[Domaine technique]

L'invention se rapporte à un moteur hydraulique à balancier.

Elle se rapporte plus particulièrement à un moteur hydraulique exploitant le poids de l'eau pour faire tourner un arbre moteur selon un sens unique de rotation, avec des applications non limitatives qui seraient mécaniques ou électriques en couplant l'arbre moteur à un alternateur ou à une génératrice électrique.

[Etat de la technique]

Il est connu d'employer le poids de l'eau pour faire tourner un arbre moteur, par exemple au moyen d'une roue à aubes placée dans un courant d'eau. Cependant, face notamment à la sécheresse croissante, il existe un besoin de pouvoir exploiter l'énergie de l'eau, même si la source d'eau est faible, autrement dit de pouvoir générer une énergie motrice (ici la rotation d'un arbre moteur) avec peu d'eau à disposition. L'intérêt d'une telle solution serait ainsi de produire de l'énergie motrice à faible coût, dans des conditions très variées.

[Résumé de l'invention]

A cette fin, l'invention propose un moteur hydraulique à balancier comprenant :

- un réservoir supérieur alimenté en eau par une arrivée d'eau, ledit réservoir supérieur étant équipé d'une première évacuation à clapet et d'une seconde évacuation à clapet ;

- un réservoir inférieur localisé en-dessous du réservoir supérieur ;

- au moins un mécanisme à balancier comprenant un balancier monté pivotant sur un axe fixe et muni de deux bras diamétralement opposés, à savoir un premier bras muni d'une extrémité libre sur laquelle est monté un premier fût et un second bras muni d'une extrémité libre sur laquelle est monté un second fût, ledit mécanisme à balancier comprenant en outre une roue montée pivotante sur ledit axe fixe et solidarisable en rotation avec le balancier, dans lequel le balancier est oscillant entre :

- une première configuration dans laquelle le premier fût est en position haute en- dessous de la première évacuation à clapet pour être rempli en eau du réservoir supérieur et le second fût est en position basse pour déverser son eau dans le réservoir inférieur ; et

- une seconde configuration dans laquelle le second fût est en position haute en- dessous de la seconde évacuation à clapet pour être rempli en eau du réservoir supérieur et le premier fût est en position basse pour déverser son eau dans le réservoir inférieur ;

- un arbre moteur accouplé à la roue du mécanisme à balancier au moyen d'un système mécanique de conversion qui convertit des oscillations du balancier en des rotations successives de l'arbre moteur selon un sens unique de rotation, appelé sens moteur.

Ainsi, l'invention propose d'exploiter l'énergie cinématique des oscillations du balancier pour produire de l'énergie motrice générée grâce au système mécanique de conversion en liaison avec l'arbre moteur.

Il est bien clair, au sens de l'invention, que le présent moteur hydraulique à balancier n'est en aucun cas un système fermé mais il est un système ouvert qui fonctionne grâce à un apport d'eau procuré par l'arrivée d'eau au niveau du réservoir supérieur ; cette arrivée d'eau agissant ainsi comme une source en énergie pour le moteur hydraulique à balancier.

Un tel moteur hydraulique à balancier fonctionne ainsi tant qu'il y a de l'eau dans le réservoir supérieur. Ce réservoir supérieur n'est pas limité en volume et l'arrivée d'eau peut être issue de diverses sources d'eau, seules ou en combinaison, comme par exemple : eaux pluviales, eaux d'écoulement, eaux usées, eaux vives en provenance de rivières, ruisseaux, etc., eaux d'une large étendue d'eau, comme un lac, un barrage, une écluse, un réservoir, etc.

Dans une réalisation particulière, le moteur hydraulique à balancier comprend un système de remontée d'eau qui intègre une conduite de remontée reliant le réservoir inférieur au réservoir supérieur, ou au réservoir supérieur d'un autre moteur hydraulique à balancier (comme dans le cas d'une superposition de moteurs hydrauliques à balancier, ainsi que décrit ultérieurement), et au moins un dispositif d'actionnement accouplé à la conduite de remontée et configuré pour faire remonter dans la conduite de remontée de l'eau depuis le réservoir inférieur jusqu'audit réservoir supérieur.

Ainsi, il est envisageable de remonter une partie de l'eau du réservoir inférieur vers le réservoir supérieur, en exploitant une partie de l'énergie produite par le moteur hydraulique à balancier (de préférence de manière transitoire, pendant des moments de creux en terme de consommation énergétique, comme par exemple durant la nuit ainsi que classiquement pratiqué dans les barrages hydrauliques) et/ou en exploitant une énergie provenant d'au moins une source d'énergie renouvelable extérieure.

Bien entendu, en variante, le moteur hydraulique à balancier ne comprend pas un tel système de remontée d'eau, et il fonctionne ainsi uniquement avec l'arrivée d'eau qui alimente le réservoir supérieur, de manière continue ou plus ou moins transitoire selon la source d'eau.

Dans une première réalisation, l'au moins un dispositif d'actionnement du système de remontée d'eau comprend :

- un vérin hydraulique de refoulement disposé dans le réservoir inférieur et muni d'un cylindre dans lequel coulisse un piston séparant une première chambre et une seconde chambre, ladite première chambre étant munie d'une première entrée à clapet en communication fluidique avec le réservoir inférieur et d'une première sortie à clapet en communication fluidique avec la conduite de remontée, et ladite seconde chambre étant munie d'une seconde entrée à clapet en communication fluidique avec le réservoir inférieur et d'une seconde sortie à clapet en communication fluidique avec ladite conduite de remontée ;

- un mécanisme de transmission qui comprend une roue de transmission montée pivotante sur l'axe fixe et solidarisable en rotation avec le balancier, ladite roue de transmission étant reliée cinématiquement au piston du vérin hydraulique de refoulement, pour convertir des oscillations du balancier en des mouvements de va- et-vient du piston pour successivement aspirer de l'eau dans la seconde chambre via la seconde entrée à clapet et concomitamment refouler de l'eau hors de la première chambre via la première sortie à clapet pour faire remonter dans la conduite de remontée de l'eau depuis le réservoir inférieur jusqu'au réservoir supérieur, puis aspirer de l'eau dans la première chambre via la première entrée à clapet et concomitamment refouler de l'eau hors de la seconde chambre via la seconde sortie à clapet pour faire remonter dans la conduite de remontée de l'eau depuis le réservoir inférieur jusqu'au réservoir supérieur.

Ainsi, cette première réalisation propose, grâce au vérin hydraulique de refoulement et au mécanisme de transmission, d'exploiter une partie de l'énergie cinématique des oscillations du balancier pour remonter une partie de l'eau du réservoir inférieur vers le réservoir supérieur, ce qui a l'avantage de pouvoir réutiliser une partie de l'eau pour produire de l'énergie motrice générée grâce au système mécanique de conversion en liaison avec l'arbre moteur.

Il est avantageux que ce mécanisme de transmission soit débrayable, de sorte à être déplaçable entre une configuration embrayée qui permet d'accoupler la roue de transmission au balancier (de préférence durant des périodes de creux de consommation énergétique) pour faire osciller le piston, et une configuration débrayée qui permet de désaccoupler la roue de transmission du balancier (de préférence durant des périodes de pics de consommation énergétique) pour laisser au repos le piston.

Selon une variante, le vérin hydraulique de refoulement est immergé dans le réservoir inférieur.

Selon une caractéristique, le mécanisme de transmission comprend un organe de liaison cinématique couplé en rotation à la roue de transmission et présentant deux extrémités opposées raccordées sur deux côtés opposés respectifs du piston pour le déplacer de manière antagoniste.

Selon une autre possibilité, l'organe de liaison cinématique est un lien souple présentant deux brins opposés se terminant par les deux extrémités opposées respectives raccordées sur les deux côtés opposés respectifs du piston.

Selon une autre possibilité, le lien souple est du type courroie, câble, sangle ou chaîne.

Dans une réalisation particulière, les deux brins opposés du lien souple sont raccordés au piston en passant par des dispositifs de renvoi respectifs, comme par exemple des poulies.

Avantageusement, les dispositifs de renvoi comprennent un système de moufle.

Dans une seconde réalisation, l'au moins un dispositif d'actionnement du système de remontée d'eau comprend une pompe hydraulique alimentée électriquement par au moins une source électrique.

Bien entendu, la première réalisation avec vérin hydraulique de refoulement et la seconde réalisation avec pompe hydraulique peuvent être envisagées seules ou en combinaison.

Il est avantageux de piloter la pompe hydraulique, de sorte à être activée durant des périodes de creux de consommation énergétique, et à être désactivée durant des périodes de pics de consommation énergétique.

Selon une possibilité, l'au moins une source électrique comprend une source renouvelable, comme par exemple une source éolienne ou solaire.

L'avantage d'une telle solution est d'utiliser une source renouvelable qui est la plupart du temps une source d'énergie intermittente, car dépendant de conditions climatiques, pour faire remonter l'eau dans le réservoir supérieur, et donc pour « recharger » le moteur hydraulique à balancier, ce qui est avantageux pour lisser la production d'énergie et ainsi produire une énergie électrique constante ou régulière pour un réseau électrique. Selon une autre possibilité, l'au moins une source électrique comprend un alternateur ou une génératrice électrique qui est couplé à l'arbre moteur.

Autrement dit, une partie de l'énergie générée par la rotation de l'arbre moteur sert à faire remonter l'eau dans le réservoir supérieur, comme le fait le vérin hydraulique de refoulement décrit ci-dessus, par exemple durant des périodes de creux de consommation énergétique.

Selon une autre possibilité, l'au moins une source électrique comprend un réseau électrique, de préférence utilisé durant des heures creuses afin de « recharger » le moteur hydraulique à balancier pour ensuite, durant les heures pleines, délivrer de l'énergie au réseau électrique qui est en demande.

Dans une réalisation particulière, il est prévu un ballon surpresseur, par exemple de type ballon surpresseur à vessie, en aval du dispositif d'actionnement du système de remontée d'eau, entre ledit dispositif d'actionnement et le réservoir supérieur.

Un tel ballon surpresseur est en effet avantageux pour apporter un surcroît de pression pour remonter l'eau dans la conduite de remontée.

Dans un mode de réalisation particulier, le système mécanique de conversion relie cinématiquement la roue et l'arbre moteur pour convertir une rotation du balancier selon un premier sens de rotation en une rotation de l'arbre moteur selon le sens moteur, et pour convertir une rotation du balancier selon un second sens de rotation, opposé au premier sens de rotation, en une rotation de l'arbre moteur selon le même sens moteur, ledit système mécanique de conversion interdisant une rotation de l'arbre moteur selon un sens de rotation opposé au sens moteur.

Selon une possibilité, le système mécanique de conversion comprend au moins un élément de liaison reliant la roue à une boîte de transmission, ladite boîte de transmission étant accouplée à l'arbre moteur pour convertir les déplacements du ou des éléments de liaison, induits par l'oscillation du balancier, en une rotation de l'arbre moteur selon le sens moteur.

Dans une réalisation particulière, le système mécanique de conversion comprend au moins :

- un premier pignon à cliquet unidirectionnel selon le sens moteur et qui est monté sur l'arbre moteur, ce premier pignon à cliquet étant relié à la roue pour convertir une rotation du balancier selon un premier sens de balancier en une rotation de l'arbre moteur selon le sens moteur ;

- un second pignon à cliquet unidirectionnel selon le sens moteur et qui est monté sur l'arbre moteur, ce second pignon à cliquet étant relié à la roue via un mécanisme inverseur pour convertir une rotation du balancier selon un second sens de balancier, opposé au premier sens de balancier, en une rotation de l'arbre moteur selon le sens moteur ; ledit arbre moteur pouvant librement tourner dans le premier pignon à cliquet et dans le second pignon à cliquet selon le sens moteur.

Dans une réalisation avantageuse, la première évacuation à clapet et la seconde évacuation à clapet comprennent chacune une chambre intermédiaire munie d'une entrée en communication avec le réservoir supérieur pour un remplissage de la chambre intermédiaire en eau, et d'une sortie par laquelle se vide la chambre intermédiaire dans le fût correspondant, où l'entrée et la sortie sont munie respectivement d'un clapet d'entrée et d'un clapet de sortie permettant une ouverture/fermeture.

Selon une caractéristique, le clapet d'entrée de la première évacuation à clapet et/ou de la seconde évacuation à clapet est commandé par un flotteur disposé dans la chambre intermédiaire correspondante.

Selon une autre caractéristique, le clapet de sortie de la première évacuation à clapet et/ou de la seconde évacuation à clapet est commandé en ouverture seulement lorsque le fût correspondant est en position haute en-dessous de ladite sortie.

Dans un mode de réalisation particulier, le balancier est accouplé à un système de lestage variable comprenant un lest déplaçable entre :

- une première position sur le premier bras et proche du premier fût lorsque le balancier est dans la première configuration ; et

- une seconde position sur le second bras et proche du second fût lorsque le balancier est dans la seconde configuration.

Un tel système de lestage variable est particulièrement avantageux car il permet d'alourdir le bras du balancier qui est en descente et d'alléger le bras de balancier qui est en montée, comparativement au bras en descente, amplifiant ainsi la puissance et la vitesse de chute.

Bien sûr, une fois que le bras en descente est en bas, le système de lestage variable actionne la remontée du lest au moyen d'un moyen d'actionnement dédié. Ce moyen d'actionnement comprend un actionneur et un mécanisme de déplacement qui permettent ensemble de déplacer le lest, soit en coulissement le long du balancier, soit en pivotement sur le balancier. L'actionneur peut être alimenté électriquement par une source électrique, comme décrit précédemment. A titre d'exemple non limitatif, le moyen d'actionnement peut comprendre :

- un moyen avec une crémaillère sur le balancier, et un chariot déplaçable le long de la crémaillère et portant ou formant le lest ;

- un moyen avec un actionneur de traction, par exemple un treuil, qui déplace au moyen de liens le lest guidé en coulissement le long du balancier, éventuellement via des systèmes de renvoi, tels que des poulies ;

- un moyen comprenant un bras de levier au bout duquel est prévu le lest, ce bras de levier étant articulé au centre du balancier, et ce bras de levier étant actionné en pivotement réversiblement d'un côté comme de l'autre au moyen d'un actionneur de traction, par exemple un treuil.

Le déplacement du lest peut par exemple être commandé grâce au système de détection décrit ci-dessous, qui permet de connaître la configuration du balancier et ainsi d'actionner le lest dans un sens ou dans l'autre.

Dans une réalisation particulière, l'au moins un mécanisme à balancier est associé à une installation de surveillance comprenant un système de détection configuré pour détecter si le balancier est dans la première configuration ou dans la seconde configuration, et comprenant un système de verrouillage configuré pour verrouiller/déverrouiller le balancier soit dans la première configuration soit dans la seconde configuration.

Le système de détection peut se présenter sous la forme de deux détecteurs de présence situés en position haute, par exemple au niveau de la première évacuation à clapet et de la seconde évacuation à clapet, afin de détecter si le premier fût est en position haute en-dessous de la première évacuation à clapet et si le second fût est en position haute en-dessous de la seconde évacuation à clapet.

Ces détecteurs de présence peuvent être des détecteurs à contact (par exemple sous la forme d'un contacteur) ou des détecteurs sans contact (par exemple sous la forme d'un détecteur optique ou d'un détecteur inductif ou magnétique).

Le système de verrouillage peut quant à lui comprendre deux verrous pilotés, par exemple des verrous électriques, situés en position haute, par exemple au niveau de la première évacuation à clapet et de la seconde évacuation à clapet, avec un premier verrou pour verrouiller le premier fût en position haute et un second verrou pour verrouiller le second fût en position haute.

L'intérêt d'une telle installation de surveillance est de pouvoir piloter, autrement dit libérer ou bloquer, les oscillations du balancier, par exemple pour décaler temporellement des oscillations de balanciers voisins comme décrit ci- dessous, et également pour libérer un mouvement que lorsque le fût en position haute est plein et que le fût en position basse est vide.

Dans un mode de réalisation avantageux, le moteur hydraulique à balancier comprend plusieurs mécanismes à balancier montés pivotant sur l'axe fixe, où l'arbre moteur est accouplé aux roues des mécanismes à balancier au moyen de systèmes mécaniques de conversion qui convertissent des oscillations des balanciers des mécanismes à balancier en des rotations successives de l'arbre moteur selon le sens moteur.

L'emploi de plusieurs mécanismes à balancier permet de démultiplier la conversion énergétique, et donc d'augmenter le rendement et/ou le couple moteur.

De manière avantageuse, chacun des plusieurs mécanismes à balancier est associé à une installation de surveillance dédiée (comme décrit ci-dessus), et une unité de contrôle/commande est reliée au système de détection et au système de verrouillage de l'installation de surveillance de chacun des plusieurs mécanismes à balancier, cette unité de contrôle/commande étant conformée pour commander de manière alternée les systèmes de verrouillage des plusieurs mécanismes à balancier en fonction de leurs configurations détectées par les systèmes de détection.

Ainsi, l'unité de contrôle/commande permet de décaler temporellement les oscillations des balanciers des différents mécanismes à balancier, en retenant les fûts en position haute (grâce aux systèmes de verrouillage) et en les libérant en fonction des configurations des autres mécanismes à balancier, pour obtenir une sorte de mouvement continu de rotation qui permet de travailler avec un régime quasi constant de travail.

Il est en particulier avantageux d'avoir un premier balancier qui est train de basculer de sa première configuration vers sa seconde configuration, et pendant ce temps un second balancier (par exemple voisin du premier balancier) est verrouillé dans sa première configuration alors que son premier fût se remplit en eau, puis ce second balancier est automatiquement déverrouillé lorsque le premier balancier est détecté dans sa seconde configuration, et ainsi de suite avec un troisième balancier, etc.

Cette unité de contrôle/commande va aussi permettre de gérer le démarrage du moteur avec une phase d'accélération maîtrisée, et l'arrêt du moteur avec une phase de décélération maîtrisée. La programmation de l'unité de contrôle/commande assure ainsi un pilotage optimisé de l'ensemble des balanciers.

L'invention concerne également un ensemble motorisé comprenant au moins deux moteurs hydrauliques à balancier conformes à l'invention, dans lequel les au moins deux moteurs hydrauliques à balancier sont disposés l'un au-dessus de l'autre, et le réservoir inférieur du moteur hydraulique à balancier du dessus est en communication ou est confondu avec le réservoir supérieur du moteur hydraulique à balancier du dessous.

De cette manière, cet ensemble comprend deux ou plus moteurs hydrauliques à balancier superposés, de sorte que l'eau déversé dans un réservoir inférieur d'un moteur va pouvoir servir pour alimenter le réservoir supérieur d'un autre moteur.

Dans un tel ensemble motorisé, il est optionnellement envisageable d'avoir un système de remontée d'eau (comme décrit précédemment) qui relie le réservoir inférieur du moteur le plus bas au réservoir supérieur du moteur le plus haut.

L'invention se rapporte également à un procédé de fonctionnement d'un moteur hydraulique à balancier conforme à l'invention, comprenant les étapes suivantes :

- alimenter en eau le réservoir supérieur via l'arrivée d'eau ;

- faire osciller le balancier du mécanisme à balancier, en remplissant en eau du réservoir supérieur alternativement le premier fût en position haute via la première évacuation à clapet tout en déversant concomitamment l'eau du second fût en position basse dans le réservoir inférieur, puis le second fût en position haute via la seconde évacuation à clapet tout en déversant concomitamment l'eau du premier fût en position basse dans le réservoir inférieur ;

- convertir, au moyen du système mécanique de conversion, les oscillations du balancier en des rotations successives de l'arbre moteur selon le sens moteur.

Selon une possibilité, ce procédé de fonctionnement met en œuvre une étape de remontée d'eau dans laquelle pour faire remonter dans une conduite de remontée de l'eau depuis le réservoir inférieur jusqu'au réservoir supérieur.

Cette étape de remontée peut être mise en œuvre de manière intermittente, par exemple durant des périodes de creux de consommation énergétique.

Selon une caractéristique, cette étape de remontée d'eau met en œuvre une conversion, au moyen du mécanisme de transmission décrit ci-dessus, des oscillations du balancier en des mouvements de va-et-vient du piston du vérin hydraulique de refoulement pour successivement aspirer de l'eau dans la seconde chambre via la seconde entrée à clapet et concomitamment refouler de l'eau hors de la première chambre via la première sortie à clapet pour faire remonter dans la conduite de remontée de l'eau depuis le réservoir inférieur jusqu'au réservoir supérieur, puis aspirer de l'eau dans la première chambre via la première entrée à clapet et concomitamment refouler de l'eau hors de la seconde chambre via la seconde sortie à clapet pour faire remonter dans la conduite de remontée de l'eau depuis le réservoir inférieur jusqu'au réservoir supérieur.

En alternative ou en complément, cette étape de remontée d'eau met en œuvre une activation de la pompe hydraulique décrite ci-dessus.

[Brève description des figures]

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, d'un exemple de mise en œuvre non limitatif, faite en référence aux figures annexées suivantes :

La Figure 1 est une vue schématique d'un exemple de moteur hydraulique à balancier conforme à l'invention, dans une première configuration ;

La Figure 2 est une vue schématique du moteur hydraulique à balancier de la Figure 1, dans une seconde configuration ;

La Figure 3 est une vue schématique d'une variante de réalisation d'un mécanisme à balancier pour un moteur hydraulique à balancier conforme à l'invention, dans une première configuration (à gauche) et dans une seconde configuration (à droite) ;

La Figure 4 est une vue schématique d'une variante de réalisation d'un système de remontée d'eau pour un moteur hydraulique à balancier conforme à l'invention ;

La Figure 5 est une vue schématique d'une autre variante de réalisation d'un mécanisme à balancier pour un moteur hydraulique à balancier conforme à l'invention, dans une première configuration (à gauche) et dans une seconde configuration (à droite) ; et

La Figure 6 comprend une vue schématique de côté du système mécanique de conversion et des vues schématiques de face de trois variantes de réalisation pour le système mécanique de conversion.

[Description détaillée de plusieurs modes de réalisation de l'invention]

En référence aux Figures 1 et 2, un moteur hydraulique à balancier 1 selon l'invention comprend un réservoir supérieur 2 alimenté en eau par une arrivée d'eau 20. Ce réservoir supérieur 2 est équipé sur deux côtés opposés d'une première évacuation à clapet 21 et d'une seconde évacuation à clapet 22.

La première évacuation à clapet 21 comprend une première chambre intermédiaire 210 munie de : - une entrée en communication avec le réservoir supérieur 2 pour un remplissage de la première chambre intermédiaire 210 en eau, où cette entrée est munie d'un clapet d'entrée 211 permettant une ouverture/fermeture, et

- une sortie par laquelle se vide la première chambre intermédiaire 210 dans un premier fût 410 décrit ci-après, où cette sortie est munie d'un clapet de sortie 212 permettant une ouverture/fermeture.

La seconde évacuation à clapet 22 comprend une seconde chambre intermédiaire 220 munie de :

- une entrée en communication avec le réservoir supérieur 2 pour un remplissage de la seconde chambre intermédiaire 220 en eau, où cette entrée est munie d'un clapet d'entrée 221 permettant une ouverture/fermeture, et

- une sortie par laquelle se vide la seconde chambre intermédiaire 220 dans un second fût 420 décrit ci-après, où cette sortie est munie d'un clapet de sortie 222 permettant une ouverture/fermeture.

Les clapets 211, 212, 221, 222 sont par exemple être du type système à clapet, vanne ou électrovanne.

Le moteur hydraulique à balancier 1 comprend un réservoir inférieur 3 localisé en-dessous du réservoir supérieur 2, par exemple au niveau d'un sol ou d'un support. Une conduite de trop-plein 63 est raccordée entre le réservoir supérieur 2 et le réservoir inférieur 3 afin de permettre un vidage du trop-plein du réservoir supérieur 2 vers le réservoir inférieur 3, autrement dit un vidage d'un excédent d'eau (au-dessus d'une certaine limite). Le réservoir inférieur 3 peut également être équipé d'un trop plein, et d'une vidange 58 (comme illustré sur la Figure 4) munie d'une vanne de vidange pour le vidanger lorsque nécessaire ; une telle vidange 58 pouvant optionnellement être associée à un compartiment dessableur.

Le moteur hydraulique à balancier 1 comprend au moins un mécanisme à balancier 4 comprenant :

- un balancier 40 monté pivotant sur un axe fixe 49 et muni de deux bras 41, 42 diamétralement opposés, à savoir un premier bras 41 muni d'une extrémité libre sur laquelle est monté un premier fût 410 et un second bras 42 muni d'une extrémité libre sur laquelle est monté un second fût 420 ; et

- une roue 43 montée pivotante sur l'axe fixe 49 et solidarisable en rotation avec le balancier 40.

Les deux bras 41, 42 forment ici un angle de 180 degrés, mais il est envisageable que cet angle entre les deux bras 41, 42 soit moindre, et par exemple compris entre 120 et 180 degrés. Dans l'exemple illustré sur les Figures 1 et 2, le balancier 40 intersecte l'axe fixe 49 en son centre, et ainsi le balancier 40 passe par son axe de rotation.

Dans la variante illustrée sur la Figure 3, le balancier 40 est décalé par rapport au centre de l'axe fixe 49, de sorte que le balancier 40 ne passe par son axe de rotation. Cette variante offre notamment un plus grand débattement angulaire pour le balancier 40.

Il est par ailleurs avantageux que la roue 43 puisse être désolidarisée en rotation du balancier 40. Autrement dit, la roue 43 peut être indépendante et débrayable du balancier 40, de sorte que dans une position embrayée la roue 43 est solidaire en rotation du balancier 40, et dans une position débrayée la roue 43 est libérée du balancier 40.

Ce mécanisme à balancier 4 est oscillant entre :

- une première configuration (illustrée sur la Figure 1) dans laquelle le premier fût 410 est en position haute en-dessous de la première évacuation à clapet 21 pour être rempli en eau du réservoir supérieur 2 et le second fût 420 est en position basse pour déverser son eau dans le réservoir inférieur 3 ; et

- une seconde configuration (illustrée sur la Figure 2) dans laquelle le second fût 420 est en position haute en-dessous de la seconde évacuation à clapet 22 pour être rempli en eau du réservoir supérieur 2 et le premier fût 410 est en position basse pour déverser son eau dans le réservoir inférieur 3.

Ainsi, le balancier 40 pivote alternativement :

- selon un premier sens de balancier SI (schématisé par une flèche SI sur la Figure 1) lorsqu'il passe de la seconde configuration vers la première configuration ; et

- selon un second sens de balancier S2 (schématisé par une flèche S2 sur la Figure 2) lorsqu'il passe de la première configuration vers la seconde configuration.

Dans la première configuration :

- le premier fût 410 est en-dessous de la sortie de la première évacuation à clapet 21, et le clapet de sortie 212 est ouvert, tandis que le clapet d'entrée 211 est fermé ; et

- le clapet de sortie 222 de la seconde évacuation à clapet 22 est quant à lui fermé, et le clapet d'entrée 221 est ouvert pour que la seconde chambre intermédiaire 220 se remplisse en eau.

Dans la seconde configuration :

- le second fût 420 est en-dessous de la sortie de la seconde évacuation à clapet 22, et le clapet de sortie 222 est ouvert, tandis que le clapet d'entrée 221 est fermé ; et

- le clapet de sortie 212 de la première évacuation à clapet 21 est quant à lui fermé, et le clapet d'entrée 211 est ouvert pour que la première chambre intermédiaire 210 se remplisse en eau.

Le clapet d'entrée 211 de la première évacuation à clapet 21 est par exemple commandé en ouverture/fermeture par un flotteur disposé dans la première chambre intermédiaire 210. De même, le clapet d'entrée 221 de la seconde évacuation à clapet 22 est par exemple commandé en ouverture/fermeture par un flotteur disposé dans la seconde chambre intermédiaire 220.

Le clapet de sortie 212 de la première évacuation à clapet 21 est commandé en ouverture seulement lorsque le premier fût 410 est en position haute en-dessous de la sortie. De même, le clapet de sortie 222 de la seconde évacuation à clapet 22 est commandé en ouverture seulement lorsque le second fût 420 est en position haute en-dessous de la sortie.

Le premier fût 410 peut être articulé sur l'extrémité libre du premier bras 41 pour pouvoir être redressé dans la première configuration (en position haute) et ainsi se remplir via la première évacuation à clapet 21, et aussi pour pouvoir basculer dans la seconde configuration (en position basse) et ainsi se vider dans le réservoir inférieur 3. De même, le second fût 420 peut être articulé sur l'extrémité libre du second bras 42 pour pouvoir être redressé dans la seconde configuration (en position haute) et ainsi se remplir via la seconde évacuation à clapet 22, et aussi pour pouvoir basculer dans la première configuration (en position basse) et ainsi se vider dans le réservoir inférieur 3.

En variante, le premier fût 410 et le second fût 420 sont équipés d'ouvertures à clapet dans leurs fonds respectifs, ces ouvertures à clapet s'ouvrant seulement en position basse pour un déversement dans le réservoir inférieur 3.

Dans la variante de réalisation de la Figure 5, le balancier est accouplé à un système de lestage variable comprenant un lest 55 déplaçable entre :

- une première position (à gauche) sur le premier bras 41 et proche du premier fût 410 lorsque le balancier 40 est dans la première configuration ; et

- une seconde position (à droite) sur le second bras 42 et proche du second fût 420 lorsque le balancier 40 est dans la seconde configuration.

Ce système de lestage variable comprend un actionneur (non illustré) qui peut être alimenté par une source électrique, et un mécanisme (par exemple à pivotement, à crémaillère, à traction, etc.) qui coopère avec l'actionneur pour déplacer réversiblement le lest 55 dans l'une ou l'autre des deux positions.

Dans le mode de réalisation illustré sur les Figures 1 et 2, le moteur hydraulique à balancier 1 comprend en outre un système de remontée d'eau qui intègre une conduite de remontée 6 reliant le réservoir inférieur 3 au réservoir supérieur 2, et un dispositif d'actionnement accouplé à la conduite de remontée 6 et configuré pour faire remonter dans la conduite de remontée 6 de l'eau depuis le réservoir inférieur 3 jusqu'au réservoir supérieur 2 ; un tel système de remontée d'eau étant optionnel.

Dans l'exemple illustré sur les Figures 1 et 2, le dispositif d'actionnement comprend un vérin hydraulique de refoulement 5 disposé dans le réservoir inférieur 3 et muni d'un cylindre 59 dans lequel coulisse un piston 50 séparant une première chambre 51 et une seconde chambre 52.

La première chambre 51 est munie d'une première entrée à clapet 511 en communication fluidique avec le réservoir inférieur 511 et d'une première sortie à clapet 512 en communication fluidique avec une conduite de remontée 6 qui remonte jusqu'au réservoir supérieur 2. La seconde chambre 52 est munie d'une seconde entrée à clapet 521 en communication fluidique avec le réservoir inférieur 3 et d'une seconde sortie à clapet 522 en communication fluidique avec la conduite de remontée 6.

La conduite de remontée 6 présente ainsi une embouchure inférieure 61 en communication fluidique à la fois avec la première sortie à clapet 512 et la seconde sortie à clapet 522, et remonte depuis cette embouchure inférieure 61 jusqu'à une embouchure supérieure 60 située sur ou au-dessus du réservoir supérieur 2 de manière à ce que l'eau refoulé par le vérin hydraulique de refoulement 5 soit introduite dans le réservoir supérieur 2.

Une électrovanne peut être envisagée dans la conduite de remontée 6, et en particulier au niveau de l'embouchure supérieure 60, afin de pouvoir piloter la remontée d'eau dans le réservoir supérieur 2.

Le vérin hydraulique de refoulement 5 est immergé dans le réservoir inférieur 3, de sorte que :

- la première chambre 51 se remplit en eau lorsque la première entrée à clapet 511 est ouverte et qu'en même temps la première sortie à clapet 512 est fermée,

- la seconde chambre 52 se remplit en eau lorsque la seconde entrée à clapet 521 est ouverte et qu'en même temps la seconde sortie à clapet 522 est fermée.

Par ailleurs :

- lorsque la première entrée à clapet 511 est fermée, la première sortie à clapet 512 est ouverte pour pouvoir refouler l'eau de la première chambre 51 vers la conduite de remontée 6, sous l'effet d'un déplacement du piston 50 selon la flèche DI illustrée en Figure 1 ; et - lorsque la seconde entrée à clapet 521 est fermée, la seconde sortie à clapet 522 est ouverte pour pouvoir refouler l'eau de la seconde chambre 52 vers la conduite de remontée 6, sous l'effet d'un déplacement du piston 50 selon la flèche D2 illustrée en Figure 2.

Dans l'exemple illustré sur la Figure 4, le dispositif d'actionnement comprend une pompe hydraulique 56 en communication avec le réservoir inférieur 3 et avec la conduite de remontée 6, où cette pompe hydraulique 56 est une pompe électrique alimentée électriquement par au moins une source électrique. Il est également avantageux de prévoir un ballon surpresseur 57, par exemple de type ballon surpresseur à vessie, en aval de la pompe hydraulique 56, entre la pompe hydraulique et le réservoir supérieur situé au bout de la conduite de remontée 6. Un clapet anti-retour peut également être prévu en amont de la pompe hydraulique 56, entre celle-ci et le réservoir inférieur 3. Il est à noter que ce ballon surpresseur 57 peut également être envisagé en association avec le vérin hydraulique de refoulement 5 décrit précédemment, ce ballon surpresseur 57 étant alors placé en aval du vérin hydraulique de refoulement 5.

Le moteur hydraulique à balancier 1 comprend un mécanisme de transmission 7 qui relie cinématiquement la roue 43 du mécanisme à balancier 4 au piston 50 du vérin hydraulique de refoulement 5, pour convertir des oscillations du balancier 40 (schématisés par les flèches SI et S2) en des mouvements de va-et-vient du piston 50 pour successivement :

- en référence à la Figure 1, aspirer de l'eau dans la seconde chambre 52 via la seconde entrée à clapet 521 qui est ouverte (tandis que la seconde sortie à clapet 522 est fermée) et concomitamment refouler de l'eau hors de la première chambre 51 via la première sortie à clapet 512 qui est ouverte (tandis que la première entrée à clapet

511 est fermée) pour faire remonter dans la conduite de remontée 6 de l'eau depuis le réservoir inférieur 3 jusqu'au réservoir supérieur 2 (comme schématisé par les flèches RE), puis

- en référence à la Figure 2, aspirer de l'eau dans la première chambre 51 via la première entrée à clapet 511 qui est ouverte (tandis que la première sortie à clapet

512 est fermée) et concomitamment refouler de l'eau hors de la seconde chambre 52 via la seconde sortie à clapet 522 qui est ouverte (tandis que la seconde entrée à clapet 521 est fermée) pour faire remonter dans la conduite de remontée 6 de l'eau depuis le réservoir inférieur 3 jusqu'au réservoir supérieur 2 (comme schématisé par les flèches RE). En référence à la Figure 6, Le mécanisme de transmission 7 comprend une roue de transmission 79 montée pivotante sur l'axe fixe 49 et solidarisable en rotation avec le balancier 40, et comprend un organe de liaison cinématique 70 couplé en rotation à la roue de transmission 79 et présentant deux extrémités 71, 72 opposées raccordées sur deux côtés opposés respectifs du piston 50 pour le déplacer de manière antagoniste. Dans un mode de réalisation, l'organe de liaison cinématique 70 est un lien souple (comme par exemple du type courroie, câble, sangle ou chaîne) présentant deux brins 73, 74 opposés se terminant par les deux extrémités 71, 72 opposées respectives raccordées sur les deux côtés opposés respectifs du piston 50, où ces deux brins 73, 74 opposés du lien souple sont raccordés au piston 50 en passant par des dispositifs de renvoi 75, 76 respectifs, comme par exemple des poulies. Il est envisageable de prévoir un système de moufle pour les dispositifs de renvoi.

Il est à noter que le lien souple 70 peut être plus ou moins élastique, pour laisser le temps au bras 41, 42 descendant d'atteindre une puissance ou vitesse suffisante. De cette manière, le lien souple 70 peut emmagasiner, par son élasticité, une partie de l'énergie transmise par le balancier 40, pour permettre à celui-ci d'atteindre sa vitesse et son couple maximum, et la restituer au vérin hydraulique de refoulement 5. Pour exploiter un phénomène équivalent, il est envisageable de donner une forme ovale à la roue 43.

Il est également à noter que le mécanisme de transmission 7 peut être embrayée/débrayée vis-à-vis du balancier 40, afin d'être accouplée (position embrayée) ou libérée (position débrayée) du balancier 40. Autrement dit, la roue de transmission 79 est :

- soit accouplée au balancier 40 dans la position embrayée, procurant ainsi des mouvements de va-et-vient au piston 50, autrement dit la roue de transmission 79 est solidaire en rotation du balancier 40 ;

- soit désaccouplée du balancier 40 dans la position débrayée, laissant ainsi le piston 50 au repos ou statique, autrement dit la roue de transmission 79 est libre.

Le moteur hydraulique à balancier 1 comprend en outre un arbre moteur 8 accouplé à la roue 43 du mécanisme à balancier 4 au moyen d'un système mécanique de conversion 9 qui convertit des oscillations du balancier 40 en des rotations successives de l'arbre moteur 8 selon un sens unique de rotation, appelé sens moteur SM. Cet arbre moteur 8 peut par exemple être localisé au-dessus ou en- dessous de la roue 43, afin de ne pas gêner les mouvements du balancier 40. Ainsi, ce système mécanique de conversion 9 relie cinématiquement la roue 43 et l'arbre moteur 8 pour convertir une rotation du balancier 40 selon un premier sens de rotation SI (illustré en Figure 1) en une rotation de l'arbre moteur 8 selon le sens moteur SM, et pour convertir une rotation du balancier 40 selon un second sens de rotation S2 (illustré en Figure 2), opposé au premier sens de rotation SI, en une rotation de l'arbre moteur 8 selon le même sens moteur SM, et où ce système mécanique de conversion 9 interdit une rotation de l'arbre moteur 8 selon un sens de rotation opposé au sens moteur SM.

L'arbre moteur 8 peut être couplé à un alternateur directement à l'une de ses extrémités, ou via un mécanisme de renvoi (comme par exemple un pignon, un système à chaîne ou à courroie, etc.) selon la vitesse et la puissance recherchée. L'arbre moteur 8 est maintenu par au moins deux paliers à roulement, et il peut être associé à ou comprendre un volant moteur pour conserver son inertie.

Dans l'exemple illustré sur les Figures 1, 2 et 6, le système mécanique de conversion 9 comprend au moins un élément de liaison 90, 91 reliant la roue 43 à une boîte de transmission 99, une telle boîte de transmission 99 étant accouplée à l'arbre moteur 8 pour convertir les déplacements du ou des éléments de liaison 90, 91, induits par l'oscillation du balancier 40, en une rotation de l'arbre moteur 8 selon le seul sens moteur SM.

Le système mécanique de conversion 9, ou la boîte de transmission 99, peut être de différents types de mécanisme selon le couple moteur recherché ou selon la configuration du moteur hydraulique à balancier 1, et il est avantageux qu'un tel système mécanique de conversion 9 comprenne au moins deux pignons à cliquet 95, 93 selon le sens moteur SM qui procurent des rotations unidirectionnelles de l'arbre moteur 8 selon le sens moteur SM, et cet arbre moteur 8 peut librement tourner dans les pignons à cliquet 95, 93 selon le sens moteur SM.

Dans l'exemple des Figures 1, 2 et 6, le système mécanique de conversion 9 (ou la boîte de transmission 99) comprend :

- un premier pignon à cliquet 95 unidirectionnel selon le sens moteur SM et qui est monté sur l'arbre moteur 8, ce premier pignon à cliquet 95 étant relié à la roue 43 pour convertir une rotation du balancier 40 selon le premier sens de balancier SI en une rotation de l'arbre moteur 8 selon le sens moteur SM, sans entraîner l'arbre moteur 8 lors d'une rotation du balancier 40 selon le second sens de balancier S2 (opposé au premier sens de balancier SI) ;

- un second pignon à cliquet 93 unidirectionnel selon le sens moteur SM et qui est monté sur l'arbre moteur 8, ce second pignon à cliquet 93 étant relié à la roue 43 via un mécanisme inverseur 97 pour convertir une rotation du balancier 40 selon le second sens de balancier S2 en une rotation de l'arbre moteur 8 selon le sens moteur SM, sans entraîner l'arbre moteur 8 lors d'une rotation du balancier 40 selon le premier sens de balancier SI.

Ainsi, quand le balancier 40 pivote dans le premier sens de balancier SI, alors c'est le premier pignon à cliquet 95 qui tourne selon le sens moteur SM et qui entraîne l'arbre moteur 8 en rotation selon le sens moteur SM, et cet arbre moteur 8 tourne librement dans le second pignon à cliquet 93, et par ailleurs ce second pignon à cliquet 93 tourne selon le sens inverse du sens moteur SM (du fait du mécanisme inverseur 97) sans gêner la rotation de l'arbre moteur 8 selon le sens moteur SM.

De même, quand le balancier 40 pivote dans le second sens de balancier S2, alors c'est le second pignon à cliquet 93 qui tourne selon le sens moteur SM et qui entraîne l'arbre moteur 8 en rotation selon le sens moteur SM, et cet arbre moteur 8 tourne librement dans le premier pignon à cliquet 95, et par ailleurs ce premier pignon à cliquet 95 tourne selon le sens inverse du sens moteur SM sans gêner la rotation de l'arbre moteur 8 selon le sens moteur SM.

Dans l'exemple des Figures 1, 2 et 6, le premier pignon à cliquet 95 est relié directement à la roue 43 par un premier lien 91, comme par exemple du type courroie, câble, sangle ou chaîne ; ce premier lien 91 étant engagé dans une première gorge 431 de la roue 43. En variante, le premier pignon à cliquet 95 est en engrènement avec la roue 43, qui est alors une roue dentée.

Le second pignon à cliquet 94 est relié à la roue 43 par un second lien 90, comme par exemple du type courroie, câble, sangle ou chaîne, via le mécanisme inverseur 97 qui inverse le sens de rotation ; ce second lien 90 étant engagé dans une seconde gorge 430 de la roue 43. En variante, le mécanisme inverseur 97 est en engrènement directement avec la roue 43 et avec le second pignon à cliquet 94.

Dans l'exemple des Figures 1, 2 et 6(b), le mécanisme inverseur comprend deux poulies d'inversion 92, 94 sur lesquelles passe le second élément de liaison 90 pour inverser le sens de rotation.

Dans l'exemple de la Figure 6(a), le mécanisme inverseur comprend un montage croisé du second élément de liaison 90, entre la roue 43 et le second pignon à cliquet 93, pour inverser le sens de rotation.

Dans l'exemple de la Figure 6(c), le mécanisme inverseur comprend un pignon intermédiaire 96 sur lequel passe le second élément de liaison 90 et qui est en engrènement avec le second pignon à cliquet 93, pour inverser le sens de rotation. D'autres montages du mécanisme inverseur 97 sont tout à fait envisageables, sans sortir du cadre de l'invention.

Dans une variante non illustrée, le moteur comprend deux arbres moteur à sens inversé et qui peuvent être couplés par un pignon.

Il est envisageable que le moteur hydraulique à balancier 1 comprenne plusieurs mécanismes à balancier 4 montés pivotant sur l'axe fixe 49, où l'arbre moteur 8 est accouplé aux roues 43 des mécanismes à balancier 4 au moyen de systèmes mécaniques de conversion qui convertissent des oscillations des balanciers 40 des différents mécanismes à balancier 4 en des rotations successives de l'arbre moteur 8 selon le sens moteur SM, permettant ainsi de lisser la rotation de l'arbre moteur 8.

Le nombre de mécanismes à balancier 4, la longueur de leurs bras 41, 42 et le volume de leurs fûts 410, 420 ne sont pas limités, autorisant ainsi l'obtention de puissances industrielles.

Le procédé de fonctionnement d'un tel moteur hydraulique à balancier 1 s'effectue selon les étapes suivantes :

- alimenter en eau le réservoir supérieur 2 via l'arrivée d'eau 20 ;

- faire osciller le balancier 40 du mécanisme à balancier 4 (comme schématisé par les flèches SI et S2 sur les Figures 1 et 2), en remplissant en eau du réservoir supérieur 2 alternativement le premier fût 410 en position haute via la première évacuation à clapet 21 tout en déversant concomitamment l'eau du second fût 420 en position basse dans le réservoir inférieur 3 (comme illustré en Figure 1), puis le second fût 420 en position haute via la seconde évacuation à clapet 22 tout en déversant concomitamment l'eau du premier fût 410 en position basse dans le réservoir inférieur 3 (comme illustré en Figure 2), le poids de l'eau alternativement dans le premier fût 410 et dans le second fût 420 provoquant cette oscillation du balancier 40 ;

- convertir, au moyen du système mécanique de conversion 9, les oscillations du balancier 40 en des rotations successives de l'arbre moteur 8 selon le sens moteur SM.

De manière optionnelle, le procédé de fonctionnement met également en œuvre une étape de remontée d'eau qui consiste à faire remonter dans la conduite de remontée 6 de l'eau depuis le réservoir inférieur 3 jusqu'audit réservoir supérieur 2 ou jusqu'au réservoir supérieur 2 d'un autre moteur hydraulique à balancier 1.

Dans l'exemple des Figures 1 et 2, cette étape de remontée d'eau met en œuvre une étape qui consiste à convertir, au moyen du mécanisme de transmission 7, les oscillations du balancier 40 (comme schématisé par les flèches SI et S2 sur les Figures 1 et 2) en des mouvements de va-et-vient du piston 50 du vérin hydraulique de refoulement 5 (comme schématisé par les flèches DI et D2 sur les Figures 1 et 2) pour successivement aspirer de l'eau dans la seconde chambre 52 via la seconde entrée à clapet 521 et concomitamment refouler de l'eau hors de la première chambre 51 via la première sortie à clapet 512 pour faire remonter dans la conduite de remontée 6 de l'eau depuis le réservoir inférieur 3 jusqu'au réservoir supérieur 2, puis aspirer de l'eau dans la première chambre 51 via la première entrée à clapet 511 et concomitamment refouler de l'eau hors de la seconde chambre 52 via la seconde sortie à clapet 522 pour faire remonter dans la conduite de remontée 6 de l'eau depuis le réservoir inférieur 3 jusqu'au réservoir supérieur 2.