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Title:
SUBMERGED CASING FOR A DEVICE FOR RECOVERING HYDRAULIC ENERGY FROM SWELL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/063725
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention pertains to the field of hydraulic energy recovery from swell. It relates to a housing for a device for the recovery of hydraulic energy from the swell occurring in a liquid medium. The energy recovering device comprises a casing (30) and a rotor that is pivot-mounted in a seat (313) in the casing. The casing comprises a cylindrical main body (31) and possibly one or two truncated secondary bodies (32, 33) extending from the cylindrical body (31), which are hollow to enable a liquid medium to flow through. The casing and rotor are designed for submersion in the liquid medium, with the rotor being made to rotate relative to the casing by the effect of the liquid medium flow.

Inventors:
DROCHE, Emile (8 rue d'Alsace-Lorraine, La Garenne Colombes, 92250, FR)
Application Number:
EP2018/076331
Publication Date:
April 04, 2019
Filing Date:
September 27, 2018
Export Citation:
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Assignee:
DROCHE, Emile (8 rue d'Alsace-Lorraine, La Garenne Colombes, 92250, FR)
International Classes:
F03B11/02; F03B13/22; F03B17/06
Domestic Patent References:
WO2010109169A22010-09-30
WO2010018369A22010-02-18
Foreign References:
US20110025069A12011-02-03
US20020088222A12002-07-11
CN203321744U2013-12-04
CA2615808A12003-03-27
FR3009032A12015-01-30
GB1447758A1976-09-02
Attorney, Agent or Firm:
JANSEN, C.M. (V.O, Carnegieplein 5, 2517 KJ Den Haag, 2517 KJ, NL)
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Claims:
Revendications

Carter pour un dispositif de récupération de l'énergie hydraulique de la houle se produisant dans un milieu liquide (3), ledit dispositif de récupération (2, 12) comprenant un rotor (5, 15) agencé pour subir un mouvement de rotation par rapport au carter (4, 14, 30, 80, 90) sous l'effet d'un flux du milieu liquide, le carter présentant une surface extérieure (31A, 32A, 33A, 81A, 82A, 83A, 91A, 92A) destinée à être immergée dans le milieu liquide et une surface intérieure (31B, 32B, 33B, 81B, 82B, 83B, 91B, 92B) délimitant un logement traversant (313) agencé pour recevoir le rotor.

Carter selon la revendication 1 comprenant un corps principal (31, 81, 91) dont une surface intérieure (31B, 81B, 91B) forme un cylindre de révolution s'étendant selon un axe de rotation (Z) du rotor.

Carter selon l'une des revendications 1 et 2 comprenant un corps principal (31, 81, 91) dont une surface extérieure (31 A, 81 A, 91 A) forme un cylindre de révolution s'étendant selon un axe de rotation (Z) du rotor.

Carter selon l'une des revendications 2 et 3 comprenant, en outre, un premier corps secondaire (32, 82, 92) dont une surface intérieure (32B, 82B, 92B) forme un creux tronconique s'étendant selon un axe de rotation (Z) du rotor entre une première extrémité (321) présentant un premier diamètre intérieur (di ) et une deuxième extrémité (322) présentant un deuxième diamètre intérieur (d2 ), supérieur au premier diamètre intérieur, le premier corps secondaire (32, 82, 92) étant disposé de manière à ce que sa première extrémité (321) soit adjacente à une première extrémité longitudinale (311) du corps principal (31, 81,91).

Carter selon la revendication 4 comprenant, en outre, un deuxième corps secondaire (33, 83) dont une surface intérieure (33B, 83B) forme un creux tronconique s'étendant selon l'axe de rotation (Z) du rotor entre une première extrémité (331) présentant un troisième diamètre intérieur (di) et une deuxième extrémité (332) présentant un quatrième diamètre intérieur (d2) supérieur au troisième diamètre intérieur, le deuxième corps secondaire (33, 83) étant disposé de manière à ce que sa première extrémité (331) soit adjacente à une deuxième extrémité longitudinale (312) du corps principal (31,81).

Carter selon l'une des revendications 4 et 5, dans lequel une génératrice de la surface intérieure (32B, 33B, 82B, 83B, 92B) de chaque corps secondaire (32, 33, 82, 83, 92) forme un angle (a) avec l'axe de rotation (Z) du rotor compris entre 4 et 8 degrés, de préférence entre 5 et 7 degrés.

Carter selon l'une des revendications précédentes comprenant, en outre, au moins un déflecteur (341, 342, 343, 344, 841, 843) s'étendant depuis la surface intérieure (31 A, 32 A, 33A, 81 A, 82A, 83A, 91 A, 92 A) du carter (30) et étant agencé pour freiner un flux du milieu liquide selon un axe de rotation (Z) du rotor.

Carter selon la revendication 7, prise avec l'une des

revendications 4 à 6, comprenant un premier déflecteur (341, 841) s'étendant depuis la surface intérieure (32B, 82B) du premier corps secondaire (32, 82) et étant agencé pour freiner un flux du milieu liquide selon l'axe de rotation (Z) du rotor.

Carter selon la revendication 8 comprenant, en outre, un deuxième déflecteur (342) s'étendant depuis la surface intérieure (32B) du premier corps secondaire (32) et étant agencé pour freiner un flux du milieu liquide selon l'axe de rotation (Z) du rotor, les premier et deuxième déflecteurs (341,432) étant opposés l'un à l'autre par rapport à l'axe de rotation (Z) du rotor.

Carter selon les revendications 5 et 9 comprenant, en outre, un troisième déflecteur (343) et un quatrième déflecteur (344) s'étendant chacun depuis la surface intérieure (33B) du deuxième corps secondaire (33) et étant agencé pour freiner un flux du milieu liquide selon l'axe de rotation (Z) du rotor, les premier et troisième déflecteurs (341, 343) étant disposés dans un même premier secteur angulaire par rapport à l'axe de rotation (Z) du rotor et les deuxième et quatrième déflecteurs (342, 344) étant disposés dans un même deuxième secteur angulaire par rapport à l'axe de rotation (Z) du rotor, le deuxième secteur angulaire étant opposé au premier secteur angulaire.

Carter selon l'une des revendications 7 à 10, dans lequel chaque déflecteur (341, 342, 343, 344, 841, 843) comprend deux lames (3411, 3412) jointes l'une à l'autre par une première extrémité et s'étendant chacune en s'écartant l'une de l'autre.

Carter selon l'une des revendications précédentes comprenant, en outre, une dérive (351, 352) s'étendant depuis la surface extérieure (31 A, 32 A, 33A) du carter (30). Carter selon la revendication 12, prise avec l'une des

revendications 7 à 11, dans lequel la dérive (351,352) est disposée dans un même secteur angulaire, par rapport à l'axe de rotation du rotor, qu'au moins un déflecteur (341, 342, 343, 344).

Carter selon l'une des revendications précédentes comprenant, en outre, un ensemble de protubérances (921) s'étendant chacune depuis la surface intérieure (92B) du carter (90), les

protubérances étant agencées de manière à homogénéiser le flux du milieu liquide dans le carter.

Carter selon la revendication 14, prise avec la revendication 4, comprenant un premier ensemble de protubérances (921) s'étendant chacune depuis la surface intérieure (92B) du premier corps secondaire (92), les protubérances étant agencées de manière à homogénéiser le flux du milieu liquide dans le carter.

16. Carter selon la revendication 15, prise avec la revendication 5,

comprenant en outre un deuxième ensemble de protubérances s'étendant chacune depuis la surface intérieure du deuxième corps secondaire, les protubérances étant agencées de manière à homogénéiser le flux du milieu liquide dans le carter.

Carter selon l'une des revendications 14 à 16, dans lequel les protubérances (921) présentent une densité variant selon leur emplacement sur la circonférence du corps principal ou du corps secondaire, les protubérances présentant une densité maximale au voisinage d'un premier plan passant par l'axe de rotation (Z) du rotor et une densité minimale au voisinage d'un deuxième plan passant par l'axe de rotation (Z) du rotor.

Carter selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le carter (30, 80, 90) comporte un capot amovible (314) ouvrant sur le logement (313).

Dispositif de récupération de l'énergie hydraulique de la houle se produisant dans un milieu liquide, ledit dispositif de récupération (2, 12) comprenant :

un carter (4, 14,30, 80, 90) selon l'une des

revendications précédentes, et

un rotor (5, 15) disposé dans le logement (313) du carter et étant apte à subir un mouvement de rotation par rapport au carter sous l'effet d'un flux du milieu liquide au travers du carter.

Dispositif de récupération de l'énergie hydraulique de la houle selon la revendication 19 comprenant, en outre, un flotteur (6) et un câble (8) reliant le carter (4) au flotteur.

Dispositif de récupération de l'énergie hydraulique de la houle selon la revendication 19 comprenant, en outre, un premier câble (18) reliant le carter (14) à un fonds (20) du milieu liquide, un flotteur (16) et un deuxième câble (19) reliant le carter au flotteur.

Champ de dispositifs de récupération de l'énergie hydraulique de la houle, comprenant une pluralité de dispositifs de récupération de l'énergie hydraulique de la houle (2, 12) selon l'une des revendications 19 à 21.

Description:
Titre: Carter immergé pour dispositif de récupération de l'énergie hydraulique de la houle DOMAINE TECHNIQUE

L'invention se situe dans le domaine de la récupération de l'énergie hydraulique de la houle et, plus précisément, dans le domaine de la récupération de cette énergie par un dispositif comprenant un rotor immergé dans un fluide et convertissant un mouvement de translation relatif entre le fluide et le rotor en un mouvement de rotation du rotor. Elle concerne un dispositif de récupération de l'énergie hydraulique de la houle, son carter, et un champ de tels dispositifs.

L'invention trouve une application particulière en milieu marin mais s'applique plus généralement dans tout milieu liquide dans lequel de la houle est susceptible de se produire.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE

La houle est un mouvement ondulatoire de la surface d'un milieu liquide. Elle constitue un type de vague non déferlante. Du fait de sa relative régularité en termes de période et d'amplitude, il a été envisagé de récupérer l'énergie associée à ce mouvement ondulatoire pour la convertir en énergie électrique. A titre d'exemple, la demande FR 3 009 032 Al décrit un dispositif de conversion d'un mouvement de translation d'une structure par rapport à un fluide en un mouvement de rotation de la structure. La structure comporte une ou plusieurs pales flexibles permettant de conserver un même sens de rotation pour un mouvement de translation verticale alternée. Le document GB 1447 758 A décrit également un dispositif de récupération de l'énergie de la houle comprenant un rotor à volets pivotants. Dans ces deux documents, les éléments mécaniques participant à la conversion d'énergie sont uniquement constitués d'une partie tournante. Aucun élément ne vient canaliser le flux de liquide autour de la partie tournante.

Un inconvénient de ces dispositifs est qu'ils ne sont pas pleinement adaptés au mouvement réel de la houle, lequel se décompose généralement en une ou plusieurs composantes horizontales et une composante verticale. Dans les lieux de faible profondeur, à savoir d'une profondeur inférieure à la moitié de la longueur d'onde de la houle, les molécules du liquide suivent une trajectoire de type elliptique dont le grand axe est horizontal et progressent en même temps dans le sens de la houle, créant ainsi un courant horizontal. A grande profondeur, la composante verticale de la houle est fortement atténuée et peut même quasiment disparaître. De manière générale, les composantes horizontales

représentent souvent de l'ordre de 50% de l'énergie de la houle. En outre, à ces composantes horizontales de la houle viennent s'ajouter les courants marins, dont l'intensité est d'autant plus forte que la profondeur est faible. En conséquence, la rotation de la partie tournante du dispositif autour d'un axe vertical est fortement compromise, voire impossible. Un tel dispositif présente donc un faible rendement énergétique.

Compte tenu de ce qui précède, l'invention a pour objectif de fournir un dispositif de récupération de l'énergie hydraulique de la houle qui soit apte à fonctionner efficacement dans des conditions d'utilisation réelles, c'est-à-dire en présence de composantes horizontales de la houle et de courants marins. L'invention a encore pour objectif de fournir un dispositif dont les coûts de conception, de fabrication et de maintenance sont compatibles avec une utilisation à échelle industrielle.

EXPOSÉ DE L'INVENTION

A cet effet, l'invention repose sur l'utilisation d'un carter venant envelopper la partie tournante du dispositif afin de canaliser efficacement le flux du milieu liquide. Le carter comprend notamment un orifice traversant s'étendant verticalement dans une configuration d'utilisation du dispositif, cet orifice traversant faisant également office de logement pour la partie tournante afin que le milieu liquide transite par cette partie tournante en étant principalement orienté verticalement.

Plus précisément, l'invention a pour objet un carter pour un dispositif de récupération de l'énergie hydraulique de la houle se produisant dans un milieu liquide. Le dispositif de récupération comprend un rotor apte à subir un mouvement de rotation par rapport au carter sous l'effet d'un flux du milieu liquide. Le carter présente une surface extérieure destinée à être immergée dans le milieu liquide et une surface intérieure délimitant un logement traversant agencé pour recevoir le rotor.

Le carter protège ainsi le rotor des composantes transverses de la houle, c'est-à-dire ses composantes horizontales, et des courants marins. Il en résulte une meilleure orientation et une meilleure homogénéité de l'effort exercé par le milieu liquide sur le rotor, et par suite une augmentation du rendement du dispositif et une diminution de son usure. Le rendement global du dispositif et sa rentabilité financière en sont accrus.

Dans la présente demande, on entend par « rotor » l'ensemble des éléments mécaniques aptes à subir un mouvement de rotation par rapport au carter selon un axe appelé « axe de rotation du rotor ». Le rotor peut notamment comporter un arbre monté en liaison pivot sur le carter et une ou plusieurs pales fixées sur l'arbre. De manière générale, le rotor est agencé pour convertir l'énergie cinétique du flux du milieu liquide en une énergie cinétique de rotation.

Dans la présente demande, il est considéré un rotor dont l'axe de rotation est vertical, afin de récupérer la partie de l'énergie hydraulique de la houle se manifestant par un mouvement ondulatoire vertical. Il est alors parfois fait référence à des extrémités hautes et basses de certains éléments en considérant le dispositif dans sa position d'utilisation. Toutefois, l'invention pourrait être adaptée afin de récupérer la partie de l'énergie hydraulique de la houle se manifestant par un mouvement ondulatoire horizontal. Dans un tel cas, le dispositif de récupération serait agencé de sorte que l'axe de rotation du rotor soit horizontal. Les extrémités hautes et basses doivent alors être comprises comme les points les plus éloignés d'un élément selon un axe horizontal.

Le carter peut être réalisé dans un matériau comprenant du métal, du béton et/ou une résine. Il peut notamment être réalisé en métal par fonderie ou par roulage et mécano-soudage. Il peut aussi être réalisé en béton par coulage.

Selon une forme particulière de réalisation, le carter comprend un corps principal dont une surface intérieure forme un cylindre de révolution s'étendant selon l'axe de rotation du rotor. Cette surface intérieure peut ainsi être facilement adaptée à l'enveloppe circonférentielle externe du rotor, de manière à maximiser la quantité de milieu liquide agissant sur le rotor. L'axe de rotation du rotor correspond alors à l'axe de révolution de la surface intérieure.

Par ailleurs, le carter peut comprendre un corps principal dont une surface extérieure forme un cylindre de révolution s'étendant selon l'axe de rotation du rotor. Une telle surface permet aux composantes horizontales de la houle et aux courants marins de contourner le carter en appliquant un minimum d'efforts sur le carter, et ce, quelle que soit l'orientation prise par le carter selon l'axe vertical.

La forme cylindrique de révolution, aussi bien pour la surface intérieure que pour la surface extérieure du corps principal permet de faciliter sa fabrication.

Le carter selon l'invention peut comporter, en outre, un premier corps secondaire dont une surface intérieure forme un creux tronconique s'étendant selon l'axe de rotation du rotor entre une première extrémité présentant un premier diamètre intérieur et une deuxième extrémité présentant un deuxième diamètre intérieur, supérieur au premier diamètre intérieur. Le premier corps secondaire est disposé de manière à ce que sa première extrémité soit adjacente à une première extrémité longitudinale du corps principal, par exemple son extrémité basse. Le premier corps secondaire forme ainsi un prolongement, par sa surface intérieure, du logement dans le corps principal. Il permet de tendre à rediriger vers l'extérieur du carter une partie des composantes horizontales de la houle et/ou des courants marins. Il en résulte une diminution de la surpression générée localement par ces composantes horizontales. En outre, du fait du plus grand diamètre intérieur de la deuxième extrémité, un plus grand débit du milieu liquide est obtenu à l'intérieur du corps principal.

Avantageusement, le premier diamètre intérieur est égal au diamètre intérieur du corps principal, de manière à former un carter avec une surface intérieure continue.

Le carter selon l'invention peut comporter, en outre, un deuxième corps secondaire dont une surface intérieure forme un creux tronconique s'étendant selon l'axe de rotation du rotor entre une première extrémité présentant un troisième diamètre intérieur et une deuxième extrémité présentant un quatrième diameter intérieur, supérieur au troisième diamètre intérieur. Le deuxième corps secondaire est disposé de manière à ce que sa première extrémité soit adjacente à une deuxième extrémité longitudinale du corps principal, par exemple son extrémité haute. Le deuxième corps secondaire forme ainsi, par sa surface intérieure, un deuxième prolongement du logement dans le corps principal,

symétriquement opposé au premier corps secondaire. Il remplit les mêmes fonctions que le premier corps secondaire pour un flux du milieu liquide dans un sens opposé. Avantageusement, le deuxième corps secondaire est le symétrique du premier corps secondaire dans une symétrie orthogonale par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du rotor.

De préférence, une génératrice de la surface intérieure de chaque corps secondaire forme un angle avec l'axe de rotation du rotor compris entre 4 et 8 degrés. Plus préférentiellement, cet angle est compris entre 5 et 7 degrés. Les dimensions de chaque corps secondaire sont alors déterminées en conséquence.

Chaque corps secondaire peut présenter une surface extérieure tronconique. En particulier, une génératrice de la surface extérieure peut former avec l'axe de rotation du rotor un angle identique à celui formé par la génératrice de la surface intérieure.

Alternativement, chaque corps secondaire peut présenter une surface extérieure cylindrique de révolution. Une telle surface peut être réalisée très facilement, en particulier dans le cas d'un carter réalisé en béton par coulage.

Selon une forme particulière de réalisation, le carter comprend, en outre, au moins un déflecteur s'étendant depuis la surface intérieure du carter et étant agencé pour freiner un flux du milieu liquide selon l'axe de rotation du rotor. Le déflecteur présente notamment un intérêt en raison de la présence d'une composante horizontale de la houle ou en présence d'un courant marin horizontal. En l'absence de déflecteur, les particules du milieu liquide se déplacent simultanément selon un axe horizontal et un axe vertical. Il en résulte la génération d'une zone de surpression du milieu liquide au voisinage de la surface intérieure du carter aux environs du point aval de celle-ci par rapport au flux horizontal. Le rotor est alors soumis à cette zone de surpression et donc à des efforts non homogènes dans le plan horizontal. En présence du déflecteur, la surpression est atténuée par une déviation d'une partie du milieu liquide circulant le long de la surface intérieure du carter. Une meilleure homogénéité du flux du milieu liquide à travers le carter améliore le rendement énergétique. En outre, dans le cas d'un rotor comprenant des éléments fusibles reliant les pales à l'arbre, un flux homogène permet un calibrage adapté de ces éléments fusibles. Par éléments fusibles, on entend des éléments mécaniques ou électromécaniques agencés pour maintenir les pales dans une position opérationnelle en présence d'une pression du milieu liquide inférieure à un seuil, et pour déplacer les pales dans une position rétractée lors du dépassement de ce seuil.

Chaque déflecteur peut notamment être disposé sur le corps principal et/ou sur l'un des corps secondaires.

Le carter comprend par exemple quatre déflecteurs s'étendant chacun depuis la surface intérieure du corps principal. Avantageusement, les premier et deuxième déflecteurs sont opposés l'un à l'autre par rapport à l'axe de rotation du rotor, et les troisième et quatrième déflecteurs sont opposés l'un à l'autre par rapport à l'axe de rotation du rotor. Toujours avantageusement, les premier et troisième déflecteurs sont disposés dans un même premier secteur angulaire par rapport à l'axe de rotation du rotor et les deuxième et quatrième déflecteurs sont disposés dans un même deuxième secteur angulaire par rapport à l'axe de rotation du rotor. De préférence, le deuxième secteur angulaire est opposé au premier secteur angulaire. Ainsi, chacun des quatre déflecteurs est utile dans l'une des quatre phases du cycle de la houle, le carter ne subissant aucune rotation autour de l'axe vertical lors des différents passages d'une phase de la houle à une autre.

Lorsque le carter comporte un premier corps secondaire, il peut comporter un premier déflecteur s'étendant depuis la surface intérieure de ce premier corps secondaire et étant agencé pour freiner un flux du milieu liquide selon l'axe de rotation du rotor.

Le carter selon l'invention peut comporter, en outre un deuxième déflecteur s'étendant depuis la surface intérieure du premier corps secondaire et étant agencé pour freiner un flux du milieu liquide selon l'axe de rotation du rotor, les premier et deuxième déflecteurs étant opposés l'un à l'autre par rapport à l'axe de rotation du rotor.

Lorsque le carter comporte un deuxième corps secondaire, il peut aussi comporter, en outre, un troisième déflecteur s'étendant depuis la surface intérieure du deuxième corps secondaire et étant agencé pour freiner un flux du milieu liquide selon l'axe de rotation du rotor.

Le carter selon l'invention peut enfin comporter un quatrième déflecteur s'étendant depuis la surface intérieure du deuxième corps secondaire et étant agencé pour freiner un flux du milieu liquide selon l'axe de rotation du rotor. Avantageusement, les premier et troisième déflecteurs sont alors disposés dans un même premier secteur angulaire par rapport à l'axe de rotation du rotor et les deuxième et quatrième déflecteurs sont disposés dans un même deuxième secteur angulaire par rapport à l'axe de rotation du rotor. De préférence, le deuxième secteur angulaire est opposé au premier secteur angulaire. Ainsi, chacun des quatre déflecteurs est utile dans l'une des quatre phases du cycle de la houle, le carter ne subissant aucune rotation autour de l'axe vertical lors des différents passages d'une phase de la houle à une autre.

II est à noter que le carter peut comporter un nombre quelconque de déflecteurs. Il peut notamment comporter plus de quatre déflecteurs, en particulier lorsque le carter est monté de manière fixe sur un support et que le milieu liquide dans lequel il est immergé est susceptible d'être soumis à une direction changeante dans le temps de la composante principale de la houle.

Chaque déflecteur monté sur le corps principal comprend par exemple deux lames jointes l'une à l'autre par une première extrémité et s'étendant chacune en s'écartant l'une de l'autre. Dans un exemple de réalisation, les deux lames sont jointes l'une à l'autre par leur première extrémité au voisinage de l'une des extrémités longitudinales du corps principal et s'étendent en direction d'une autre extrémité longitudinale du corps principal, sans cependant atteindre celle-ci. Ainsi, les deux lames présentent globalement une section en V ou en V inversé dans un plan parallèle à l'axe longitudinal du corps principal. Chaque déflecteur monté sur un corps secondaire comprend par exemple deux lames jointes l'une à l'autre par une première extrémité et s'étendant chacune en s'écartant l'une de l'autre. Dans un exemple de réalisation, les deux lames sont jointes l'une à l'autre par leur première extrémité au voisinage de la deuxième extrémité longitudinale du corps secondaire et s'étendent en direction de la première extrémité longitudinale du corps secondaire. Dans un autre exemple de réalisation, les deux lames sont jointes l'une à l'autre par leur première extrémité au voisinage de la première extrémité longitudinale du corps secondaire et s'étendent en direction de la deuxième extrémité longitudinale du corps secondaire. Ainsi, les deux lames présentent globalement une section en V ou en V inversé dans un plan parallèle à l'axe longitudinal du corps secondaire.

Afin de stabiliser en rotation le carter, lorsqu'il n'est pas monté de manière fixe, autour de l'axe de rotation du rotor, le carter peut comporter une dérive s'étendant depuis la surface extérieure du carter. Plus

particulièrement, la dérive peut s'étendre depuis la surface extérieure du corps principal, depuis la surface extérieure du premier corps secondaire et/ou depuis la surface extérieure du deuxième corps secondaire. La dérive peut également s'étendre depuis une surface intérieure d'un ou plusieurs de ces corps.

Dans ce cas, lorsque le carter comprend au moins un déflecteur, la dérive est de préférence disposée dans un même secteur angulaire, par rapport à l'axe de rotation du rotor, que ce déflecteur.

Le carter peut comporter une deuxième dérive disposée symétriquement par rapport à la première dérive selon l'axe de rotation du rotor.

Le carter peut comporter, en outre, un ensemble de protubérances s'étendant chacune depuis la surface intérieure du carter. Les protubérances sont agencées de manière à homogénéiser le flux du milieu liquide dans le carter. Selon une forme particulière de réalisation, le carter comprend un premier ensemble de protubérances s'étendant chacune depuis la surface intérieure du premier corps secondaire, les protubérances étant agencées de manière à homogénéiser le flux du milieu liquide dans le carter. De préférence, les protubérances sont agencées de manière à homogénéiser le flux du milieu liquide dans les deux sens opposés de circulation du flux de milieu liquide selon la composante de la houle parallèle à l'axe de rotation du rotor, c'est-à-dire la composante verticale.

Le carter peut en outre comprendre un deuxième ensemble de protubérances s'étendant chacune depuis la surface intérieure du deuxième corps secondaire, les protubérances étant agencées de manière à

homogénéiser le flux du milieu liquide dans le carter. De préférence, les protubérances sont agencées de manière à homogénéiser le flux du milieu liquide dans les deux sens opposés de circulation du flux de milieu liquide selon la composante de la houle parallèle à l'axe de rotation du rotor, c'est-à- dire la composante verticale.

Les protubérances jouent un rôle similaire au déflecteur. Elles permettent de freiner localement le flux du milieu liquide en amont du rotor et donc de limiter la formation de zones de surpression. A la différence d'un déflecteur, les protubérances peuvent globalement s'étaler sur une plus grande zone, afin de mieux répartir le flux et la pression sur toute la surface transversale du carter. Les protubérances sont par exemple disposées sur au moins la moitié de la surface intérieure de chaque corps secondaire. De préférence, elles sont disposées sur l'ensemble de la surface intérieure de chaque corps secondaire.

Selon une forme particulière de réalisation, en présence d'un corps secondaire à une extrémité du corps principal, les protubérances sont exclusivement disposées sur ce corps secondaire, et non sur le corps principal. Avantageusement, les protubérances du corps principal ou de chaque corps secondaire présentent une densité variant selon leur

emplacement sur la circonférence du corps principal ou du corps secondaire depuis lequel elles s'étendent. Plus particulièrement, les protubérances peuvent présenter une densité maximale au voisinage d'un premier plan passant par l'axe de rotation du rotor et une densité minimale au voisinage d'un deuxième plan passant par l'axe de rotation du rotor. La densité des protubérances est avantageusement déterminée en fonction des

composantes horizontales principales de la houle. La densité est de préférence maximale dans la direction de la composante principale de la houle et minimale dans une direction perpendiculaire à cette direction de la composante principale de la houle. Toutefois, dans le cas d'une houle présentant deux composantes horizontales principales et d'un carter monté de manière fixe, les protubérances présentent avantageusement une densité maximale dans deux premiers plans perpendiculaires entre eux et une densité minimale dans deux deuxièmes plans formant chacun un angle de 45 degrés avec chacun des premiers plans.

La densité des protubérances peut varier en jouant notamment sur un ou plusieurs des paramètres suivants : leur présence ou leur absence, leur longueur, leur forme, la surface de leur section, leur écartement, leur orientation.

Selon une forme particulière de réalisation, les protubérances sont réparties en un ensemble d'anneaux. Chaque anneau comporte de préférence des protubérances réparties de manière régulière sur la

circonférence du corps. La densité des protubérances peut alors varier en supprimant des protubérances à certains emplacements.

Chaque protubérance est par exemple formée d'un cylindre de révolution dont une extrémité est fixée sur la surface intérieure du corps principal ou de l'un des corps secondaires. Les cylindres de révolution sont par exemple disposés de manière à ce que leur axe soit orienté perpendiculairement à l'axe de rotation du rotor ou perpendiculairement au plan tangent de la surface intérieure du corps principal ou du corps secondaire sur lequel ils sont fixés.

De manière générale, le carter présente de préférence une symétrie axiale selon l'axe de rotation du rotor. Le carter présente aussi avantageusement une symétrie orthogonale par rapport à un plan

perpendiculaire à l'axe de rotation du rotor.

Le carter peut par ailleurs comporter un capot amovible ouvrant sur le logement. Le capot amovible permet alors d'accéder aisément au rotor, par exemple dans le but d'effectuer des opérations de maintenance sur ce rotor.

L'invention a également pour objet un dispositif de récupération de l'énergie hydraulique de la houle se produisant dans un milieu liquide. Ce dispositif de récupération comprend :

· un carter tel que décrit précédemment, et

• un rotor disposé dans le logement du carter et étant apte à subir un mouvement de rotation par rapport au carter sous l'effet d'un flux du milieu liquide au travers du carter.

Selon une première forme de réalisation, le dispositif de récupération de l'énergie hydraulique de la houle comprend, en outre, un flotteur et un câble reliant le carter au flotteur. Le carter est maintenu en équilibre dynamique entre le flotteur et son propre poids. Le dispositif est agencé de manière à ce que le flotteur reste à la surface du milieu liquide. Si nécessaire, le carter peut éventuellement être lesté par un poids. Il subit le mouvement de la houle se produisant au niveau du flotteur, tout en étant immergé dans un milieu liquide subissant un mouvement de la houle à une plus grande profondeur. Du fait de la différence d'amplitude de la

composante verticale de la houle, le carter est traversé par le milieu liquide de sorte qu'il vient entraîner le rotor en rotation. Selon une deuxième forme de réalisation, le dispositif de récupération de l'énergie hydraulique de la houle comprend, en outre, un premier câble reliant le carter à un fond du milieu liquide, un flotteur et un deuxième câble reliant le carter au flotteur. Le premier câble peut relier le carter à un poids destiné à venir en appui sur le fond. Dans cette forme de réalisation, le carter est également traversé par le milieu liquide du fait de la différence d'amplitude de la houle entre le flotteur et le carter, le flotteur étant plus proche de la surface que le carter. Avantageusement, le flotteur est maintenu proche de la surface mais sous celle-ci, ce qui lui évite d'être affecté par les tempêtes au potentiel destructeur. Le dispositif est ainsi protégé des tempêtes et autres dangers nombreux en surface, tels que les embarcations. De plus, le dispositif est alors invisible et ne nuit donc pas à l'environnement.

L'invention a enfin pour objet un champ de dispositifs de récupération de l'énergie hydraulique de la houle. Le champ de dispositifs de récupération comprend une pluralité de dispositifs de récupération de l'énergie hydraulique de la houle tels que décrits précédemment.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels :

- la figure 1 représente schématiquement un premier exemple de champ de dispositifs de récupération de l'énergie hydraulique de la houle selon l'invention;

- la figure 2 représente schématiquement un deuxième exemple de champ de dispositifs de récupération de l'énergie hydraulique de la houle selon l'invention; - la figure 3 représente, dans une vue en perspective, un premier exemple de carter selon l'invention pour un dispositif de récupération de l'énergie hydraulique de la houle ;

- la figure 4 représente le carter de la figure 3 dans une vue de face ;

- la figure 5 représente le carter des figures 3 et 4 dans une première vue en coupe longitudinale ;

- la figure 6 représente le carter des figures 3 à 5 dans une deuxième vue en coupe longitudinale, opposée à la première ;

- la figure 7 représente le carter des figures 3 à 6 dans une vue en coupe transversale ;

- la figure 8 représente, dans une vue en coupe longitudinale, un deuxième exemple de carter selon l'invention ;

- la figure 9 représente, dans une première vue en perspective, un troisième exemple de carter selon l'invention ;

- la figure 10 représente, dans une deuxième vue en perspective, le carter de la figure 9.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS

La figure 1 représente schématiquement un premier exemple de champ de dispositifs de récupération de l'énergie hydraulique de la houle selon l'invention. Ce champ 1 comprend deux dispositifs de récupération 2 identiques installés dans l'eau 3 d'un milieu marin. Chaque dispositif de récupération 2 comprend un carter 4, un rotor 5, un flotteur 6, un poids 7, un premier câble 8 et un deuxième câble 9. Le carter 4 comprend un logement traversant dans lequel est logé le rotor 5. Le rotor 5 est monté en liaison pivot par rapport au carter 4 selon un axe vertical. Le premier câble 8 est relié par une première extrémité au flotteur 6 et par une deuxième extrémité au carter 4. Le deuxième câble 9 est relié par une première extrémité au carter 4 et par une deuxième extrémité au poids 7. Le flotteur 6 et le poids 7 sont déterminés de manière à ce que le carter 4 et le rotor 5 soient immergés dans l'eau 3 à une profondeur correspondant à la longueur du câble 8 tout en permettant au flotteur 6 de suivre le mouvement de la houle au niveau de la surface de l'eau. Il est à noter que le poids 7 pourrait être fixé solidairement au carter 4. Par ailleurs, le poids du carter 4 pourrait être suffisant à lui seul pour maintenir le câble 8 tendu. Tel peut

notamment être le cas lorsque le carter est réalisé en béton. Le poids 7 est alors inutile.

En présence de houle, le carter 4 subit un mouvement se rapprochant plus ou moins d'une ellipse, suivant les conditions locales de courant et de houle. Sur un axe vertical, ce mouvement se traduit par un mouvement de translation alternatif correspondant sensiblement au mouvement vertical de la surface de l'eau 3. A la profondeur à laquelle le carter 4 est immergé, la composante verticale de la houle est fortement atténuée. Il en résulte un mouvement de translation du carter 4 par rapport à l'eau 3 et donc un flux d'eau par rapport au carter 4. Une partie de ce flux traverse le logement du carter 4 et rencontre le rotor 5. Le rotor 5 est agencé pour pouvoir convertir ce flux en une énergie cinétique de rotation. A cet effet, il comporte une ou plusieurs pales agencées pour convertir l'énergie cinétique de translation des molécules d'eau en une énergie cinétique de rotation du rotor 5.

La figure 2 représente schématiquement un deuxième -exemple de champ de dispositifs de récupération de l'énergie hydraulique de la houle selon l'invention. Ce champ 11 comprend deux dispositifs de récupération 12 identiques installés dans l'eau 3. Chaque dispositif de récupération 12 comprend également un carter 14, un rotor 15, un flotteur 16, un poids 17, un premier câble 18 et un deuxième câble 19. Le carter 14 et le rotor 15 peuvent être identiques au carter 4 et au rotor 5 de l'exemple de la figure 1. Le premier câble 18 relie le flotteur 16 au carter 14 et le deuxième câble 19 relie le carter 14 au poids 17. Dans ce deuxième exemple, chaque dispositif de récupération 12 est agencé de manière à ce que le flotteur 16 soit immergé dans l'eau 3. Le flotteur est alors protégé des vagues

potentiellement destructrices lors de tempêtes et est invisible depuis la surface, ce qui facilite son intégration dans l'environnement. La force exercée par le poids 17 doit être supérieure à la force exercée par le flotteur 16. Le poids 17 vient alors reposer sur le fond 20. D'autre part, le câble 19 doit être suffisamment long afin de permettre au carter 4 de se déplacer librement par rapport au fond 20. Il est à noter que le deuxième câble 19 pourrait être directement fixé au fond 20.

Comme pour le premier exemple de réalisation, le carter 14 et le rotor 15 de chaque dispositif de récupération 12 subissent notamment un mouvement de translation alternatif vertical imposé par le flotteur 16.

Etant immergés à une profondeur supérieure à celle du flotteur 16, ils se déplacent relativement à l'eau 3 selon un axe vertical et permettent de convertir en énergie cinétique de rotation le flux d'eau traversant le carter 14.

Les figures 3, 4, 5 et 6 représentent un premier exemple de carter selon l'invention pour un dispositif de récupération de l'énergie hydraulique de la houle. La figure 3 représente le carter dans une vue en perspective, la figure 4 représente ce même carter dans une vue de face et les figures 5 et 6 le représentent dans deux vues en coupe longitudinale opposées. Sur ces figures, un repère orthonormal est attaché au carter 30. Ce repère est constitué d'un vecteur x, d'un vecteur y et d'un vecteur z. En position d'utilisation, immergé dans l'eau, le vecteur z est orienté verticalement vers le haut et le vecteur x est orienté selon la direction d'une composante horizontale principale de la houle.

Le carter 30 comprend un corps principal cylindrique 31, un premier corps secondaire tronconique 32 et un deuxième corps secondaire tronconique 33. Le corps principal 31 et les corps secondaires 32, 33 sont creux. Le corps principal 31 s'étend selon un axe Z, parallèle au vecteur z, entre une première extrémité 311 et une deuxième extrémité 312. Il comprend une surface extérieure 31A et une surface intérieure 31B formant chacune un cylindre de révolution selon l'axe Z. La surface intérieure 31B définit un logement traversant 313 agencé pour recevoir un rotor, non représenté, du dispositif de récupération de l'énergie hydraulique de la houle. Le corps principal 31 comporte en outre un capot amovible 314 permettant d'accéder au logement 313. Il peut aussi comporter des moyens de liaison, non représentés, permettant de maintenir le rotor en liaison pivot dans le carter 30 selon l'axe Z.

Le premier corps secondaire 32 s'étend selon l'axe Z entre une première extrémité 321 et une deuxième extrémité 322. Le premier corps secondaire 32 présente une surface extérieure 32A et une surface intérieure 32B, chacune agencée pour prolonger de manière continue la surface extérieure 31A et la surface intérieure 31B du corps principal 31 depuis son extrémité 311. Ainsi, à son extrémité 321, la surface intérieure 328 présente le même diamètre di que la surface intérieure 31B du corps principal 31 et la surface extérieure 32 A présente le même diamètre Di que la surface extérieure 31A du corps principal 31. A son extrémité 322, la surface intérieure 32B présente un diamètre d2 supérieur à di et la surface extérieure D2 présente un diamètre D2 supérieur à Di. Les diamètres di, d2, Di et D2 sont déterminés de manière à ce que le corps principal 31 et le corps secondaire 32 présentent une épaisseur constante. Une telle

configuration peut notamment correspondre à la réalisation d'un carter en métal. Ces diamètres sont également agencés, avec la hauteur du corps secondaire 32, de manière à ce qu'une génératrice de la surface intérieure 32B du corps secondaire 32 forme un angle a avec l'axe Z compris entre 4 et 8 degrés. Cet angle a est par exemple de 6 degrés.

De manière symétrique par rapport à un plan perpendiculaire à l'axe Z, le deuxième corps secondaire 33 s'étend selon cet axe entre une première extrémité 331 et une deuxième extrémité 332. Il présente une surface extérieure 33A et une surface intérieure 33B. L'extrémité 331 présente le diamètre intérieur di et le diamètre extérieur Di. L'extrémité 332 présente le diamètre intérieur d2 et le diamètre extérieur D2.

Le carter 30 comporte en outre quatre déflecteurs 341, 342, 343,

344, désignés globalement par la référence 34. Le déflecteur 341 est disposé sur la surface intérieure 32B du corps secondaire 32, à proximité de son extrémité 322. En particulier, le déflecteur 341 comprend deux lames 3411, 3412 jointes l'une à l'autre par l'une de leurs extrémités au niveau de l'extrémité 322 du corps secondaire 32 et s'étendant chacune vers

l'extrémité 321 du corps secondaire 32 en s'écartant l'une de l'autre. Dans un plan yz, le déflecteur 341 présente ainsi une forme en V. Le déflecteur 342 est disposé sur le corps secondaire 32 par symétrie axiale selon l'axe Z. Autrement dit, les déflecteurs 341, 342 s'inscrivent dans des secteurs angulaires opposés autour de l'axe Z. Les déflecteurs 343, 344 sont disposés sur la surface intérieure 338 du corps secondaire 33 par symétrie

orthogonale selon un plan orthogonal à l'axe Z. Les déflecteurs 341, 343 s'inscrivent ainsi dans un même secteur angulaire, opposé au secteur angulaire dans lequel s'inscrivent les déflecteurs 342, 344.

La figure 7 illustre, dans une vue en coupe transversale selon un plan xy passant par le corps secondaire 32 et repéré VII-VII sur la figure 5, l'action du déflecteur 342 sur un flux d'eau orienté dans un sens opposé au vecteur x. En entrant dans le carter 30 et, plus particulièrement, dans le corps secondaire 32, le flux se répartit en deux parties 61, 62 suivant chacune le contour de la surface intérieure 32B et se rejoignant en une zone 63 située au voisinage du déflecteur 342. Du fait de la forme tronconique du corps secondaire 32, les parties de flux 61, 62 ont tendance à être repoussées vers l'extérieur du carter 30, dans une direction opposée au vecteur z. Cette déviation du flux permet déjà de limiter l'apparition d'un phénomène de surpression au niveau de la zone 63. En outre, le déflecteur 342 répartit le flux restant orienté selon le vecteur z et se dirigeant vers le rotor sur une plus grande surface. Il en résulte une meilleure homogénéité du flux d'eau atteignant le rotor. Il est à noter que, si la forme tronconique engendre une diminution du rendement du dispositif de récupération d'énergie par déviation d'une partie du flux, elle permet dans le même temps une augmentation de ce rendement du fait de la plus grande surface d'entrée de l'eau dans le carter 30.

En se référant à nouveau aux figures 3 et 4, le carter 30 comporte en outre une première dérive 351 et une deuxième dérive 352. Les dérives 351, 352 s'étendent depuis la surface extérieure 31 A du corps principal 31 dans le plan xz passant par l'axe Z. Elles permettent d'orienter le carter 30 autour de l'axe Z en fonction de la composante horizontale principale de la houle. Dans cet exemple de réalisation, la dérive 351 se trouve dans le même secteur angulaire que les déflecteurs 341, 343 et la dérive 352 se trouve dans le même secteur que les déflecteurs 342, 344. Ainsi, les dérives 351, 352 permettent une action efficace des déflecteurs.

La figure 8 représente, dans une vue en coupe longitudinale, un deuxième exemple de carter selon l'invention. Le carter 80 comprend également un corps principal 81 et deux corps secondaires 82, 83 disposés longitudinalement de part et d'autre du corps principal 81. Le corps principal 81 présente une surface extérieure 81 A cylindrique de révolution selon l'axe Z. Les corps secondaires 82, 83 présentent également une surface extérieure 82A, 83A cylindrique de révolution selon l'axe Z de même diamètre que le corps principal 81. Le corps principal 81 présente une surface intérieure 81B cylindrique de révolution selon l'axe Z et les corps secondaires 82, 83 présentent chacun une surface intérieure 82B, 83B tronconique. Des déflecteurs 841, 843 sont disposés sur la surface intérieure 82B, 83B des corps secondaires 82, 83. Le carter 80 se distingue du carter 30 selon le premier exemple de réalisation en ce que sa surface extérieure est entièrement cylindrique . Un tel carter peut être réalisé facilement en béton ou en résine par un procédé de coulage.

Les figures 9 et 10 représentent, dans deux vues en perspective, un troisième exemple de carter selon l'invention. Le carter 90 comporte un corps principal cylindrique 91, représenté partiellement, un premier corps secondaire tronconique 92 et un deuxième corps secondaire tronconique, non représenté. Le corps principal 91 présente une surface extérieure

cylindrique 91A et une surface intérieure cylindrique 91B. Le corps secondaire 92 comporte une surface extérieure tronconique 92A et une surface intérieure tronconique 92B. Dans ce troisième exemple de

réalisation, le corps secondaire 92 comporte, à la place de déflecteurs, un ensemble de protubérances 921 formées chacune d'un cylindre de révolution s'étendant radialement depuis la surface intérieure 92B. Les protubérances 921 ont pour fonction, comme les déflecteurs, d'homogénéiser le flux d'eau atteignant le rotor placé dans le carter 90. Ainsi, elles présentent une densité variable en fonction de leur emplacement sur la circonférence du corps secondaire 92. Dans cet exemple de réalisation, les protubérances 921 sont agencées en un ensemble d'anneaux concentriques étagés, chaque anneau comportant des protubérances de même longueur. La longueur des protubérances diminue vers l'extrémité du corps secondaire 92 qui est adjacente au corps principal 91. La densité des protubérances est ajustée par la présence ou l'absence des cylindres de révolution au sein de chaque anneau. Pour un carter monté de manière fixe et une houle présentant deux composantes horizontales principales, l'une selon le vecteur x et l'autre selon le vecteur y, les protubérances 921 présentent une densité maximale au voisinage d'un premier plan contenant le vecteur x et l'axe Z ainsi qu'au voisinage d'un deuxième plan, perpendiculaire au premier, contenant le vecteur (y) et l'axe Z. Les protubérances 921 présentent en outre une densité minimale au voisinage d'un troisième et d'un quatrième plan, décalés angulairement de 45 degrés autour de l'axe Z par rapport aux premier et deuxième plans.

Les exemples de carter 30, 80, 90 décrits en référence aux figures 3 à 10 sont adaptés à une utilisation dans un dispositif de récupération de l'énergie hydraulique de la houle 2, 12 tel que décrit en référence aux figures 1 et 2. Par ailleurs, toute combinaison d'exemples ou de variantes de réalisation peut être envisagée sans sortir du cadre de l'invention tel que défini dans les revendications.