de référence 16, s'oppose à l' éloignement de l'ensemble de captage 2 vis-à-vis de sa position angulaire de référence 16. Dans ce mouvement de pivotement de l'ensemble 2 par rapport au support 5 depuis la position angulaire 16 et dans le second sens de rotation 15, le premier ressort 8a est découplé de la troisième bague 13c, car le premier moyen 13b présente une seconde butée angulaire 25d en prise avec une butée angulaire 26al formée sur la qua¬ trième bague 26a qui est également fixe par rapport au support. Cette butée angulaire 26al est disposée pour s'opposer au pivotement du premier moyen de couplage 13a, au-delà de la position de référence 16 et selon le second sens de rotation 15 vis-à-vis du support 5.
Chacune des bagues 13a, 13b, 13c, 26a, 26b et chacun des ressorts 8a, 8b est disposé autour d'un tube annulaire interne 28 des moyens d'orientation, ce tube 28 s' étendant autour de l'axe de support 7 et est assujetti fixement au support 5. Les quatrième et cinquième bagues 26a, 26b sont assujetties à ce tube 28 pour être fixe à rotation par rapport au support 5. Pour ce qui concerne la quatrième bague, son assujettissement au tube 28 est réalisé via une rondelle 40.
Le boitier rotatif 24 des moyens d'orientation 6 qui s'étend autour des bagues 13a, 13b, 13c, 26a, 26b et de chacun des ressorts 8a, 8b est assujetti d'une part à rotation avec la troisième bague 13c et d'autre part avec l'ensemble de captage 2 selon l'axe de rotation 7.
L'assujettissement de la troisième bague 13c avec le boitier 24 se fait via des vis périphériques passant dans des évidements 41 du boitier et pénétrant à la périphérie de la troisième bague 13c.
Le boitier rotatif 24 et le tube 28 forment un habillage externe des moyens d'orientation 6 permettant de protéger les ressorts 8a, 8b contre des agressions provenant de l'extérieur des moyens d'orientation 6.
Enfin, comme on le voit sur la figure 7, les moyens d' orientation présentent des sixième et septième bagues de friction 29a, 29b respectivement disposées autour de l'axe de support et par conséquent autour du tube 8.
La sixième bague de friction 29a est axialement disposée entre une face interne 24a du boitier rotatif 24 et une première face 13cl de la troisième bague 13c de manière à limiter la friction axiale (c'est-à-dire selon l'axe 7) entre cette bague 13c et le boitier 24 lors du pivotement de l'ensemble de captage 2 par rapport au support 5.
La septième bague de friction 29b est axialement disposée entre une face axiale interne 28a du tube 28 et une seconde face 13c2 de la troisième bague 13c de ma¬ nière à limiter la friction axiale entre cette bague 13c et le tube 28 lors du pivotement de l'ensemble de captage 2 par rapport au support 5.
Pour assujettir à rotation le boîtier 24 avec l'ensemble de captage 2, on utilise des ergots 30a, 30b formés à l'extérieur du boîtier 24, ces ergots 30a, 30b sont respectivement agencés pour venir dans des évide- ments complémentaires 31a, 31b formés sur une face rigide de l'ensemble de captage 2. Des vis de serrage sont pré¬ vues pour plaquer la face rigide de l'ensemble de captage 2 contre le boîtier 24. Ainsi l'assemblage des moyens d'orientation 6 avec l'ensemble de captage se fait sim¬ plement en introduisant les ergots 30a, 30b dans les évi- dements complémentaires 31a, 31b puis en serrant cet en¬ semble de captage 2 contre le boîtier 24 à l'aide des vis. Les ergots peuvent être positionnés pour servir de détrompeur et autoriser une seule position d'assemblage possible entre les moyens d'orientation 6 et l'ensemble de captage 2. On évite ainsi une erreur d'orientation de l'axe de captage privilégié dans l'environnement marin où est fixé et orienté le support 5. Ceci facilite grandement la maintenance de l' hydrolienne, lorsque par exemple on démonte l'ensemble de captage 2 pour le maintenir.
Idéalement, les moyens d'orientation 6 sont agencés pour limiter la rotation de l'ensemble de captage 2 par rapport au support à au plus 180° de part et d'autre de la position angulaire de référence 16. Pour cela, la bague 13a présente une troisième butée 25d' agencée pour buter contre une seconde butée 26al' lorsque l'ensemble à pivoté d'environ 170° à 180° depuis sa position angulaire de référence et selon ledit premier sens de rotation 14. De même, la bague 13b présente une troisième butée 25c' agencée pour buter contre une seconde butée 26bl' lorsque l'ensemble à pivoté d'environ 170 à 180° depuis sa position angulaire de référence 16 et selon ledit second sens de rotation 15.
Par ce mode de réalisation les moyens d' orientation peuvent réaliser une orientation équivalente dans les deux sens d'orientation 14 et 15 tout en limitant la torsion des ressorts 8a, 8b et leur détérioration .
Comme illustré sur la figure 5, l' hydrolienne peut présenter des moyens de guidage en translation 32, qui ont ici la forme d'un tube assemblé fixement au boî¬ tier 24 et qui s'étende depuis la face interne 24a du boitier 24, selon l'axe de support 7, en direction du support 5. Ce tube 32 assujetti au boitier 24 passe à l'intérieur du tube 28 qui est assujetti au support 5.
Ces moyens de guidage en translation 32 compor¬ tent des moyens de suspension élastique 33 de l'ensemble de captage 2 par rapport au support 5. Ici les moyens de suspension élastique 33 comportent un ressort de compres¬ sion s' étendant à l'extérieur du tube 32 et à l'intérieur d'un tube 34 appartenant au support 5 et s' étendant selon l'axe 7. Ce ressort de compression tend à écarter le boitier 24 du tube 28 pour ainsi limiter les efforts axiaux de part et d'autre de la troisième bague 13c et ainsi limiter les frictions pouvant s'opposer à la rotation de l'ensemble de captage 2 par rapport au support 5.
Comme on le voit en particulier sur la figure 1, l' hydrolienne comporte en outre des moyens d'ancrage 35 du support 5 agencés pour permettre un ancrage du support 5 sur un sol 36 d'un fond marin et interdire la rotation de ce support 5 par rapport au sol 36 sur lequel il est ancré.
Ces moyens d'ancrage 35 peuvent comporter uniquement des moyens rigides plantés dans le sol 36 somme sur la figure 1.
Alternativement, dans un mode de réalisation non représenté, si le support est un support doté de flotteurs, ces moyens d'ancrage 35 peuvent comporter des filins souples reliés d'une part fixement au sol 36 et d'autre part au support flottant pour éviter qu'il ne puisse se pivoter par rapport au sol. Dans tous les cas les moyens d' ancrage sont agencés pour éviter que le sup¬ port ne puisse pivoter par rapport au sol 36 selon un axe vertical s' étendant depuis ce sol. On permet ainsi une orientation fixe de la position de référence 16 par rap¬ port au sol 36.

Claims

REVENDICATIONS
1. Hydrolienne (1) comprenant un ensemble de cap- tage d'énergie (2) adapté à capter de l'énergie mécanique dans un écoulement de fluide (4), l'ensemble de captage (2) comportant un axe de captage d'énergie privilégié (3) tel que le rendement de captage d' énergie mécanique par l'ensemble de captage (2) est maximum lorsque cet axe de captage d'énergie privilégié (3) est placé parallèlement à un sens d'écoulement de fluide (4) dans lequel est plongé l'ensemble de captage (2), l' hydrolienne comportant en outre un support (5) pour porter l'ensemble de captage (2), caractérisée en ce que 1 ' hydrolienne (1) comporte des moyens d'orientation (6) de l'ensemble de captage par rap- port au support (5), ces moyens d'orientation (6) étant agencés pour orienter l'ensemble de captage (2) par pivote¬ ment de cet ensemble de captage (2) selon au moins un axe du support (7), et pour réaliser cette orientation de manière à ce que lorsque l'ensemble de captage (2) est plongé dans un écoulement de fluide présentant un sens d'écoulement (4) et une vitesse minimale d'écoulement don¬ née, l'axe de captage d'énergie privilégié (3) soit sensi¬ blement orienté parallèlement au sens d'écoulement (4), ces moyens d'orientation (6) comportant en outre des moyens élastiques de rappel (8) de l'ensemble de captage vers une position angulaire de référence (16) de l'ensemble de cap¬ tage (2) par rapport au support (5) .
2. Hydrolienne (1) selon la revendication 1, dans laquelle les moyens d'orientation (6) sont agencés pour ré- aliser cette orientation dès que la vitesse minimale d'écoulement donnée dépasse 0.4 mètres par seconde.
3. Hydrolienne selon l'une quelconque des revendi¬ cations 1 ou 2, dans laquelle l'ensemble de captage d'énergie (2) comprend :
- une membrane (9) agencée pour que lorsqu'elle est plongée dans un écoulement de fluide (4), elle ondule selon une direction de déplacement d'une onde de membrane corres¬ pondant à l'axe de captage d'énergie privilégié (3) ;
- une pièce d'attache (10) de la membrane sur la¬ quelle est attaché au moins un côté amont (11) de la mem- brane ( 9) .
4. Hydrolienne selon l'une quelconque des revendi¬ cations précédentes dans laquelle, l'ensemble de captage d'énergie mécanique (2) est couplé avec un convertisseur (12) adapté à convertir une partie au moins de l'énergie mécanique captée par l'ensemble de captage (2) en une éner¬ gie électrique.
5. Hydrolienne selon les revendications 3 et 4, dans laquelle ledit convertisseur (12) est porté intégrale¬ ment par la membrane (9) de manière à générer de l'énergie électrique à partir d'un mouvement d'ondulation de la mem¬ brane (9) selon la direction de déplacement d'onde le long de la membrane (9) .
6. Hydrolienne selon l'une quelconque des revendi¬ cations précédentes, dans laquelle les moyens élastiques de rappel (8) comportent des premier et second ressorts de rappel (8a, 8b) chacun agencé pour ramener ledit ensemble de captage (2) dans sa position angulaire de référence (16), 1 ' hydrolienne (1) comporte en outre des moyens de couplage (13a, 13b, 13c) de ces premier et second ressorts (8a, 8b) avec l'ensemble de captage (2), ces moyens de cou¬ plage étant tels que :
- c'est le premier ressort (8a) qui tend à ramener l'ensemble de captage (2) vers sa position de référence (16) lorsqu'il est écarté de cette position de référence (16) par une rotation, autour dudit axe du support (7), se¬ lon un premier sens de rotation (14) ; et
- c'est le second ressort (8b) qui tend à ramener l'ensemble de captage (2) vers sa position de référence (16) lorsqu'il est écarté de cette position de référence (16) par une rotation autour dudit axe du support (7), se¬ lon un second sens de rotation (15) contraire audit premier sens de rotation (14) .
7. Hydrolienne selon la revendication 6, dans la¬ quelle les moyens de couplages (13a, 13b, 13c) sont agencés pour :
- découpler le second ressort (8b) vis-à-vis de l'ensemble de captage (2) lorsque le premier ressort (8a) tend à ramener l'ensemble de captage (2) vers sa position de référence (16) ; et pour
- découpler le premier ressort (8a) vis-à-vis de l'ensemble de captage (2) lorsque le second ressort (8b) tend à ramener l'ensemble de captage (2) vers sa position de référence (16) .
8. Hydrolienne selon l'une quelconque des revendi¬ cations précédentes, comportant en outre un moyen de gui- dage en translation (32), de l'ensemble de captage (2) par rapport au support (5), ce guidage en translation (32) s' effectuant selon ledit axe du support (5), ces moyens de guidage en translation (32) comportant des moyens de sus¬ pension élastique (33) de l'ensemble de captage (2) par rapport au support (5) .
9. Procédé d'utilisation d'une hydrolienne (1) se¬ lon l'une quelconque des revendications précédentes, ladite hydrolienne comportant en outre des moyens d'ancrage (35) du support (5) agencés pour permettre un ancrage du support (5) sur un sol (36) d'un fond marin et interdire la rota¬ tion de ce support par rapport au sol (36) sur lequel il est ancré, le procédé comprenant une étape d'ancrage du support de 1 ' hydrolienne sur le sol de manière que lorsque l'ensemble de captage est en position angulaire de réfé- rence (16) par rapport au support (5), l'axe de captage d'énergie privilégié (3) se trouve alors sensiblement pa¬ rallèle à une direction d'écoulement de fluide (4') corres¬ pondant à une direction d'écoulement principale du courant marin lors d'une marée montante et/ou d'une marée descen- dante .
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