DES TIGES MAGNETIQUES

DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION

La présente invention concerne le domaine des machines électromagnétiques, du type moteur ou générateur, dont la partie mobile réalise un mouvement de translation linéaire.

ETAT DE LA TECHNIQUE

On connaît de l’état de la technique le document FR3074620 une machine électromagnétique comprenant un stator, une armature mobile et un dispositif de liaison mécanique de l’armature mobile au stator, le dispositif de liaison comportant une pluralité de ressorts à lame. Le stator comprend au moins un premier noyau magnétique, portant deux bobines électriques, formant au moins une boucle ouverte entre des première et seconde extrémités terminales de cette première boucle pour définir un entrefer entre ces extrémités terminales. L’armature mobile porte deux aimants permanents alignés et de polarité inversée l’un par rapport à l’autre. Lorsqu’un flux magnétique est généré dans l’entrefer, une force transversale décale l'armature mobile dans un premier sens tout en provoquant une flexion des ressorts lames s'opposant à ce déplacement dans ce premier sens. Sous l'effet d'une commutation de courant dans les bobines, le flux magnétique traversant l'entrefer est inversé. Il en résulte une force transversale décalant l'armature mobile dans un second sens. En inversant les flux magnétiques dans les sens opposés, via une commutation de courant dans les bobines, un mouvement alternatif de l'armature par rapport au support est généré, les ressorts exerçant un effort de rappel qui, à certaines fréquences amplifient le rendement du moteur.

Cependant, dans le cas où plusieurs armatures mobiles sont désirées, l’encombrement de cette machine est un inconvénient.

La demande EP3029819 divulgue un actionneur linéaire comprenant trois moteurs. Chaque moteur comprend un stator et une tige à aimant permanent. Les trois tiges peuvent être mises en mouvement par l’intermédiaire des forces électromagnétiques des stators respectifs, comprenant un bobinage de fil électrique. Cependant, il n’est pas précisé le nombre et l’agencement des aimants ni même l’agencement du stator. Il est ainsi désireux de proposer une solution simple, permettant un réglage de la fréquence et de l’amplitude des tiges, et offrant un encombrement réduit.

OBJET DE L’INVENTION

A cet effet, et selon un premier aspect, l’invention propose une machine électromagnétique s’étendant le long d’un axe longitudinal, caractérisée en ce qu’elle comprend :

- un bâti,

- un stator agencé pour créer un champ magnétique, comprenant au moins deux éléments de stator disposés autour de l’axe longitudinal et s’étendant dans une direction circonférentielle ou orthoradiale par rapport à l’axe longitudinal,

- une partie mobile linéairement, comprenant au moins deux tiges distinctes mobiles selon des axes d’entraînement respectifs, et espacées le long d’une circonférence s’étendant autour de l’axe longitudinal, chaque tige comprenant au moins un élément magnétique, chaque tige étant disposée entre deux éléments de stator et déplaçable magnétiquement par rapport aux au moins deux éléments de stator.

La machine électromagnétique selon l’invention a pour avantages de proposer un faible nombre d’éléments, un encombrement réduit et de permettre un mouvement de va et vient à haute fréquence. Cet agencement permet en outre de proposer une machine électromagnétique offrant un faible coût de fabrication et de maintenance.

On entend par stator, la partie fixe de la machine électromagnétique. Il est fixé au bâti de la machine. De préférence, le stator est constitué d’un empilement de plaques de tôle en matériaux ferromagnétiques, préférentiellement en fer doux, et d’un bobinage d’un fil conducteur. Le stator génère le champ électromagnétique lors du passage d’un courant électrique dans le fil conducteur.

On entend par élément de stator, une partie du stator générant une portion du champ électromagnétique. De préférence, chaque élément de stator comprend un empilement central de plaques de tôle, qui est entouré d’un bobinage, et deux empilements d’entrefer, chaque empilement d’entrefer étant disposé à une extrémité de l’empilement central. Selon la forme de la machine, chaque élément de stator présente au moins une portion rectiligne ou en arc de cercle. Chaque empilement d’entrefer présente une extrémité distale qui est prévue pour être disposée en vis-à-vis avec une tige. L’extrémité distale d’un empilement d’entrefer présente une forme qui est agencée pour entourer partiellement une tige de la partie mobile. De préférence, l’extrémité distale présente une forme complémentaire à la forme de la tige. Par exemple dans le cas de tige de forme cylindrique, l’extrémité distale d’un empilement d’entrefer présente une forme concave. Pour ce qui précède et pour la suite de la description, chaque élément de stator relie deux tiges, chaque tige étant espacée d’une extrémité distale par un entrefer.

De préférence, chaque élément de stator comprend un ensemble d’au moins deux empilements distincts de plaques de tôle espacés longitudinalement de manière à réaliser deux portions de circuits magnétiques distincts.

Par exemple, les tôles peuvent être alimentées par une ou plusieurs bobines.

La partie mobile linéairement comprend au moins deux tiges magnétiques. Chaque tige comprend au moins un élément magnétique ou est constituée d’un élément magnétique. Alternativement aux tiges, la partie mobile de la machine peut comprendre toute pièce déplaçable pouvant porter ou être constituée d’au moins un élément magnétique. L’au moins un élément magnétique est intégré dans l’enveloppe extérieure de la tige ou de ladite pièce, ou il présente une forme générale extérieure identique à la tige ou à ladite pièce.

De préférence chaque tige comprend au moins deux paires de pôles alternés. Selon une variante de réalisation, chaque tige comprend au moins quatre paires de pôles alternés. De préférence, chaque tige comprend plusieurs pôles magnétiques opposés.

On entend par une paire de pôles, un dispositif présentant un pôle nord et un pôle sud. Une paire de pôle est de préférence un aimant. Par exemple, chaque tige comprend ou correspond à au moins un aimant permanent. On entend par deux paires de pôles alternés, deux dispositifs tels que définis ci-avant disposés tête-bêche ou de manière que chaque pôle d’une première paire est disposé en vis-à-vis avec un pôle de polarité inverse de la deuxième paire, ou paire adjacente. Selon un mode de réalisation dans lequel chaque tige comprend au moins un aimant permanent, ce dernier occupe au moins 50%, de préférence au moins 75% de la section transversale de ladite tige. En outre chaque aimant permanent peut présenter une forme sensiblement identique à la forme de ladite tige. Dans le cas où la tige mobile comprend plusieurs aimants, ceux-ci sont alignés de manière coaxiale le long de l’axe d’entraînement de ladite tige.

De préférence, chaque tige comprend une entretoise disposée entre deux paires de pôles. Dans le cas où la tige mobile comprend plusieurs aimants, chaque tige comprend une entretoise disposée entre deux aimants. Cette caractéristique permet de définir une force ou une amplitude de mouvement de la tige portant ladite entretoise. Les entretoises peuvent être magnétisables ou amagnétiques, cela dépend de la force et de l’amplitude souhaitée.

Selon un autre mode de réalisation, chaque tige est constituée d’un matériau ferromagnétique et d’un matériau amagnétique. Le ou les aimants permanents sont supprimés de la partie mobile de la machine. Ainsi, un aimant sur deux peut être remplacé par un noyau magnétique, l’autre est amagnétique. La bobine de l’électro- aimant d’un élément de stator est montée de manière à fonctionner en courant positif uniquement et est court-circuitée dans le cas inverse. Ceci permet à chaque tige en régime oscillatoire d’être alternativement attirée par le champ électromagnétique du stator, puis repoussée par exemple par la force de moyens de rappel en position, de préférence un ressort. Des moyens de rappel sont décrits ci-après. Ce mode de réalisation permet de proposer une machine particulièrement simplifiée et peu coûteuse.

Selon n’importe quel type de tige, les au moins deux tiges de la partie mobile peuvent être espacées le long d’un cercle dont l’axe longitudinal est le centre. De manière préférentielle, les au moins deux tiges peuvent être espacées de manière équidistante le long d’un cercle dont l’axe longitudinal est le centre.

De préférence, les tiges sont parallèles entre elles et par rapport à l’axe longitudinal.

Les tiges peuvent présenter différentes formes. Selon une section transversale, chaque tige peut présenter une forme, parallélépipédique, rectangulaire, hexagonale, cylindrique ou circulaire. En outre, la machine électromagnétique peut comprendre au moins un moyen de rappel en position associé à au moins une tige. Selon un mode de réalisation, la machine comprend un moyen de rappel en position par tige. De préférence, un moyen de rappel en position est un moyen de rappel élastique, par exemple un ressort, de préférence un ressort métallique, en particulier en acier. Bien que chaque tige réalise un mouvement de va et vient, il peut être intéressant de favoriser la cinétique de l’un des deux mouvements. En fonctionnement normal, une machine électromagnétique selon l’invention, ayant des tiges mobiles oscillant sur un pas polaire ou étant pilotées en déplacement par une électronique de commande, ne nécessite pas de moyen de rappel des tiges mobiles. Il peut cependant être intéressant d’en ajouter afin d’optimiser le rendement de la machine. Par exemple, un ressort pourrait être placé à une première extrémité d’une tige mobile et/ou à une deuxième extrémité, opposée à la première extrémité, de ladite tige mobile. Cette caractéristique permet d’absorber l’énergie cinétique durant une première phase de l’inversion du mouvement pour la stocker en énergie potentielle puis de la retransmettre à ladite tige mobile durant la seconde phase d’inversion. Ces moyens de rappel permettent aussi d’éviter tout mouvement de trop grande amplitude, non maîtrisé, pouvant mener à une usure prématurée de la machine, ou à une sortie involontaire d’une ou des tiges mobiles de la machine. Préférentiellement, la fréquence d’oscillation de la tige est la même que la fréquence de résonance du système, afin de consommer le moins d’énergie possible pour la mise en mouvement.

De préférence, la machine électromagnétique comprend des moyens d’étanchéité du stator et/ou des au moins deux tiges par rapport au milieu extérieur.

Les moyens d’étanchéité comprennent des moyens d’étanchéité de tige. De préférence deux moyens d’étanchéité de tige sont associés à chaque tige, chaque moyen étant disposé à une extrémité de la tige. Ils permettent de protéger l’entrefer autour de chaque tige.

Les moyens d’étanchéité doivent protéger la machine vis-à-vis de l’atmosphère saline, de l’atmosphère polluée ou de l’eau douce ou saline lors d’immersion. Par exemple, les moyens d’étanchéité peuvent être des joints toriques, des éléments de glissement assurant l’étanchéité, des soufflets souples (en élastomère ou métalliques), ou mécaniques ou une combinaison de ceux-ci. Les joints peuvent être les suivants : joint racleur, joint buffer, joint simple effet, joint double effet, joint à lèvre (ou joint spi), joint à ressort. Il est possible d’utiliser ces joints seuls ou de les combiner afin d’obtenir différentes fonctions, par exemple filtrer les impuretés, effectuer une pré-étanchéité afin d’obtenir une chambre immergée et donc une lubrification des garnitures de guidage puis un autre joint permettant l’étanchéité complète.

De manière complémentaire, la machine, en particulier le stator ou chaque élément de stator bobiné, peut être enrésinée par exemple avec une résine époxy ou silicone. De manière encore complémentaire, les au moins deux tiges de la partie mobile peuvent être entourées d’un bain d’huile, offrant l’avantage de tenir la pression en cas d’immersion profonde, ou de lubrifier et refroidir le système en permanence.

De manière préférentielle, la machine électromagnétique comprend des moyens de guidage en translation, par exemple des roulements, des paliers, des glissières et/ou des coussinets.

De préférence, le volume délimité par les au moins deux éléments de stator et les au moins deux tiges est libre au centre. Aucune pièce ne se trouve au sein de la partie centrale de la machine. Cela permet différents avantages comme par exemple :

- permettre le passage d’une pièce ou d’un fluide (notamment caloporteur) au centre,

- gagner en volume et en poids, ce qui est important pour des systèmes embarqués,

- permettre une meilleure préhension de la machine lors de sa manutention, ou encore

- améliorer les performances thermiques de la machine via un meilleur refroidissement.

Selon un mode de réalisation particulier, le stator comprend six éléments de stator, et la partie mobile comprend six tiges. Le stator est composé de douze circuits magnétiques, deux circuits magnétiques parallèles par élément de stator, composés chacun d’une bobine, d’un ensemble de tôles formant son noyau magnétique. Chaque tige comprend deux aimants fixés sur celle-ci de manière à réaliser un même barreau magnétique. Les circuits magnétiques sont assemblés sur deux niveaux, et forment un champ électromagnétique circulaire alternant, permettant de tirer puis repousser chaque tige ou barreau à haute fréquence.

De préférence, les barreaux ou tiges mobiles sont disposées en opposition de phase d’une manière alternée. Trois tiges sont déphasées de 180 degrés par rapport aux trois autres tiges. De préférence, les tiges fonctionnent à une fréquence comprise entre 10 et 150 Hz (hertz). La machine électromagnétique comprend une électronique de puissance et/ou des moyens de commande de manière que le déplacement des tiges de la partie mobile soit piloté en boucle ouverte par l’électronique de puissance. Le pilotage se ferait au moyen d’une électronique de puissance permettant de faire onduler une tension à différentes fréquences comme par exemple un onduleur pouvant faire varier la tension efficace et la fréquence.

Selon un autre mode de réalisation, la machine comprend au moins un capteur, comme par exemple un capteur de déplacement de la partie mobile , ou encore un capteur de courant. L’électronique de puissance et/ou les moyens de commande commande(nt) le déplacement des tiges de la partie mobile en boucle fermée grâce aux informations de l’au moins un capteur.

De préférence, la machine comprend un capteur de température de manière à mesurer la température de ladite machine, relié directement de préférence à l’électronique de commande. Elle peut aussi être protégée contre le réchauffement excessif grâce à un fusible thermique. Ces deux composants sont montés préférentiellement à la périphérie de la bobine et avantageusement à son centre, car la bobine est le composant principal diffusant la chaleur.

Selon un deuxième aspect de l’invention, il est prévu un ensemble mécanique comprenant une machine électromagnétique, selon l’une ou plusieurs des caractéristiques du premier aspect de l’invention, et un effecteur monté à au moins l’une des extrémités distales des au moins deux tiges. De manière préférentielle, l’effecteur est relié à toutes les extrémités distales des au moins deux tiges.

De préférence, l’effecteur comprend au moins une membrane. Chaque membrane peut être disposée de manière coaxiale à la machine électromagnétique et en vis-à-vis d’une face extérieure du bâti. De préférence, chaque membrane présente une ouverture centrale agencée pour être traversée par un fluide.

De préférence, l’ensemble mécanique comprend au moins un flasque agencé pour coopérer hydrauliquement avec une membrane. Selon un mode de réalisation dans lequel l’ensemble mécanique comprend plusieurs membranes, chaque flasque est associé à une seule membrane. Par exemple, chaque flasque peut présenter les variantes de réalisation combinables suivantes :

- être rigide ou souple,

- posséder n’importe quelle forme en association avec la forme des membranes,

- être plein, ou percé au centre permettant un effet venturi grâce à la différence de vitesse,

- présenter des creux et/ou des aspérités et/ou des lèvres pour divers usages (résistance à la corrosion, monter en pression...), et

- être composé de matériaux spécifiques (marins, alimentaires, biocompatibles, pour hydrocarbures ...) ,

- le flasque peut-être lui-même entouré de deux membranes ou plus.

Selon un exemple particulier, le flasque unique peut être la paroi d’une coque d'un bateau ou d’un engin nautique (drône, sous-marin...).

Selon un mode de réalisation particulier, l’ensemble mécanique comprend une machine électromagnétique s’étendant le long d’un axe longitudinal, la machine comprenant :

- un bâti,

- un stator agencé pour créer un champ magnétique, comprenant au moins quatre éléments de stator disposés autour de l’axe longitudinal et s’étendant dans une direction circonférentielle ou orthoradiale par rapport à l’axe longitudinal,

- une partie mobile linéairement, comprenant au moins deux tiges amont et au moins deux tiges aval, les tiges étant distinctes et mobiles selon des axes d’entraînement respectifs, et espacées le long d’une circonférence s’étendant autour de l’axe longitudinal, chaque tige comprenant au moins un élément magnétique, chaque tige étant disposée entre deux éléments de stator et déplaçable magnétiquement par rapport aux au moins quatre éléments de stator.

De préférence, l’au moins un élément magnétique peut être au moins une paire de pôles alternés, par exemple un ou plusieurs aimants permanents.

De préférence, l’ensemble comprend une membrane amont reliée aux extrémités distales des au moins deux tiges amont, et une membrane aval reliée aux extrémités distales des au moins deux tiges aval. Cela permet de réaliser un propulseur hydraulique dont le flux de liquide propulsé par ce dernier est moins turbulent par rapport au flux des propulseurs connus comme les moteurs équipés d’une hélice. Selon un mode de réalisation, l’ensemble comprend un flasque amont relié à une face amont du bâti et disposé en vis-à-vis de la membrane amont, et un flasque aval relié à une face aval du bâti et disposé en vis-à-vis de la membrane aval.

Lors de l’actionnement, le mouvement de va et vient des tiges entraîne l’ondulation de la ou des membranes. Chaque membrane sert à transformer l'énergie mécanique fourni par le moteur en énergie hydraulique. Chaque membrane présente une forme cylindrique ou préférentiellement de forme discoïdale. Elle est composée d’une armature solide, avantageusement métallique, et d’une partie ondulante en matériaux souples, préférentiellement des dérivés de caoutchouc. La membrane peut être de toute forme.

De préférence, chaque membrane présente une ouverture centrale qui est de préférence circulaire. De manière préférentielle, chaque flasque présente une section tubulaire agencée de manière coaxiale à l’axe longitudinal de la machine et s’étendant à travers l’ouverture centrale de la membrane associée. Le diamètre de la section tubulaire est strictement inférieur au diamètre de l’ouverture centrale. La section tubulaire permet de réaliser un effet Venturi pour l’écoulement du fluide passant au centre de l’ensemble mécanique.

Selon un mode de réalisation particulier, l’ensemble peut comprendre au moins deux membranes amont et/ou au moins deux membranes aval. Les membranes amont et/ou aval peuvent présenter des mouvements déphasés entres elles, de préférence le déphasage est de 180° (degrés).

De préférence, l’ensemble comprend un capot amont, disposé en amont de la membrane amont, et un capot aval, disposé en aval de la membrane aval. Chaque capot est fixé au bâti de la machine électromagnétique de manière coaxiale à l’axe longitudinal de ladite machine, par exemple par l’intermédiaire de bras longitudinaux reliant chaque capot au bâti de la machine. De préférence, la face du capot en vis-à-vis de la membrane présente une surface sensiblement identique à la surface de la membrane. Le volume délimité longitudinalement par un capot et un flasque définit une chambre de compression, ou une chambre de propulsion. A l’arrêt comme en fonctionnement de machine, chaque membrane se situe dans une chambre de compression. Le liquide mis en mouvement par une membrane rentre au préalable dans la chambre de compression par la zone circonférentielle de la chambre de compression, par exemple entre des bras longitudinaux reliant le capot au bâti de la machine.

Pour ce qui précède et pour la suite de la description, chambre de compression et chambre de propulsion se réfèrent à la même définition, de sorte qu’il pourra être utilisé indifféremment l’une ou l’autre des expressions.

Le volume propulsé par la membrane amont est expulsé dans la zone centrale libre de la machine. Le capot aval comprend en outre une ouverture dont la section transversale est au moins égale à la section transversale de la zone centrale libre. Le volume propulsé par la membrane aval est expulsé dans l’ouverture du capot aval.

Deux configurations de chambre de compression sont possibles :

- en série, de manière que le flux d’entrée de la chambre de compression aval est relié au flux de sortie de la chambre de compression amont par l’intermédiaire de la zone centrale libre de la machine,

- en parallèle, de manière que chaque chambre de compression dispose d’un flux d’entrée qui lui est propre, chaque flux rentrant dans la chambre de compression via une ouverture ou une zone radiale en amont et/ou en aval et/ou au-dessus et en-dessous de la membrane.

Il est possible de combiner ces deux solutions : un flux central passant par la zone centrale libre et un flux radial peuvent alimenter la chambre de compression aval.

A chaque chambre de compression correspond au moins une section d’entrée du liquide et au moins une section de sortie du liquide.

Ces sections peuvent être multiples et peuvent se présenter de la manière suivante :

- de manière radiale au propulseur,

- parallèlement à l’axe de déplacement du propulseur

- par une combinaison des deux possibilités précédentes.

Selon un mode de réalisation particulier, le capot aval comprend un tube central, s’étendant de manière coaxiale à la machine électromagnétique. Cette caractéristique permet de créer un second flux dans une chambre de compression à travers la mise en place d’un tube traversant la chambre de compression. La section d’entrée de ce tube subira une surpression et celle de sortie (située en aval de la chambre de compression) une dépression créant ainsi un effet venturi et améliorant le rendement du propulseur.

Selon d’autres modes de réalisation, l’ensemble mécanique peut comprendre aucun capot, ou un seul capot : un capot amont ou un capot aval. En l’absence de capot, il n’y a donc plus de chambre de compression.

D’autres applications de l’ensemble mécanique proposé au-dessus sont possibles, par exemple des pots vibrants, des vibrateur industriel, en particulier les parties mobiles fonctionnant en phase pour amplifier la vibration, des percuteurs, des hauts parleurs, des scies, des marteaux piqueurs, des sex-toys, des outils d'étude vibratoire, de fatigue, de vieillissement, des pompes industrielles, des ventilateurs, des compresseurs d’air, des retours de force, des tamiseurs, des vibrateurs de vibrofonçage, des propulseurs de bateau, des propulseurs de jouets nautiques, tels que propulseur sous-marin, paddle, surf motorisé, des pompes “vide-cale”, des génératrices d’électricité, des pompes pour jeux d’eau, des générateurs de flux (courants, vagues, houle) pour bassins, des machines-outils (tels que scie ou ponceuse), des mélangeurs.

DESCRIPTION DES FIGURES

La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, se référant à des exemples non limitatifs de réalisation illustrés par les dessins annexés où :

• la figure 1 est une vue en perspective d’une machine électromagnétique à mouvement linéaire cyclique selon un mode de réalisation de l’invention dans lequel chaque tige de la partie mobile comprend deux aimants permanents, la machine étant vue sans son bâti ;

• la figure 2 est une vue en perspective d’un ensemble mécanique selon un mode de réalisation, l’ensemble comprenant une machine conforme à la figure 1 et deux effecteurs, les deux effecteurs comprenant chacun une membrane discoïdale, chaque effecteur étant disposé à une extrémité de la machine ;

• la figure 3 est une vue en perspective et en coupe longitudinale d’un ensemble mécanique comprenant une machine électromagnétique selon un deuxième mode de réalisation dans lequel chaque tige de la partie mobile comprend quatre aimants permanents ;

• la figure 4 est une vue en perspective d’un ensemble mécanique conforme à la figure 2, les effecteurs, ou membranes, étant vues dans une position proximale par rapport à la machine électromagnétique ;

• la figure 5 est une vue conforme à la figure 4, les effecteurs, ou membranes, étant vues dans une position distale par rapport à la machine électromagnétique ;

• la figure 6 est une vue conforme à la figure 5, chaque tige comprenant en outre deux entretoises amagnétiques, une entretoise entre deux aimants permanents adjacents ;

• la figure 7 est un zoom de la machine de la figure 6, une tige de la partie mobile, portant quatre aimants permanens, étant vue de manière agrandie ;

• la figure 8 une vue d’un propulseur hydraulique selon un premier mode de réalisation, le propulseur comprenant un capot amont et un capot aval ;

• la figure 9 est une vue en coupe longitudinale d’un propulseur hydraulique conforme à la figure 8 ;

• la figure 10 est un zoom de la figure 9, le capot amont et la membrane amont étant vus de manière agrandie ;

• la figure 11 est une vue en coupe longitudinale d’un propulseur hydraulique selon un deuxième mode de réalisation, dans lequel le capot amont comprend une ouverture frontale ;

• la figure 12 est une vue en coupe longitudinale d’un propulseur hydraulique selon un troisième mode de réalisation comprenant des ouvertures radiales amont et des ouvertures radiales aval ;

• la figure 13 est une vue en coupe longitudinale d’un propulseur hydraulique selon un quatrième mode de réalisation comprenant des ouvertures radiales amont, des ouvertures radiales aval, et un tube central traversant le capot amont.

La figure 1 présente un premier mode de réalisation d’une machine électromagnétique 1 à mouvement linéaire cyclique s’étendant le long d’un axe longitudinal L. Afin de visualiser le maximum de pièces, le bâti de la machine n’est pas représenté.

La machine comprend une partie statique 3, dite stator, agencée pour créer un champ électromagnétique. Le stator comprend six éléments de stator 31, 32, 33, 34, 35 et 36. Chaque élément de stator comprend un empilement de plaques de tôle entouré d’un bobinage électrique. Les six éléments de stator 31, 32, 33, 34, 35, 36 sont disposés autour de l’axe longitudinal L et s’étendent dans une direction circonférentielle T par rapport à l’axe longitudinal L de manière que les lignes de champs sont circonférentielles en passant par tous les éléments de stator.

La machine comprend une partie mobile linéairement 4. Elle comprend six tiges 41 , 42, 43, 44, 45, 46 distinctes mobiles selon des axes d’entraînement respectifs El, E2, E3, E4, E5, E6. Les tiges sont espacées de manière équidistante le long d’une circonférence s’étendant autour de l’axe longitudinal L. Cette disposition permet de laisser la zone centrale 10 libre. La zone centrale présente une forme tubulaire.

Chaque tige présente une section transversale circulaire de manière que chaque tige présente la forme d’un barreau. Pour la suite de description, on pourra utiliser indifféremment le mot tige ou barreau. Chaque tige est disposée entre deux éléments de stator. Seul un entrefer sépare chaque tige des deux éléments de stator. Chaque tige comprend deux aimants permanents alignés le long de l’axe d’entraînement de la tige et disposés tête-bêche du point de vue des polarités. Chaque aimant occupe sensiblement toute la section transversale de la tige et présente une section transversale circulaire. Les tiges sont déplaçables magnétiquement par rapport aux éléments de stator.

Selon une variante de réalisation représentée par la figure 3, chaque tige de la partie mobile comprend quatre aimants permanents, seules les tiges 43 et 46 sont visibles. En particulier, la tige 43 comprend les aimants permanents 63a, 63b, 63c, 63d, et la tige 46 comprend les aimants permanents 66a, 66b, 66c, 66d. Chaque aimant permanent présente la forme d’un tube agencé pour s’emboîter sur une âme cylindrique de chaque tige.

Cet agencement permet aux barreaux d'être piloté par le stator en suivant le champs magnétique courant produit par ce dernier. L’alignement des pôles par rapport au stator permet aux barreaux de fonctionner en phase ou en opposition de phase l’un par rapport aux autres. L’alignement des barreaux est maintenu grâce aux forces magnétiques des aimants. La présence de moyens de guidage ou de pièces supports supplémentaires n’est pas indispensable, dans le cadre d’un mode de réalisation minimaliste et/ou le moins coûteux.

De manière optionnelle, deux pièces de guidage, préférentiellement cylindriques, servant de guide de translation pour chaque barreau, viendront se fixer sur les extrémités de chaque barreau. Ces pièces de guidage sont avantageusement en matériaux amagnétique afin de minimiser les fuites de champ magnétique. Ces deux pièces ont comme autre fonction de pièce de liaison a tout effecteur ou partie mobile ayant besoin d'être mise en mouvement.

La présence de plusieurs tiges permet de délivrer une plus grande force à un effecteur. En outre, la présence de quatre aimants permanents au lieu de deux aimants permanents permet également de délivrer une plus grande force à un effecteur.

En référence aux figures 4 à 7, il est présenté un mode de réalisation particulier du stator dans lequel chaque élément de stator comprend deux sous éléments de stator de manière à réaliser deux circuits magnétiques parallèles. En référence à la figure 4, l’élément de stator 35 comprend deux sous-éléments de stator 35a, 35b et l’élément de stator 34 comprend deux sous-éléments de stator 34a, 34b. En outre la tige 44 de la partie mobile comprend quatre aimants permanents 64a, 64b, 64c et 64d. Au cours du mouvement de ladite tige 44, les aimants permanents 64a, 64b sont prévus pour être en vis-à-vis des sous éléments de stator 35a et 34a, et les aimants permanents 64c, 64d sont prévus pour être en vis-à-vis des sous-éléments de stator 35b et 34b.

Les figures 2 à 6 montrent un ensemble mécanique comprenant deux effecteurs. Chaque effecteur comprend une membrane en matière plastique de manière à réaliser un propulseur hydraulique, la machine électromagnétique fonctionnant en mode moteur. En référence à la figure 2, les tiges 42, 44 et 46 sont liées et commandées simultanément de manière à former un premier sous-moteur, dit moteur amont, et les tiges 41, (43 et 45 non visibles) sont liées et commandées de manière à former un deuxième sous-moteur, dit moteur aval. Les extrémités des tiges 42, 44 et 46 sont reliées fixement à une armature portant une membrane Ml, dite membrane amont. Les extrémités des tiges 41, (43 et 45 non visibles) sont reliées fixement à une armature portant une membrane M2, dite membrane aval. Les membranes présentent une forme discoïdale. Les sous-moteurs sont déphasés électriquement de 180° (degrés) de manière que les membranes Ml et M2 sont actionnées en opposition de phase. En particulier, les aimants sont inversés ce qui permet au champ magnétique d’être bien circulaire et de ne pas se retrouver opposé au champ de la bobine suivante.

Pour la suite de la description, il sera décrit le fonctionnement et/ou le mouvement d’une tige d’un sous-moteur, en l’espèce la tige 44 du moteur amont. En référence à la figure 4, la membrane amont se situe dans une position proximale par rapport au bâti 2 de la machine. La position de la tige 44 est telle que l’aimant permanent 64a est en vis-à-vis des sous-éléments de stator 35a et 34a et l’aimant permanent 64c est en vis-à-vis des sous-éléments de stator 35b et 34b du fait que les flux magnétiques induits dans les entrefers, entre d’une part les sous-éléments de stator 35a et 34a et d’autre part les sous-éléments de stator 35b et 34b, sont suffisants pour réaliser une polarité, par exemple un pôle nord, d’un côté et une polarité inverse, par exemple un pôle sud, de l’autre côté. Comme chaque aimant permanent présente une polarité inverse, les flux magnétiques traversent les aimants permanents et les maintiennent en position.

Lors d’une commutation de courant dans les bobines, les flux magnétiques dans les entrefers sont inversés de manière que chaque pôle d’un aimant permanent est en vis-à-vis d’une polarité identique, réalisant une force de répulsion et une translation de la tige 44. Simultanément, les flux magnétiques parviennent à traverser les aimants permanents adjacents, de polarités inverse, 64b et 64d de manière qu’une force d’attraction réalise la translation de la tige 44. Il en résulte que la nouvelle position de la tige 44 est telle que l’aimant permanent 64b est en vis-à-vis des sous-éléments de stator 35a et 34a et l’aimant permanent 64d est en vis-à-vis des sous-éléments de stator 35b et 34b, voir figure 5. La membrane amont Ml se situe alors dans une position distale.

Selon une variante de réalisation représentée par les figures 6 et 7, une entretoise, dit spacer, est disposée entre deux aimants permanents adjacents de polarité inverse. En référence à la figure 7, une entretoise 164 est disposée entre les aimants permanents 64a et 64b, et une entretoise 264 est disposée entre les aimants permanents 64c et 64d.

Le propulseur comprend des moyens de commande et/ou une électronique de puissance de manière que le moteur est capable d'être utilisé dans une large panoplie de cas d’utilisations. Par exemple, il peut être alimenté via le secteur, un réseau de panneau solaire ou toute autre installation d'énergie alternative ou dans un système de stockage d'énergie moyennant son branchement à travers une électronique de puissance permettant de réguler et d’asservir le courant électrique. Selon le type de signal de commande et sa forme, le moteur peut remplir différents cas d’utilisation : dans un cas d’alimentation par une tension électrique continue, le moteur est asservi en position. Il gardera donc une position précise et répétable suivant la valeur de tension électrique fournie. Dans le cas où une tension alternative est fournie, le moteur sera asservi en vitesse. La valeur de la tension électrique permet de régler l’amplitude de la course des barreaux mobiles. La fréquence du signal électrique permet quant à elle à régler la fréquence de fonctionnement du moteur.

Le moteur permet de fournir un mouvement linéaire à haute fréquence, en particulier jusqu’à 500 cycles par seconde, c’est à dire un fonctionnement à 500 Hz.

Les figures 8 à 13 montrent plusieurs modes de réalisation de propulseur hydraulique agencé pour être immergé.

En référence à la figure 8, le propulseur comprend un capot amont Cl, disposé en amont du flasque Fl, et un capot aval C2, disposé en aval du flasque F2, les membranes n’étant pas représentées. Chaque capot est fixé au bâti de la machine électromagnétique de manière coaxiale à l’axe longitudinal F de ladite machine, par exemple par l’intermédiaire de bras longitudinaux reliant chaque capot au bâti de la machine. En référence à la figure 9, le volume délimité longitudinalement entre un capot et un flasque définit une chambre de compression. Une chambre de compression amont 111 est définie entre le capot Cl et la machine électromagnétique 1. Une chambre de compression aval 112 est définie entre le capot C2 et la machine électromagnétique 1. A l’arrêt comme en fonctionnement de la machine, chaque membrane se situe dans une chambre de compression. Par exemple en référence à la figure 10, la membrane amont Ml est mise en mouvement par l’intermédiaire des tiges de la partie mobile de la machine électromagnétique, de manière à réaliser une ondulation. Fe liquide mis en mouvement par une membrane rentre au préalable dans la chambre de compression.

En référence aux figures 8, 9, 10, 12 et 13, le propulseur comprend des ouvertures radiales amont 121. En référence aux figures 8, 9, 12 et 13, le propulseur comprend des ouvertures radiales aval 122. Fes ouvertures radiales sont délimitées circonférentiellement par les bras longitudinaux reliant les capots au bâti de la machine. Fes ouvertures radiales permettent au liquide de rentrer radialement dans chaque chambre de compression. Le volume propulsé par la membrane amont est expulsé dans la zone centrale 10 libre de la machine. Le volume de liquide propulsé par la membrane amont est expulsé dans la chambre de compression aval.

En outre selon tous les modes de réalisation, le capot aval C2 comprend une ouverture axiale 132.

Dans ces configurations, dites parallèles, chaque chambre de compression dispose d’un flux d’entrée qui lui est propre, chaque flux rentrant dans la chambre de compression via une ouverture ou une zone radiale. Le capot aval comprend en outre une ouverture dont la section transversale est au moins égale à la section transversale de la zone centrale libre.

En référence à la figure 11 , il est une configuration, dite en série, dans laquelle le flux d’entrée de la chambre de compression aval est relié au flux de sortie de la chambre de compression amont par l’intermédiaire de la zone centrale libre de la machine. Le propulseur comprend une unique ouverture d’entrée 131 pour alimenter en liquide la chambre de compression amont.

Il est possible de combiner ces deux solutions : un flux axial et un flux radial pour alimenter les chambres de compression. En référence à la figure 13, le capot amont Cl comprend une ouverture 131 s’étendant par un tube central qui débouche dans la zone centrale 10 de manière à réaliser un effet Venturi. Selon un autre mode de réalisation non représenté, le tube peut déboucher dans la chambre de compression amont. Le propulseur comprend en outre des ouvertures radiales amont 121 et des ouvertures radiales aval 122.