D'ÉNERGIE ÉLECTRIQUE

Domaine de l'invention

La présente invention est du domaine des dispositifs aptes à transformer l'énergie cinétique du vent en énergie électrique, et concerne plus particulièrement un aéronef mis en oeuvre dans un système de production d'énergie électrique.

État de l'art

Les réserves de combustibles dits « fossiles », tels que les hydrocarbures (pétrole, charbon, etc.), s'amenuisant et le besoin énergétique mondial ne cessant de croître, la production d'énergie dite « renouvelable », en tant qu'alternative à la combustion des combustibles fossiles, prend une part de plus en plus importante dans la production énergétique mondiale.

Parmi les modes de production d'énergie renouvelable, on connaît la production d'énergie électrique à partir de l'énergie cinétique du vent.

En effet, il existe les éoliennes dites « terrestres » comprenant un mât à une extrémité duquel est disposée une nacelle contenant un générateur électrique, ledit générateur électrique comportant un rotor sur lequel sont agencées des pales de grande dimension (plusieurs dizaines de mètres) qui sont entraînées en rotation par le vent et convertissent ainsi l'énergie cinétique du vent en énergie mécanique. La rotation des pales entraîne la rotation du rotor, de sorte que l'énergie mécanique est convertie en énergie électrique.

Ce type d'éolienne est le plus répandu mais trouve cependant ses limites dans le fait que les vents soufflant en basse altitude (de 0 à 100 mètres (m) par rapport au niveau du sol), en plus de présenter une énergie cinétique peu élevée du fait de leur faible vitesse (environ de 0 à 6 mètres par seconde (m/s)), sont intermittents, de sorte que l'énergie électrique n'est pas produite de façon constante. Ainsi, le facteur de charge, c'est-à-dire le rapport entre l'énergie électrique effectivement produite sur une période donnée et l'énergie électrique qu'elle aurait produit si elle avait fonctionné à sa puissance nominale durant la même période, pour une éolienne terrestre, est relativement faible (environ 25% à 35%). Un autre inconvénient de ce type d'éolienne se trouve dans son coût de production énergétique élevé (environ de 50 à 80€/MWh), dû en partie au coût très important de fabrication et d'installation de l'éolienne. En vue de palier les inconvénients susmentionnés, il a été développé des aéronefs mis en œuvre dans un système de production d'énergie électrique destinés à voler à moyenne ou haute altitude. En effet, il est connu que les vents de plus haute altitude soufflent à plus grande vitesse, présentant ainsi une importante énergie cinétique. A titre d'exemple, la vitesse du vent soufflant entre 500 et 1500m est environ deux fois supérieure à la vitesse du vent soufflant à 100m. Il est également connu que la régularité de la vitesse des vents croît avec l'altitude.

Ce type d'aéronef s'affranchit de plusieurs éléments structurels, complexes et onéreux, des éoliennes terrestres, tel que le mât et les pales de grandes dimensions. En effet, ces aéronefs présentent une structure moins complexe que les éoliennes terrestres, leur permettant de présenter un coût de fabrication moindre.

Parmi les aéronefs de l'état de l'art, mis en œuvre dans un système de production d'énergie électrique, on connaît des cerfs-volants, destinés à évoluer en altitude, reliés au sol par un câble reliant lesdits cerfs-volants au rotor d'un générateur électrique. Ces cerfs-volants peuvent être destinés à réaliser des mouvements de va et vient de manière à entraîner en rotation ledit rotor dans un sens ou dans l'autre. Ce type de cerfs-volants est notamment présenté dans le document FR2475148.

De tels cerfs-volants comprennent généralement des systèmes embarqués complexes afin de pouvoir changer de configuration de vol en fonction des paramètres des vents. Lorsqu'on parle de paramètre des vents, on fait référence à la vitesse, la direction et le sens des vents. Ces systèmes ont pour but de limiter les contraintes mécaniques dans le câble reliant au moins un cerf-volant au sol, en ajustant de manière continue l'orientation dudit cerf- volant selon l'axe de tangage.

On connaît également des aéronefs comprenant une turbine plus légère que l'air, destinés à évoluer en altitude et relié au sol par un câble. La turbine comprend un générateur électrique et est entraînée en rotation par l'énergie cinétique du vent autour du rotor dudit générateur électrique. Ces aéronefs sont notamment présentés dans le document WO2010/007466. Exposé de l'invention

La présente invention vise à proposer un nouveau type d'aéronef mis en œuvre dans un système de production d'énergie électrique.

L'aéronef selon l'invention comporte :

- un ballon s'étendant entre deux extrémités latérales dudit ballon, lesdites deux extrémités latérales du ballon définissant un axe R dudit ballon,

- des moyens de liaison comportant au moins deux branches latérales reliées respectivement aux deux extrémités latérales dudit ballon, ledit ballon étant monté, sur lesdites deux branches latérales, mobile en rotation autour de l'axe R, lesdits moyens de liaison étant, de préférence, destinés à être reliés au sol,

- un moteur, adapté à entraîner le ballon en rotation autour de l'axe R, et

- des moyens de contrôle de l'orientation du ballon par rapport au vent comprenant une dérive agencée à distance du ballon, ladite dérive étant pourvue d'un organe de direction apte à modifier l'orientation du ballon autour d'un axe de lacet AA'.

Cette caractéristique permet avantageusement le contrôle de l'orientation du ballon selon un axe de lacet. Avantageusement, la dérive peut générer un angle d'incidence de l'organe stabilisateur d'environ vingt degrés.

L'angle d'incidence est l'angle formé par le vecteur vitesse du vent relatif soufflant sur l'aéronef et l'organe stabilisateur.

L'aéronef comportant un ballon, il n'est pas soumis à certaines contraintes mécaniques auxquelles sont soumis les aéronefs de l'état de l'art, notamment selon un axe de tangage.

Par « reliés au sol », on entend que les moyens de liaison sont reliés avec un dispositif terrestre, maritime ou sous-marin.

Par ailleurs, on entend par « orientation du ballon par rapport au vent », l'orientation du ballon par rapport au sens et/ou à la direction du vent. Les moyens de contrôle de l'orientation du ballon par rapport au vent sont aptes à être pilotés en fonction des caractéristiques du vent, notamment, sa direction, son sens et sa vitesse, de sorte que l'orientation du ballon est contrôlée au moins selon un axe de lacet et/ou un axe de roulis. Ainsi, l'aéronef est apte à être dirigé par les moyens de contrôle de l'orientation du ballon par rapport au vent.

De plus, l'aéronef est apte à évoluer par rapport aux caractéristiques du vent. Il est donc apte à anticiper les contraintes mécaniques auxquelles il risque d'être exposé, et donc à les éviter. Aussi, l'aéronef est apte à évoluer dans des zones dont le vent souffle de manière optimale pour la production d'énergie électrique, de sorte que la production d'énergie électrique ne soit plus intermittente mais permanente.

Le ballon est avantageusement entraîné en rotation de façon à exploiter le phénomène physique dit « effet Magnus » pour augmenter sa portance. Ainsi, il est possible de faire varier la portance du ballon, et donc l'altitude dudit ballon par rapport au sol, en faisant varier la vitesse de rotation du moteur.

Dans des modes particuliers de réalisation, l'invention répond en outre aux caractéristiques suivantes, mises en œuvre séparément ou en chacune de leurs combinaisons techniquement opérantes.

Dans des modes particuliers de réalisation de l'invention, le ballon est formé d'une enveloppe se développant autour d'une structure d'arceaux. La structure d'arceaux est composée d'une pluralité d'arceaux agencée de sorte que lesdits arceaux sont joints les uns aux autres à chacune des extrémités latérales du ballon.

Grâce à ces caractéristiques, l'aéronef est relativement simple de conception et par conséquent peu onéreux.

Dans des modes particuliers de réalisation, l'aéronef comporte au moins un organe stabilisateur comprenant une surface sensiblement plane, dite « surface d'orientation », perpendiculaire à l'axe R.

L'organe stabilisateur permet à l'axe R du ballon d'être sensiblement perpendiculaire à la direction du vent, afin de pouvoir exploiter l'énergie cinétique du vent de manière optimale, notamment pour l'exploitation de l'effet Magnus.

Dans des modes particuliers de réalisation, l'organe stabilisateur comprend une couronne, se développant autour du ballon, préférentiellement fixe par rapport au ballon. Additionnellement ou alternativement, l'organe stabilisateur comprend au moins deux ailettes latérales agencées respectivement aux extrémités latérales du ballon.

Selon d'autres caractéristiques, l'aéronef comprend au moins une hélice solidaire d'un rotor d'au moins une machine tournante adaptée à générer de l'énergie électrique et/ou à entraîner une hélice en rotation.

Ces hélices peuvent avantageusement permettre le contrôle de l'orientation du ballon selon un axe de roulis et/ou un axe de lacet, et/ou

Elles peuvent être disposées sur les branches latérales, ou sur les ailettes latérales.

Selon d'autres caractéristiques, les moyens de contrôle de l'orientation du ballon comprennent des moyens adaptés à modifier les longueurs respectives des branches latérales de sorte à contrôler le rapport entre lesdites longueurs.

Cette caractéristique permet avantageusement le contrôle de l'orientation du ballon selon un axe de roulis.

Dans des modes de réalisation de l'invention, le ballon, les moyens de liaison et le moteur, formant un premier ensemble de l'aéronef, les moyens de contrôle de l'orientation du ballon du premier ensemble, par rapport au vent, comportent un second ensemble comportant également un ballon, des moyens de liaison et un moteur, l'orientation du ballon du premier ensemble étant contrôlée en contrôlant la vitesse de rotation du ballon du second ensemble par rapport à la vitesse de rotation du ballon du premier ensemble.

La présente invention vise, selon un autre aspect, un système de production d'énergie comprenant un aéronef et une machine tournante réversible, par exemple fixée au sol, comprenant un rotor, dans lequel les moyens de liaison sont reliés à un câble fixé au rotor de la machine tournante, ladite machine tournante étant adaptée à générer de l'énergie électrique et/ou à entraîner l'aéronef en déplacement.

Selon un autre aspect, l'invention vise un système de production d'énergie comportant un aéronef et un véhicule à tracter, dans lequel le véhicule comporte des moyens de production d'énergie électrique à partir de l'énergie cinétique du véhicule, et des moyens de stockage de l'énergie électrique produite, les moyens de liaison étant reliés au véhicule par un câble.

Avantageusement, le véhicule du système de production d'énergie est un véhicule sous-marin.

Dans des modes particuliers de réalisation, les moyens de production d'énergie électrique à partir de l'énergie cinétique du sous-marin sont des hydro-générateurs.

Dans des modes particuliers de réalisation, les moyens de stockage de l'énergie électrique produite sont des batteries et/ou des moyens de synthétisation d'ammoniac.

Présentation des figures

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple nullement limitatif, et faite en se référant aux figures qui représentent :

- figure 1 : une vue en perspective d'un exemple de réalisation d'un aéronef selon un premier mode de réalisation,

- figure 2 : une vue de coté représentant schématiquement un autre exemple de réalisation d'un ballon d'un aéronef selon la figure 1 , - figure 3 : une vue en perspective d'une des extrémités latérale d'un ballon d'un aéronef selon la figure 1 ,

- figure 4 : une vue en perspective de l'autre extrémité latérale d'un ballon d'un aéronef selon la figure 1 ,

- figure 5 : une vue en perspective de moyens de contrôle de l'orientation du ballon d'un aéronef selon la figure 1 , autour d'un axe de lacet,

- figure 6 : une vue en perspective d'un exemple de réalisation d'un aéronef selon un deuxième mode de réalisation,

- figure 7 : une vue en perspective d'un exemple de réalisation d'un aéronef selon un troisième mode de réalisation dans une première position,

- figure 8 : une vue en perspective d'un aéronef de la figure 7 dans une seconde position. Description détaillée de l'invention

La présente invention est relative, selon un premier aspect, à un aéronef 10 comprenant un ballon 100 s'étendant entre deux extrémités latérales 101 et 101 ' selon un axe R de rotation. Le ballon 100 peut être sensiblement de forme sphéroïde allongée se développant autour de l'axe R, l'axe R étant préférentiellement un axe de révolution dudit ballon 100, tel que représenté par la figure 1 . De manière alternative, dans d'autres exemples de réalisation, le ballon 100 peut être de forme cylindrique, torique, ou de toute autre forme.

Comme représenté par la figure 1 , le ballon 100 est inscrit dans un plan médian P, perpendiculaire à l'axe R, disposé à égale distance de chacune des extrémités latérales 101 et 101 ' du ballon 100.

Le ballon 100 peut être formé par une enveloppe 102 étanche au gaz, se développant, par exemple, autour d'une structure d'arceaux 103.

La structure d'arceaux 103 du ballon 100 est préférentiellement composée d'une pluralité d'arceaux agencée de sorte que lesdits arceaux sont joints les uns aux autres à chacune des extrémités latérales 101 et 101 ' du ballon 100.

Par exemple, les arceaux sont mécaniquement liés les uns aux autres par l'intermédiaire de deux flasques 104 et 104' auxquels ils sont fixés par chacune de leurs extrémités, tel que représenté par les figures 1 , 3 et 4. .

Dans l'exemple de réalisation de l'invention représenté par la figure 2, le ballon 100 est de forme cylindrique, et les arceaux sont mécaniquement liés les uns aux autres par le biais de deux jantes auxquels ils sont fixés par chacune de leurs extrémités. Plus précisément, comme illustré sur la figure 2, les arceaux sont fixés à la périphérie des jantes, de sorte que l'axe R coïncide avec le centre de chaque jante. Le centre de chaque jante est définit de manière connu en soi comme étant le point vers lequel s'étendent des rayons 105 dont la jante est dotée.

Les arceaux sont, par exemple, disposés dans des logements de l'enveloppe 102 s'étendant d'une extrémité latérale 101 et 101 ' à l'autre du ballon 100. Plus précisément, chaque logement forme une gaine contenant un arceau.

Préférentiellement, le ballon 100 est rempli d'un gaz sous pression, par exemple, entre 20mbars et 50mbars suivant les dimensions du ballon 100, de manière à ce que la pression du gaz à l'intérieur du ballon soit supérieure à la pression atmosphérique et que l'enveloppe soit sous tension.

Le gaz sous pression a pour effet de rigidifier le ballon 100, et ainsi d'éviter le flambage radial de la structure d'arceaux 103, diminuant de fait les contraintes mécaniques, telles que des efforts de flexion, auxquelles peut être soumise ladite structure d'arceaux 103.

Le gaz sous pression est avantageusement un gaz plus léger que l'air, tel que l'hydrogène, de sorte que la masse de l'aéronef 10 soit inférieure à la masse de l'air.

Grâce à cette caractéristique, les forces générées par le poids de l'aéronef 10 sont compensées, il peut alors s'élever en altitude sans dispositif complexe dédié, tel qu'un dispositif de propulsion.

Comme illustré par la figure 2, l'enveloppe 102 peut avantageusement comprendre des coussins 106 répartis autour de sa périphérie, contenant un gaz sous pression. Ces coussins 106 sont, par exemple, formés entre chaque arceau et se développent entre les deux extrémités latérales 101 et 101 ' du ballon 100. La section droite de chaque coussin 106 comprend une portion concave reliée à une portion convexe. Le rayon de la portion concave est supérieur au rayon de la portion convexe. Ces coussins 106 permettent de réduire les contraintes mécaniques subies par l'enveloppe 102, et permettent de diminuer la traînée du ballon 100 en formant des reliefs sur ledit ballon 100.

L'aéronef 10 comprend des moyens de liaison 1 10 destinés à être reliés au sol par un câble 109.

Préférentiellement, les moyens de liaison 1 10 comportent deux branches latérales 1 1 1 et 1 1 1 ' jointes l'une à l'autre en un point de liaison 1 15. Le ballon 100 est monté, sur lesdites deux branches latérales 1 1 1 et 1 1 1 ', mobile en rotation autour de l'axe R.

Avantageusement, les deux branches latérales 1 1 1 et 1 1 1 ' sont formées par un même câble. Dans l'exemple non limitatif illustré par les figures 1 , 3 et 4, chaque branche latérale 1 1 1 ou 1 1 1 ' peut comprendre un tronçon rigide 1 12 ou 1 12' comportant des moyens de pivot, par lesquels elle est articulée à l'une des extrémités latérales 101 ou 101 ' du ballon 100. Le ballon 100 est ainsi apte à pivoter autour de l'axe R, entre les deux branches latérales 1 1 1 et 1 1 1 '. Préférentiellement, les tronçons rigides 1 12 et 1 12' sont parallèles au plan médian P.

Afin de diminuer les contraintes mécaniques, dans les moyens de pivot, générées par les efforts de tension auxquels sont soumis les moyens de liaison 1 10, les tronçons rigides 1 12 et 1 12' peuvent être joints l'un à l'autre, par le biais d'un lien 1 13 fixé à une de leurs extrémités, du côté opposé au point de liaison 1 15, tel que représenté par la figure 1 . Ce lien est par exemple réalisé en polyéthylène haute densité.

Les moyens de pivot peuvent être réalisés par tout moyen à la portée de l'homme de l'art, tel qu'un arbre engagé en rotation dans un logement par l'intermédiaire d'un palier lisse, etc.

Préférentiellement, les branches latérales 1 1 1 et 1 1 1 ' sont flexibles sur une portion de leur longueur, du côté du point de liaison 1 15, et ne présentent pas de capacité d'allongement ou de propriété élastique.

Avantageusement, les moyens de liaison 1 10 et le câble 109 présentent une résistance importante en tension et sont réalisés, par exemple, en matériau polymère, tel qu'en polyéthylène haute densité.

Avantageusement, le câble 109 peut comprendre un conduit de gaz alimenté en gaz sous pression par un réservoir de gaz, ledit conduit étant apte à alimenter l'enveloppe 102 du ballon 100 en gaz sous pression.

L'aéronef 10 comprend avantageusement au moins un moteur 120 solidaire d'une des branches latérales 1 1 1 ou 1 1 1 ' des moyens de liaison 1 10, apte à entraîner le ballon 100 en rotation autour de l'axe R selon une vitesse de rotation variable. La rotation du ballon 100 est destinée à entraîner l'aéronef 10 en déplacement, par exemple, en phase d'ascension, comme expliqué ci- après.

Comme représenté par les figures 1 et 4, le moteur 120 peut être fixé à une des branches latérales 1 1 1 ou 1 1 1 ', par tout moyen connu en soi. Avantageusement, le moteur 120 est alimenté en énergie électrique par une source d'alimentation électrique telle que des batteries alimentées en énergie par un générateur électrique, non représenté sur les figures, par exemple fixé à l'une des extrémités latérales 101 ou 101 ' du ballon 100, et dont le rotor est apte à être entraîné en rotation par une ou des hélices. Ces hélices peuvent avantageusement être fixées sur chaque tronçon rigide 1 12 ou 1 12'. La source d'alimentation électrique peut également provenir de moyens de production d'énergie électrique quelconques, au sol, reliés au moteur 120 via un câble électrique cheminant dans le câble 109.

Avantageusement, le moteur 120 est apte à entraîner le ballon 100 à une vitesse angulaire telle que la vitesse tangentielle en un point du ballon 100, est supérieure à la vitesse du vent soufflant au voisinage de ce point.

Grâce à cette caractéristique, le ballon 100 peut exploiter le phénomène physique appelé « effet Magnus » pour augmenter sa portance. Pour rappel, l'effet Magnus est le phénomène physique par lequel, lorsqu'un corps est en rotation dans l'air, il entraîne, par frottement, un volume d'air en contact avec sa surface. De ce fait, lorsque le corps se déplace dans l'air, la vitesse du volume d'air est accélérée lorsqu'elle est de même sens que la vitesse tangentielle d'un point de la surface du corps, formant alors une zone de dépression. A l'inverse, la vitesse du volume d'air est freinée lorsqu'elle est de sens inverse à la vitesse tangentielle d'un point de la surface du corps, formant alors une zone de surpression.

Préférentiellement, lorsque le ballon 100 est disposé de sorte que l'axe R est sensiblement horizontal, tel qu'illustré par la figure 1 , le ballon 100 est entraîné dans un sens de rotation selon lequel une zone de surpression est apte à se former au voisinage de la surface située au-dessous du ballon 100, c'est-à-dire entre le ballon 100 et le sol. Selon ce sens de rotation du ballon 100, une zone de dépression est apte à se former au voisinage de la surface située au-dessus du ballon 100, c'est-à-dire symétriquement opposé à la zone de surpression par rapport à l'axe R. Les zones de surpression et de dépression génèrent une augmentation de la portance du ballon 100. De ce fait, la portance générée est apte à permettre le déplacement de l'aéronef 10. On contrôle donc la variation de la portance en contrôlant la variation de la vitesse de rotation du ballon.

De manière avantageuse, l'aéronef 10 comprend des moyens de contrôle de l'orientation du ballon 100 par rapport au sens du vent, et plus particulièrement, par rapport à un axe dit « axe de lacet » AA' et un axe dit « axe de roulis » BB'.

L'axe de lacet AA' et l'axe de roulis BB', sensiblement perpendiculaires l'un à l'autre, sont compris dans le plan médian P et sont perpendiculaires à l'axe R du ballon 100. Plus précisément, tel qu'illustré par la figure 1 , lorsque le ballon 100 est disposé de sorte que l'axe R est sensiblement horizontal, l'axe de lacet AA' est sensiblement vertical, et l'axe de roulis BB' est sensiblement horizontal.

Dans des modes particuliers de réalisation, l'aéronef 10 comprend au moins un organe stabilisateur comprenant une surface plane dite « surface d'orientation », par exemple, perpendiculaire à l'axe R. L'organe stabilisateur est destiné à assurer la stabilité du ballon 100 par rapport à l'axe de lacet AA', lorsque le vent souffle sur le ballon 100. Ainsi, le ballon 100 tend à être disposé, par rapport au vent, de sorte que le vent souffle selon une direction perpendiculaire à l'axe R, comme par exemple représenté par la figure 1 .

L'organe stabilisateur comprend, par exemple, une couronne 131 rigide se développant autour du ballon 100, autour de l'axe R, telle qu'illustrée par la figure 1 . La couronne 131 s'étend entre un bord périphérique interne, par lequel elle est jointe à l'enveloppe 102 ou à la structure d'arceaux 103 du ballon 100, et un bord périphérique externe. La couronne 131 est fixe par rapport au ballon 100, de sorte que, lorsque le ballon 100 est entraîné en rotation, la couronne 131 l'est également. Préférentiellement, mais non limitativement, la couronne 131 se développe dans le plan médian P.

Lorsque l'organe stabilisateur comprend une couronne 131 , une branche centrale 1 14 peut relier le point de liaison 1 15 des branches latérales 1 1 1 et 1 1 1 ' et ladite couronne 131 . La branche centrale 1 14 permet avantageusement de répartir les contraintes internes, tels que des efforts de traction et de compression, de part et d'autre du ballon 100, dus aux zones de surpression et dépression. De plus, le moteur 120 peut être rigidement fixé à la branche centrale 1 14 et être pourvu d'un organe d'entraînement destiné à évoluer sur un chemin de roulement se développant le long de la périphérie externe de la couronne 131 . Alternativement, le chemin de roulement peut se développer autour de la périphérie du ballon 100, sur la structure en arceaux 103.

Dans un exemple de réalisation, l'organe d'entraînement et le chemin de roulement sont respectivement formés par un ou plusieurs galets et un rail, le ou les galets étant engagés en roulement sans glissement dans le rail. Suivant un autre exemple non limitatif, l'organe d'entraînement et le chemin de roulement sont formés par une crémaillère, dans laquelle l'organe d'entraînement est une roue dentée en relation d'engrènement avec un chemin de roulement cranté.

Dans un exemple alternatif de réalisation non représenté sur les figures, l'organe stabilisateur peut avantageusement comprendre une pluralité de couronnes, identiques à la couronne 131 , le long de l'axe R, disposées, par exemple, de part et d'autre du plan médian P.

Additionnellement ou alternativement, l'organe stabilisateur comprend deux ailettes latérales 132 et 132' montées mobiles en rotation par rapport au ballon 100, respectivement à chacune de ses extrémités latérales 101 et 101 '. Les ailettes latérales 132 et 132' peuvent avantageusement être respectivement fixées à chacun des tronçons rigides. Les ailettes latérales 132 et 132' comprennent une surface sensiblement plane, perpendiculaire à l'axe R. Cette caractéristique permet d'augmenter la portance du ballon 100 et de limiter un phénomène physique appelé « traînée induite » par la portance. Les ailettes latérales 132 et 132' génèrent également une portance dite « latérale » permettant la stabilité du ballon lors, notamment, de la modification de son orientation selon l'axe de lacet AA'.

Pour rappel ce phénomène est caractérisé par des vortex générés par un déplacement de l'air en état de surpression, le long de chaque extrémité latérale 101 et 101 ' du ballon 100, vers l'air en état de dépression, combiné à l'avancement du ballon 100 et sa rotation autour de l'axe R. Cette traînée induite apporte une résistance supplémentaire à l'avancement du ballon 100, en plus de la traînée du ballon 100. Les moyens de contrôle de l'orientation du ballon 100 autour de l'axe de lacet AA' comprennent préférentiellement une dérive 133 fixée à distance du ballon 100 par deux bras respectivement solidaires de chacune des extrémités latérales 101 et 101 ' dudit ballon 100, tel que représenté par les figures 1 , 3, 4 et 5.

Avantageusement, les deux bras sont chacun rigidement fixés au tronçon rigide 1 12 ou 1 12' d'une branche latérale 1 1 1 ou 1 1 1 ' des moyens de liaison 1 10, de sorte que chacun des bras forme un angle, par exemple un angle droit, avec le tronçon rigide 1 12 ou 1 12' auquel il est fixé.

La forme de la dérive 133 comprend une surface, sensiblement plane, dont l'orientation par rapport à l'axe R modifie l'orientation du ballon en lacet par rapport au vent.

La dérive 133 est avantageusement pourvue d'un organe de direction, apte à modifier l'orientation du ballon 100 autour de l'axe du lacet AA'. Cet organe de direction 134 peut avantageusement être constitué par un moteur, en relation cinématique avec la dérive 133, apte à modifier l'orientation de la dérive 133 par rapport au plan médian P de sorte qu'elle forme un angle non nul avec ledit plan P. Un tel moteur est représenté par la figure 4. L'organe de direction peut alternativement comprendre une gouverne disposée sur une portion de la périphérie de la dérive 133. La gouverne est apte à pivoter par rapport à la dérive 133 grâce à des moyens d'actionnement, en vue de former un angle non nul avec le plan médian P.

Avantageusement, l'organe stabilisateur a pour effet de favoriser la rotation selon l'axe de lacet AA', dans la mesure où sa surface plane matérialise une surface d'appui favorisant l'apparition d'un moment de force à l'origine de la rotation du ballon 100.

Avantageusement, la dérive 133 peut générer un angle d'incidence de l'organe stabilisateur d'environ vingt degrés. Cet angle d'incidence est tel qu'il permet de générer une portance latérale de l'aéronef 10 suffisante lors de la modification de l'orientation de l'aéronef 10.

L'angle d'incidence est l'angle formé par le vecteur vitesse du vent relatif soufflant sur l'aéronef 10 et l'organe stabilisateur. Dans des modes particuliers de réalisation, les moyens de contrôle de l'orientation du ballon 100 comprennent des moyens adaptés à modifier les longueurs respectives des branches latérales 1 1 1 , 1 1 1 ' de sorte à contrôler le rapport entre lesdites longueurs afin de contrôler l'orientation du ballon autour de l'axe de roulis BB'.

Lesdits moyens sont, par exemple, un moteur fixé au point de liaison 1 15 des branches latérales 1 1 1 et 1 1 1 '. Le moteur est apte à agir sur les deux branches latérales 1 1 1 et 1 1 1 ' des moyens de liaison 1 10 en vue d'entraîner en rotation le ballon 100 autour dudit axe de roulis BB'.

Plus précisément, le moteur est en relation d'entraînement avec les deux branches latérales 1 1 1 et 1 1 1 ', de manière à être apte à se déplacer le long du câble formant lesdites branches latérales 1 1 1 et 1 1 1 ', et ainsi à diminuer la longueur d'une des branches latérales 1 1 1 et 1 1 1 ' tout en allongeant la longueur de l'autre branche latérale. On comprend que la modification de la longueur relative des branches a pour effet d'incliner le ballon 100 autour de l'axe de roulis BB'.

Par ailleurs, afin de pouvoir exploiter des vents soufflants dans une large plage de vitesses, et dont le sens et la direction sont variables, l'aéronef 10 est apte à acquérir des données représentatives des caractéristiques des vents et à piloter les moyens de contrôle de l'orientation du ballon 100 en fonction de ces caractéristiques.

A cet effet, l'aéronef 10 comprend des moyens d'acquisition des caractéristiques du vent soufflant sur le ballon 100, tel qu'un anémomètre, apte à envoyer des données représentatives des caractéristiques du vent à des moyens de traitement et de commande, tel qu'un microcontrôleur. L'aéronef 10 comprend également des moyens d'acquisition de paramètres propres au ballon 100, tel qu'une centrale inertielle, connue en soi, apte à transmettre des données représentatives de l'orientation, par exemple, du ballon 100 par rapport au vent aux moyens de traitement et de commande. Les moyens d'acquisition de paramètres propres au ballon 100 peuvent être aptes à transmettre des données représentatives de la vitesse et de l'accélération du ballon 100 aux moyens de traitement et de commande. Les moyens de traitement et de commande peuvent, avantageusement, être embarqués sur le ballon 100 et sont aptes à asservir le moteur 120 et les moyens de contrôle de l'orientation du ballon 100 en fonction des données reçues des moyens d'acquisition des caractéristiques du vent et de paramètres propres au ballon 100. Ainsi, l'aéronef 10 est apte à modifier, notamment, l'orientation et la vitesse de rotation du ballon 100 en fonction de la vitesse, de la direction et/ou du sens du vent.

Alternativement, les moyens de traitement et de commande peuvent être au sol. Avantageusement, les moyens de traitement et de commande peuvent être reliés aux moyens d'acquisition des caractéristiques du vent et de paramètres propres au ballon 100, et au moteur 120 et aux moyens de contrôle de l'orientation du ballon 100 via un câble apte à transmettre des données, cheminant dans le câble 109 et solidaire des moyens de liaison 1 10.

Dans un deuxième mode de réalisation de l'aéronef 10, tel que représenté schématiquement par la figure 6, le ballon 100, les moyens de liaison 1 10 et le moteur apte à entraîner le ballon 100 en rotation autour de l'axe R, forment un premier ensemble de l'aéronef 10. Les moyens de contrôle de l'orientation du ballon 100 du premier ensemble, par rapport au vent, comportent un second ensemble. Le second ensemble est sensiblement identique au premier ensemble en ce qu'il comporte également un ballon 100", des moyens de liaison 1 10" et un moteur apte à entraîner en rotation le ballon 100" autour d'un axe R", par un moteur solidaire d'une des branches des moyens de liaison 1 10, de manière similaire au premier ballon 100.

L'orientation du ballon 100 du premier ensemble est contrôlée en contrôlant la vitesse de rotation du ballon 100" du second ensemble par rapport à la vitesse de rotation du ballon 100 du premier ensemble.

Avantageusement, l'axe R du ballon 100 du premier ensemble et l'axe R" du ballon 100' du second ensemble sont destinés à former un angle non nul, de sorte à former un dièdre.

De manière avantageuse, la valeur de l'angle formé par les axes R et

R" est ajustable par la rotation d'un ou des ballons 100 et 100" autour de leur axe de roulis respectif. Les premier et second ballons 100 et 100" peuvent également comprendre au moins un organe stabilisateur, tel que défini précédemment.

L'aéronef 10 selon les premier et deuxième modes de réalisation, peut avantageusement réaliser des vols dits « dynamiques », c'est-à-dire des vols durant lesquels l'aéronef 10 est en mouvement de manière constante et s'adapte en continu aux caractéristiques du vent.

Ainsi, préférentiellement, lorsque la vitesse du vent est faible, par exemple de zéro à environ huit ou neuf mètres par seconde, le ballon 100 est destiné à adopter une trajectoire circulaire ou de la forme d'une lemniscate ou d'une sinusoïde. De ce fait, le ballon 100 exploite au maximum les forces générées par l'énergie cinétique du vent telles que la force de portance et la force motrice du vent. Le ballon 100 est alors, par exemple, en position sensiblement verticale, c'est-à-dire que l'axe R du ballon 100 est sensiblement vertical. Dans cette position, l'angle de lacet AA' est alors sensiblement horizontal, de même que l'angle de roulis BB'.

A titre d'exemple non limitatif, la vitesse tangentielle d'un point de l'enveloppe 102 du ballon 100 compris dans le plan médian P est égale à deux ou trois fois la vitesse du vent soufflant au voisinage de ce point.

Lorsque la vitesse du vent est moyenne, par exemple d'environ huit ou neuf mètres par seconde à environ vingt mètres par seconde, le ballon 100 est également destiné à adopter une position sensiblement verticale. De plus, le ballon 100 est destiné à suivre une trajectoire rectiligne et à se déplacer dans le sens du vent.

A titre d'exemple, la vitesse tangentielle d'un point de l'enveloppe 102 du ballon 100 compris dans le plan médian P est égale à une ou deux fois la vitesse du vent soufflant au voisinage de ce point.

Lorsque la vitesse du vent est élevée, par exemple d'environ vingt mètres par seconde à environ quarante mètres par seconde, le ballon 100 est destiné à adopter une position sensiblement horizontale, c'est-à-dire que l'axe R du ballon est sensiblement horizontal. De plus, le ballon 100 est destiné à suivre une trajectoire rectiligne et à se déplacer dans le sens du vent.

Dans un premier mode de fonctionnement, l'aéronef 10 tel que décrit précédemment dans les premier et deuxième modes de réalisation, peut être mis en œuvre dans un système de production d'énergie, dans lequel ledit aéronef 10 est destiné à être relié au rotor d'une machine tournante réversible par le câble 109.

Avantageusement, le câble 109 est destiné à être enroulé autour du rotor de la machine tournante.

La machine tournante peut avantageusement être un générateur électrique réversible, apte à générer de l'énergie et/ou à entraîner l'aéronef 10 en déplacement. Préférentiellement, mais non limitativement, le générateur électrique est fixé au sol.

Dans ce premier mode de fonctionnement, l'aéronef 10 est destiné à réaliser des cycles de va et vient entre un point haut et un point bas, lors desquels, il est successivement en phase d'ascension et en phase de descente.

Lorsque l'aéronef 10 est entraîné en phase d'ascension par la rotation du ballon 100, tel que décrit précédemment, la machine tournante fonctionne en générateur électrique. En phase d'ascension, l'aéronef 10 est destiné à dérouler progressivement le câble 109 enroulé autour du rotor, entraînant ce dernier en rotation. Lorsqu'une longueur prédéterminée du câble 109 est déroulée, le générateur électrique devient actionneur et entraîne en rotation le rotor de sorte à enrouler le câble 109 et à entraîner l'aéronef 10 en phase de descente. Une fois le câble 109 enroulé autour du rotor, sur une longueur prédéterminée, le rotor du générateur électrique est entraîné en rotation par l'aéronef 10 en phase d'ascension. Le générateur électrique est, par exemple, relié électriquement à un réseau électrique de sorte à pouvoir alimenter ce réseau avec l'électricité qu'il produit.

Avantageusement, la source d'alimentation électrique des moteurs peut être formée par des batteries au sol, reliées à la machine tournante au sol, auxquelles les moteurs sont connectés par un câble apte à conduire l'électricité, cheminant dans le câble 109 et solidaire des moyens de liaison 1 10.

A titre d'exemple, lorsque la vitesse du vent est très élevée, par exemple supérieure à quarante mètre par seconde, le ballon 100 est destiné à demeurer au sol. Le câble 109 est alors préférentiellement enroulé, sur sensiblement l'ensemble de sa longueur, autour du rotor du générateur électrique.

Dans un deuxième mode de fonctionnement, l'aéronef 10 tel que décrit précédemment dans les premier et deuxième modes de réalisation, peut être mis en œuvre dans un système de production d'énergie, dans lequel ledit aéronef 10 est destiné à tracter un véhicule au sol équipé de moyens de production d'énergie électrique en fonction de l'énergie cinétique du véhicule.

Préférentiellement, le véhicule est un sous-marin comprenant des moyens de production d'énergie électrique, tel que des hydro-générateurs, aptes à être actionnés par le déplacement du véhicule sous-marin. Pour mémoire, un hydro-générateur comprend une turbine apte à entraîner en rotation un rotor d'un générateur électrique destiné à produire de l'énergie électrique.

Préférentiellement, l'énergie électrique est en partie consommée par des moyens de synthétisation d'ammoniac, par exemple, par voie de catalyseur céramique. Additionnellement ou alternativement, l'énergie électrique est en partie ou entièrement stockée dans des batteries.

A titre d'exemple non limitatif, lorsque la vitesse du vent est très élevée, la force motrice du vent, appliquée sur le ballon 100 est suffisante pour que l'aéronef 10 puisse générer une force de traction nécessaire au déplacement du véhicule sous-marin. Pour cette raison, et pour limiter les forces de tension dans les moyens de liaison 1 10, et les contraintes mécaniques dans la structure d'arceaux 103 du ballon 100, ledit ballon 100 est entraîné en rotation de sorte que la vitesse tangentielle d'un point de l'enveloppe 102 du ballon 100, compris dans le plan médian P, est moins élevée que la vitesse du vent soufflant au voisinage de ce point. De plus, pour limiter les efforts de tension dans les moyens de liaison 1 10, les hydroliennes du véhicule sous-marin sont désactivées.

Avantageusement, suivant ce mode de réalisation, l'aéronef 10 peut être dirigé vers les vents dont la vitesse est optimale pour la production d'énergie. A titre d'exemple, la vitesse des vents dont l'énergie cinétique est exploitable pour la production d'énergie, est d'environ de huit à neuf mètres par seconde à quarante mètres par seconde. Dans ce deuxième mode de fonctionnement, l'aéronef 10 a été décrit, dans un système de production d'énergie, comme destiné à tracter un véhicule sous-marin, mais il peut alternativement être destiné à tracter un navire ou tout autre type de véhicule marin ou terrestre équipé de moyens de production d'énergie électrique en fonction de l'énergie cinétique du véhicule.

Dans un troisième mode de réalisation, l'aéronef 10 est destiné à produire de l'énergie électrique à partir d'hélices 150, 150' aptes à entraîner en rotation un rotor d'au moins une machine tournante fixée sur ledit aéronef 10, ladite machine étant apte à générer de l'énergie électrique.

Comme illustré par les figures 7 et 8, l'aéronef 10 selon ce troisième mode de réalisation est différent de l'aéronef 10 décrit dans les précédents modes de réalisation, notamment en ce que les moyens de contrôle de l'orientation du ballon 100 autour de l'axe du lacet AA' comprennent des hélices 150, 150' montées mobiles en rotation sur les ailettes latérales 132 et 132' respectivement fixées à chacune des extrémités latérales 101 et 101 ' du ballon 100.

Avantageusement, les ailettes latérales 132 et 132' sont identiques à celles décrites précédemment, et s'étendent respectivement selon un axe longitudinal CC et DD', parallèle au plan médian P, entre deux extrémités longitudinales.

Préférentiellement, mais non limitativement, au moins une hélice 150, 150' est disposée à chacune des extrémités longitudinales des ailettes, de sorte que chaque ailette latérale 132 ou 132' porte une paire d'hélice 150, 150'. Les paires d'hélices 150, 150' sont préférentiellement symétriques l'une par rapport à l'autre selon le plan médian P. Avantageusement, les hélices 150, 150' sont montées sur le bord d'attaque de chaque ailette latérale 132 ou 132'. Pour rappel, le « bord d'attaque » est défini comme étant la surface destinée à faire face au vent.

Avantageusement, les hélices 150, 150' sont aptes à entraîner en rotation un rotor d'au moins une machine tournante réversible. Préférentiellement, chaque hélice 150, 150' est fixée au rotor d'une machine tournante réversible. Chaque hélice 150, 150' est donc apte à produire de l'énergie électrique en entraînant le rotor de la machine tournante en rotation, sous l'effet du vent ou à être entraînée en rotation par le rotor, et à générer une force motrice.

Dans ce mode de réalisation, le ballon 100 est également rempli d'un gaz sous pression, préférentiellement plus léger que l'air, mais la masse de l'aéronef 10 peut être plus importante que celle de l'air.

Afin d'élever l'aéronef 10 en altitude, les hélices 150, 150' lorsqu'elles sont entraînées en rotation, sont aptes à générer une force motrice supérieure à la force générée par le poids de l'aéronef 10.

Plus particulièrement, pour faire atterrir et décoller l'aéronef 10, les ailettes latérales 132 et 132' sont disposées de sorte que leur axe longitudinal soit sensiblement horizontal, tel que schématiquement représenté par la figure 8.

Lorsque l'aéronef 10 atteint une altitude suffisante pour que la portance générée par le ballon 100 en rotation suffise à maintenir en sustentation ou à déplacer ledit aéronef 10, les ailettes latérales 132 et 132' sont disposées de sorte que leur axe longitudinal soit sensiblement vertical, tel que schématiquement représenté par la figure 7.

Avantageusement, chaque paire d'hélice 150 et 150', indépendamment l'une de l'autre, peut exercer ou non une force motrice. Ainsi, lorsque l'aéronef 10 est en altitude, en vue de modifier l'orientation du ballon

100 autour de l'axe de lacet AA', une paire d'hélice 150 ou 150' peut être entraînée en rotation. En effet, la force motrice générée par les hélices 150 ou

150' d'une paire engendre un moment de force provoquant la rotation du ballon

100 autour de l'axe de lacet AA'.

Dans ce mode de réalisation, les moyens de liaison 1 10 sont préférentiellement fixés au sol par leur première extrémité, en un point fixe.

A titre d'exemple, lorsque la vitesse du vent est très élevée, par exemple supérieure à quarante mètre par seconde, le ballon 100 est destiné à demeurer au sol. L'aéronef 10 est donc entraîné à atterrir par les paires d'hélices 150 et 150' s'il est en altitude lorsqu'un vent présentant une telle vitesse est détecté.

Alternativement, l'aéronef peut comprendre, à la place des ailettes latérales 132 et 132', une ou plusieurs couronnes 131 telles que définies précédemment. Les paires d'hélices 150 et 150' sont alors respectivement disposées sur les tronçons rigides 1 12 et 1 12'.

Le ou les machines tournantes sont reliés à des moyens de stockage de l'énergie électrique, tel que des batteries, ou au réseau de distribution électrique, via un câble apte à conduire l'électricité.

A titre d'exemple non limitatif, l'aéronef 10 comprend des batteries, avantageusement fixées au sol, reliées aux machines tournantes par un câble apte à conduire l'électricité, cheminant dans le câble 109 et solidaire des moyens de liaison 1 10.

Avantageusement, les moteurs sont alimentés en énergie électrique par le ou les machines tournantes.

Préférentiellement, dans ce mode de réalisation, les moyens de contrôle de l'orientation du ballon 100 peuvent être constitués par les hélices, et être dépourvus, notamment, de dérive 133.

Par ailleurs, les moyens de contrôle de l'orientation du ballon 100 autour de l'axe de roulis BB' sont les même que ceux décrits précédemment.

L'aéronef 10 peut comprendre, dans ce troisième mode de réalisation, un train d'atterrissage, par exemple, non escamotable, connu en soi. Avantageusement, les ailettes latérales 132 et 132' peuvent former le train d'atterrissage, tel qu'illustré par la figure 8.

De manière plus générale, il est à noter que les modes de fonctionnement et de réalisation considérés ci-dessus ont été décrits à titre d'exemples non limitatifs, et que d'autres variantes sont par conséquent envisageables.

Notamment, rien n'exclut, suivant d'autres exemples, de combiner les différents moyens de contrôle de l'orientation du ballon 100 dans chacun des différents modes de réalisation de l'aéronef 10, et/ou de combiner les différents modes de fonctionnement décrits précédemment.