Par conséquent, l'expérimentation a nettement démontré que 1 'aéro- moteur à hélice s'articulant sur pylône, est impropre à l'exploita- tion des vents de haut niveau énergétique, et cela, malgré la mise en drapeau de ses paleβ, réduisant singulièrement leur efficacité.

Or, l'efficacité ne peut être obtenue qu'en utilisant toute la gamme des vents allant jusqu'aux tempêtes.

Pour étayer cette affirmation, il n'y a qu'à considérer l'écoule- ment d'un "tube" d'air de Ia.2 d _β section dont la vitesse V. varie de 18 km/h à 144 km/h, soit de 5m à 40m/s. Sachant qu'un π.3 d'air pèse environ I, 290kg, la formule de son énergie cinétique en Watts/seconde peut s'écrire:

E (watts) « (I.290.V.). V*/2 - 1,290 V3/2. Ainsi, pour des vitesses de vents de 5,10,20 et 40m/s, l'énergie cinétique de ces uatre aliers de vitesse est:

Im Watts

Par conséquent, de 5 à 40a/s, il apparait qu'une vitesse de vent (40/5) «8 fois plus grande possède en fait une énergie cinétique (40000/80) «500 foie plus élevée. Ces valeurs, constituent l'énergie de crête que l'on peut étaler dans le temps, mais à une valeur plus faible. Or, l'énergie cinéti¬ que des vents peut être interceptée avec un rendement très proche de l'unité. Pour cela, il suffit que la vitesse d'éjection du flux éolien soit relativement nulle à la sortie des aubes de turbine.

II faut donc recourir à une construction qui remplit cette condition. Cette condition est remplie par le truchement adéquat d ' écoulements dynamiques sous carénage. Or, de tels écoulements autorisent, non seulement, des modifications de pression et de vitesse, mais encore , des variations theπnocinétiques. Ainsi , lorsqu'un écoulement s 'effec¬ tue dans un conduit du type convergent -divergent, il se produit au droit de l'étranglement non seulement, un effet de détente, mais encore, un refroidissement avec gain cinétique tel que Kv m mV ² , sachant que v<7 et l_>m. Par ce moyen, les aubes de turbine à réac- tion convertissent endothermiquement, par détente adiabatique réver¬ sible, les 9/10 de l ' énergie cinétique des vents faibles, moyens , forts, très forts, voire impétueux, dont l 'exploitation exige une forme d'approche conforme à l ' efficacité, la ténacité et la fiabi¬ lité de l 'installation. Hais dans le cadre de l 'efficience économi- que, il convient d' éviter le gigantisme , car le prix de revient du Watt-installé croît en fonction du cube des proportions.il convient également de ne point rechercher l 'autonomie car cette forme d' éner¬ gie doit être utilisée nécessairement sur place et travailler en complémentarité des moyens énergétiques usuels. Par ailleurs, il est irrationnel de promouvoir la production de plusieurs MW d' énergie en un point fixe, pour les redistribuer en d'autres lieux où le vent est également présent.

Ceci étant posé, la reconversion de toute l'énergie éolienne en énergie utilisable, répondant aux conditions précitées, s 'effectue au moyen du présent stato-éolien modulaire à bas niveau, sonore;

Ce stato-éolien est fondé sur l 'association d'effets eoncomittants qu'exerce le vent sur tout obstacle statique de conformation cylin¬ drique à axe vertical (coupe horizontale Pig.I). Or, ces effets se manifestent aussi lorsque l 'obstacle est un édifice périptère stati- que, selon la coupe horizontale (Pig.2) .

Bans ce dernier cas, ces effets sont: une surpression dynamique frontale (SP ) , une dépression latérale de forte intensité (DL) , une dépression latérale d'intensité moindre (Dl) , diamétralement opposée à la première et enfin une dépression de sillage (Ds) , d'intensité moyenne. la technologie appliquée consiste à tirer profit, non seu¬ lement, de la surpression dynam que frontale (SP) qui s ' exerce en amont des aubes de turbine, sais encore, de la somme des dépressions (DL+Dl+Ds) , inférieure à la pression atmosphérique statique. y^>

O P

Ainsi , en s ' écoulent de la zone en surpression vers les zones en dépression dynamique, le flux éolien traverse les aubes de turbine, tout en se détendant avant d'être éjecté. La détente adiabatique réversible de l 'air ainsi canalisé se tra- duit par un net refroidissement proportionnel au rapport SP/DP . La chaleur ainsi convertie se trouve sous forme d ' énergie cinétique dans l 'arbre de turbine. Or, cette énergie cinétique pouvant se con¬ vertir en force motrice, en électricité et l ' électricité en chaleur, il est évident que le présent stato-éolien constitue, soit un généra- teur mécanique, soit un générateur électrique, soit une thermopompe stato-éolienne qui puise la chaleur dans l 'ambiance par l 'intermé¬ diaire de l ' énergie cinétique des vents.

Ce stato-éolien est élaboré de sorte que l 'impétuosité des rafales subisse un étalement avec modification de vitesse et de pression afin de les rendre indestructrices.

A cet effet, le trajet interne que parcourt le vent revêt la con- formation schéaatique(Pig.3) de deux venturis en série qui sont suc¬ cessivement sous la dépendance de deux domaines déflecto-convergent (I et 2) et spiro-divergent (3 et 4) . Le premier venturi, prenant effet sur le front d'amont en surpres¬ sion dynamique , aboutit dans une chambre d' étalement où la section de passage au col est plusieurs fois inférieure à la section d ' entrée d'amont. Au delà de ce seuil , le flux s ' écoule spiral βment entre deux redans concentriques et aboutit au droit des aubes de turbine où la section d'arrivée est plusieurs fois plus grande qu 'au col d' étale¬ ment. A ce niveau, la forme et la vitesse ini tiales du flux sont éta¬ lées et la pression s'est accrue «C 'est ainsi que le flux éolien abor¬ de dans d'excellentes conditions le second venturi formé par les aubes de turbine et un redan périphérique. Dès lors, le profil localisé entre deux aubes successives, de con¬ formation déflecto -convergente, autorise une détente adiabatique avec vitesse finale de fuite légèrement supérieure à la vitesse tangen- tielle inverse des aubes à réaction. Ensu te , le flux s' écoule spira- lement sur le plan incliné interne du redan périphérique qui débou- che sur les zones d'aval en dépression dynamique.

Ce stato-éolien, constituant une construction à bas niveau sonore compacte et bien équilibrée, est obtenu par moulage de matériaux ex¬ pansés. D 'autre part, un contrerentement arαtuel assure à cet édifice

une -ténacité résistant aux plus fortes tempêtes.

La conformation relativement plate du présent stato-éolien où E»D/5 , représente un édifice périptère dont les ailes verticales (5 ) , dispo¬ sées sur tout le pourtour, sont légèrement incurvées sur leur plan radial respectif. (Pig. 4,5 et 6) .

Une telle conformation permet l 'interception des vents de toute di¬ rection sans le recours à une quelconque orientation.

En outre, l 'oblicité incurvée des ailes détermine la répartition de deux fonctions complémentaires. Ainsi, le 1/3 de la surface périphé- ri que assure la surpression dynamique d'amont, tandis que les autres 2/3 entretiennent la dépression d 'aval. Chacune de ces deux fonctions s'exerce respectivement sur l 'une des deux faces d'une cuvette circu¬ laire (6) disposée horizontalement. Par ailleurs, cette cuvette, évi- dée en son centre par la chambre d' étalement (7) * est prise en sand- nich entre deux flasques cir cul aire s, l 'un sous-jacent(δ) constituant la base des buses convergentes d 'injection, l 'autre (9) coiffant le conduit (10 ) de turbine par le haut. Les deux flasques .circulaires, les ailes verticales, munies en commun d'un redan (II) périphérique de section triangulaire, la cuvette horizontale munie d 'un jeu de redans internes (12 et 13) , un troisième redan intermédiaire (14) , également circulaire, ainsi qu'une couronne de vantaux (15) constituent un en¬ semble de chicanes d'absorption sonore.

La cuvette horizontale constitue en son centre évidé une chambre de transfert énergétique(l6)de configuration différente selon trois versions. Selon la première et seconde version une ou deux turbines coaxiales ouvrent la voie à trois variantes: l'une simplifiée de faible puissance , les deux autres plus élaborées de moyenne et grande puissance.

Selon la variante simplifiée avec une seule turbine, la régulation des crêtes de rafales, s ' effectuent par le truchement des trois redans circulaires ^' disposés concentriquement, entre lesquels, les rafales s'étalent en un flux uniformément réparti sur l 'ensemble des aubes de turbine. Selon la variante plus élaborée, une turbine centrale (17) de moyenne ou forte puissance (Pig.7) , constituant un volant , accumule l ' énergie cinétique des rafales et la restitue sous forme d'un flux éolien régularisé qui entraine ensuite, soit une turbine co xiale de puissance moyenne, soit plusieurs turbines de grande puissance (18) disposées dans la cuvette tout autour de la chambre % W

d* talement (Pig. 8 et 9). Dans ces deux derniers cas, la turbine de régulation est aussi calée sur l 'arbre d 'un générateur électri ue, non e:;:cité par vents inférieurs à 25m/s, mais qui est excité au delà de ce seuil. Cette excitation proportionnelle à l'énergie cinétique du vent, autorise ainsi la production de courants alternatifs ou continus selon l 'application recherchée (chauffage, recharge d'accus ou dissociation d'eau en hydrogène, oire même la constitution de petits complexes de production d'un carburant de synthèse, tel le méthanol obtenu par l 'eau, le vent et le C02 toujours présent dans l'air. Par conséquent, les redans dans la première variante et la turbine de régulation dans les deux autres, constituent dans les trois cas les éléments essen¬ tiels de grande production par vents de tempêtes ou de très forts débit.

Comme il a été précédemment indiqué, les trois variantes sont munies d'une couronne de vantaux qui s 'articulent sur le milieu extradorsal de chaque aile. Ces vantaux sont plus ou moins repoussés par le vent. Par contre , les vantaux, non soumi s au vent direct, se maintiennent fermés par le double effet d'un ressort de rappel et de la dépression dynamique d 'aval. Les vantaux s Opposant à la diffusion sonore d'aval , puis par vent nul assurent la protection contre toute intrusion-animale ou humaine. Ces vantaux entretiennent aussi un débit inversement proportionnel à la vitesse du vent en ouvrant plus ou moins la section d'injection motrice. De ce fait, le facteur multiplicateur est élevé pour les vents de faible vitesse pour n'être que de 4, pour des vents de grande vitesse. En version élaborée de grande puissance, ces vantaux sont commandés par vérins oléo-pneumatiques afin de régulariser optimal ement le débit de grande puissance. Dans ce cas, l 'ouverture des vantaux est soumise à la pression du vent et reste vérouillée par vent nul.

En ce qui concerne l ' excitation du ou des générateurs électriques (schéma, Pig.10 ) , l ' élément pilote est la vitesse angulaire de chaque turbine correspondante. A cet effet, un générateur (19) , calé sur l 'arbre (20 ) de la turbine, produit des courants d' excitation par balayage de deux masses polaires d'un aimant permanent de conformation circulaire (21) . - Dans ce cas , un double induit est équipé d' écrans hypenπagnétiques

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(22) -équidistants derrière chacun desquels , les conducteurs qui s 'y logent sont parfaitement protégés du flux magnétique uniforme.

Chacun de ces écrans , prend la place d 'une dent d'encoche supprimée sur quatre. Ainsi , lorsque cet induit double est bobiné, la partie de boucles de conducteurs logée entre deux dents consécutives se trouve - soumise au flux uniforme, alors que le faisceau de boucles de conduc¬ teurs cachée par l 'écran est magnétiquement isolé..

L 'enroulement de ce double induit (schéma, Pig. II) ; s'effectue de sorte que les conducteurs soumis au flux magnétique soient tous orien- tés dans un sens en regard du pôle "Bord" circulaire et de sens con¬ traire, en regerd du pôle "Sud", ce qui implique nécessairement dans les deux cas un sens inverse pour les conducteurs sous écrans hyper- magnétiques.

Outre cet aimant permanent, l 'induit rotatif d'excitation se trouve aussi sous la dépendance d'un enroulement (23) qui superpose son champ à celui de l'aimant dont l'excitation croissante est sous le contrôle de la tension de l 'induit principal (24) qui croît avec la force du vent.

Dès lors , à chaque démarrage, le couple résistant est réduit à l 'ac- tion excitatrice d'un seul aimant agissant sur un bobinage mobile d'ex -citation, connecté en série avec le bobinage de l 'inducteur principal (25) . Ensuite , pour un vent minimum de 5 à 8m/s, l 'inducteur peincipal alors excité, engendre à son tour sur l 'induit principal, un courant proportionnel à l ' énergie du vent sous forme alternative ou continue. Selon la troisième version qui convient à de multiples sites dotés de vents moyens, la nouvelle configuration est affinée (Pig.I2) ,l ' é- coulement interne est grandement amélioré et les aubes de turbine sont de plus grandes dimensions afin de compenser un flux moteur moins énergétique. Far ailleurs, une chambre de transfert constitue le siège d'un aéro- vortex qui, une fois amorcé, entretient une forte dépression centrale vers laquelle s'accélère les flux éoliens provenant des buses motrices.

Dans cette chambre, composée de deux éléments hémi-tronconiques(26) s'articulant coaxialement (27 ) , le flux accéléré tangentiellement , se répartit, sans plateau, redans et vantaux, sur l 'ensemble des aubes de turbine.

Les deux éléments tronconiques constituent en fait un variateur d'admission accroissant ou limitant le débit par une modification de

1 'angle d'admission du vent.

Cette variation s 'obtient par le truchement d'un dispositif aérosta¬ bilisateur omnifonctionnel(28)assujetti aux dits éléments hémi-tronco niques. Ce dispositif aérostabilisateur, (schéma,Pig.13) , comporte une dérive à deux battants asymétriques (29 et 30 ) ,coaxialeaent articulés et juxtaposés, l 'un contre l 'autre par vent nul. L 'asymétrie des deux battants de dérive stabilise dans la fil du vent la chambre d'aérovor tex, du fait qu'ils sont inégalement exposés à la pression dynamique SV / , engendrant ainsi un anticouple s Opposant au couple qui s 'exer ce dans la dite chambre.

Par ailleurs, ces deux battants de dérive se déploient sur un arc d 120° lorsque le vent s'exerce selon les vues schématiques , (Pig.14 et Pig.15) . Cette action se fait par l 'intermédiaire d'un bouclier fron¬ tal (3 ) solidaire des deux battants de dérive. Ce bouclier est cons- titué par deux bras (32) qui prolongent chaque battant de dérive au delà de l 'articulation (27) . Ces deux bras sont respectivement prolon¬ gés par un volet articulé (33) . liais dès que le vent exerce une pous¬ sée frontale, ces deux volets , accompagnant les deux bras du bouclier, se déploient en masquant partiellement la dérive localisée en arrière de l 'axe d'articulation, en provoquant simultanément le déplacement des battants sur un arc de 120 ^e . Ce déploiement modifie ainsi l 'angle d 'admission du vent dans la chambre d'aérovortex.

Dès lors , lorsque le vent dépasse un seuil prédéterminé en fonction d'un site, le bouclier, étant buté par le propre déploiement des deux battants , se replie à son tour, en démasquant ainsi une plus grande surface des dits battants.

La longueur "L" du bras de levier, liée à la pression ^f T exercée sur la surface des deux battants, excédant la longueur "l" du bras de levier des volets du bouclier, il s'ensuit, la pression "P" étant uniformément répartie , une force prépondérante qui repousse les ex¬ trémités des deux battants en fermant l 'angle d'admission du vent de 120° à 60° .

Par contre, lorsque le vent faiblit la résilience des ressorts dépasse la pression exercé par le vent sur les volets du bouclier, ces derniers se déploient en couvrant et masquant une partie supplé¬ mentaire de la surface des deux battants qui reprennent aussitôt leur ouverture de 120° .

Par conséquent, l 'angle d' ouverture peut passer de 0° à 120° ou vice versa par le simple jeu de battants de dérive, d'un bouclier et de ressorts de rappel.

C 'est ainsi , que les très fortes rafales de vent, généralement des- tructrices, sont domestiquées et transformées en énergie utilisable. Par analogie, le présent stato-éolien joue en quelque sorte le rôle d'un barrage hydraulique qui domestique un torrent impétueux pour en redistribuer ensuite l 'eau d'une hauteur convenable aux aubes des tur¬ bines hydrauliques. Cependant, l 'analogie se limite au domaine de la régulation, car le champ d'application du présent stato-éolien s'étend sur de nombreux créneaux de l 'activité humaine.

Ainsi , 'en version simplifiée de petite échelle, en complément de batteries d'accus auto -rechargeables, il peut alimenter les refuges isolés, les auto-caravanes, les cruisers, les voiliers, les phares, les balises aériennes et maritimes, les bateaux de toute nature et participer aux télécommunications de détresse et obtenir la survie en mer par l 'eau douce en cas de naufrage.

En version élaborée de toute dimension, il peut broyer tout matériau, épurer et dissocier l 'eau de mer ou de rivière, pomper l 'eau pour tous les besoins , thermopompes comprises, réhausser l 'eau des réservoirs , ou des châteaux d'eau, constituer une toiture énergétique de logements d'usines, d'ateliers ou de grandes surfaces commerciales et participer à l ' élaboration d'un carburant de synthèse. Plusieurs modules superposés peuvent alimenter des groupements de maisons individuelles ou collectives isolés.

Enfin, ce stato-éolien se substitue à une multitude de servitudes universelles ou l ' économie d' énergie l 'exige.

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