Titre : Système d’éolienne ayant un mit articulé.

L’invention se situe dans le domaine des plateformes maritimes, notamment celui des plateformes prévues pour installer des dispositifs de production d’énergie en haute-mer, notamment des éoliennes, mais pas seulement. L’invention se situe plus particulièrement dans le domaine des plateformes flottantes.

Des plateformes fixes sont destinées aux ouvrages réalisés dans des eaux peu profondes, entre cinq et quarante mètres. La descente de charges est réalisée par des fondations ancrées dans le fond. Généralement elles sont destinées à supporter des ouvrages dont le poids est très élevé ; 12 000 tonnes et plus pour une éolienne. Les fondations réalisées sous la surface liquide sont donc importantes et délicates à réaliser. Leur coût est donc élevé. Elles sont en outre soumises à des efforts dont la direction et l’amplitude sont variables :

- les effets horizontaux du vent de surface,

- les variations géométriques de la surface liquide, l’effet de houle.

Ces efforts sont généralement horizontaux. Le moment fléchissant induit, proportionnel à la hauteur de l’ouvrage, doit être repris par les fondations. Ceci induit un surcoût important, mais également des contraintes de fatigue des matériaux qui composent l’ouvrage, et, une réduction de sa durée de vie.

Les plateformes flottantes de haute-mer, aussi dites offshore sont utilisées dans les zones de grande profondeur, généralement supérieures à quarante mètres, là où des plateformes fixes, montées sur les piliers reposant sur le fond marin, ne sont pas économiquement viables. Elles évitent certains des inconvénients inhérents aux plateformes fixes. Notamment :

- leur poids et celui des ouvrages qu’elles supportent est équilibré par la poussée d’Archimède. Les problèmes des fondations profondes et la reprise du moment fléchissant d’encastrement sont donc supprimés ; et, - flottantes, elles suivent les variations de hauteurs dues aux phénomènes des marées.

Cependant, les plateformes flottantes sont soumises aux variations de la surface liquide sur laquelle elles flottent, notamment aux effets de la houle. Celle-ci peut atteindre des valeurs de quatorze mètres de hauteur, mesurée de creux à crête et, sauf à augmenter considérablement leurs dimensions, G inclinaison de la plateforme peut alors atteindre dix-sept degrés d’angle. Lorsqu’une telle plateforme porte une éolienne, les organes mécaniques de cette dernière, notamment les pales, sont fortement sollicités par la houle et les variations d’inclinaison, de même que les fixations du mât de cette éolienne sur la plateforme.

En outre, le vent génère des forces proportionnelles au cube de sa vitesse et de la surface exposée, c’est-à-dire au carré de la longueur des pales, dans le cas d’une éolienne. En cas extrême (100km/h), pour une longueur de pales égale à 40 m, ces forces atteignent cent tonnes et plus. Si le mât est encastré dans le sol, ces forces transmises au mât sont équilibrées au niveau de l’encastrement. Cependant, dans le cas de la technologie offshore, ces efforts sont équilibrés par la poussée d’Archimède en son centre de poussée. C’est donc l’inclinaison de la plateforme sur laquelle est fixé le mât qui va équilibrer l’ensemble. Si la plateforme n’est pas suffisamment dimensionnée, cela peut conduire à déstabiliser totalement l’ensemble. Dans tous les cas, ces oscillations provoquent une perte de rendement de l’éolienne, et une fatigue des organes résistants.

Un but de l'invention est de proposer un système de plate-forme offshore plus stable et moins sensible aux aléas environnementaux, notamment à la houle et au vent, et apte à tirer un meilleur rendement de ces éléments. Selon un premier objet de l’invention, on propose un système d’éolienne qui comprend une éolienne ayant un mât et un équipage mobile comprenant une hélice de l’éolienne, une nacelle à laquelle est fixée l’hélice et un balancier, l’éolienne comprenant en outre des moyens de rotulage du balancier, les moyens de rotulage étant portés par le mât, de préférence à une extrémité supérieure dudit mât.

Le balancier peut comprendre une tringle qui s’étend vers le bas depuis les moyens de rotulage, et un contre-poids fixé à une extrémité basse de la tringle. Le mât est avantageusement creux de sorte qu’il définit un passage sensiblement tubulaire au travers duquel s’étend la tringle. Le système peut comprendre un puits qui prolonge le passage vers le bas, au-delà du mât.

Les moyens de rotulage peuvent comprendre un berceau formé à l’extrémité supérieure du mât et possédant une concavité sphérique et orientée vers le haut, les moyens de rotulage comprenant en outre une rotule prévue pour venir reposer sur le berceau.

Le système peut comprendre une plateforme flottante qui porte l’éolienne. Alors, le puits est avantageusement formé au travers de la plateforme de sorte que le contre-poids est disposé sous la plateforme.

Le système peut aussi comprendre un anneau, et des moyens de liaison pour coupler cet anneau avec le balancier. L’anneau est avantageusement disposé pour constituer une masse inertielle et/ou une prise à du vent.

Notamment dans le cas où le système comprend une plateforme flottante, celle- ci peut comprendre deux parties mobiles l’une par rapport à l’autre, l’une des parties étant disposée autour du mât, des moyens de liaison étant prévus pour coupler ladite masse avec le balancier. La partie couplée au balancier comprend avantageusement des moyens pneumatiques pour récupérer de l’énergie d’une houle.

Selon un deuxième objet de l’invention, on propose un système de plateforme flottante, qui comprend une plateforme flottante, des corps-morts et des câbles pour relier cette plateforme aux corps-morts, la plateforme comprenant un caisson flottant, un pont disposé au-dessus du caisson et des moyens pour maintenir le pont fixé au caisson, les moyens de maintien étant conçus pour offrir une prise réduite aux éléments, notamment à la houle et au vent, les câbles étant conçus de sorte que le caisson est maintenu immergé à une profondeur sous la surface de l’eau et le pont est maintenu hors d’eau. De préférence, le caisson flottant a un volume apte à générer une poussée d’Archimède supérieure au poids du système.

Le système peut aussi comprendre des moyens de treuil pour régler des longueurs des câbles, notamment en fonction des marées, notamment pour maintenir ou pour régler la profondeur d’immersion du caisson.

De préférence, la profondeur d’immersion est au moins égale à la moitié d’une longueur d’onde prévisible pour de la houle. La profondeur d’immersion est avantageusement au moins égale à l’amplitude prévisible pour de la houle.

Le système peut en outre comprendre des moyens de production d’énergie électrique, de préférence une éolienne montée sur la plateforme, encore plus de préférence une éolienne à axe horizontal.

Selon un troisième objet de l’invention, on propose un système de plateforme flottante, qui comprend une plateforme flottante, celle-ci comprenant un pont maintenu au-dessus de la surface de l’eau et des moyens pneumatiques pour récupérer de l’énergie d’une houle. Les moyens pneumatiques comprennent avantageusement au moins un soufflet, entraîné par la houle et une turbine entraînée par de l’air aspiré et/ou expulsé par ce soufflet. De préférence, le système comprend au moins deux turbines, une première turbine prévue pour être entraînée par l’air aspiré par le soufflet et une deuxième turbine entraînée par l’air expulsé par le soufflet.

De préférence, le système comprend plusieurs soufflets et au moins deux tampons dont un premier tampon est prévu pour recevoir l’air passé au travers de la première turbine et destiné à être aspiré par lesdits soufflets et dont un deuxième tampon est prévu pour recevoir l’air expulsé par les soufflets et destiné à entraîner la deuxième turbine.

Chaque soufflet peut comprendre une plaque fixée sous le pont, une base flottante destinée à suivre les mouvements de la houle et une paroi déformable reliant de façon étanche à l’air la plaque et la base, et, de préférence, un guide pour un déplacement vertical de la base

Des modes de réalisation et des variantes seront décrits ci-après, à titre d’exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels : [Fig. 1] est une vue schématique en perspective d’un système selon l’invention pour la production d’énergie électrique en mer ;

[Fig. 2] est une vue schématique en élévation du système de la figure 1 :

[Fig. 3] est une vue schématique en perspective et de dessus d’une plateforme flottante pour le système de la figure 1 ;

[Fig. 4] est une vue en coupe de la plateforme de la figure 3 ;

[Fig. 5] est une vue schématique, en élévation et en coupe, d’un système d’équilibrage pour une éolienne équipant le système de la figure 1 ;

[Fig. 6] est une vue schématique en perspective et de dessus d’un dispositif de corps-mort pour le système de la figure 1 ;

[Fig. 7] est une vue schématique en perspective et en coupe d’un dispositif pneumatique de production d’énergie, pour le système de la figure 1 ; [Fig. 8] est une vue schématique en élévation et en coupe, illustrant le fonctionnement du dispositif pneumatique de la figure 7 ;

[Fig. 9] est une vue schématique de dessus de la plateforme, illustrant une répartition de soufflets pour le dispositif pneumatiques des figures 7 et 8.

[Fig. 10] est une vue schématique en perspective de dessus, illustrant une variante du système selon l’invention utilisant six corps-morts ; et,

[Fig. 11] est une vue schématique en élévation et en perspective d’une variante terrestre d’un système d’équilibrage selon l’invention ; et,

[Fig. 12] est une vue schématique en coupe du système de la figure 11.

Dans la description qui suit, les termes horizontal et vertical doivent être compris dans une position théorique de repos, telle qu’illustrée aux figures 1 et 2, en l’absence d’inclinaison qui pourrait être due, par exemple, à l’action de la houle, du vent, ou à une charge mal répartie.

La figure 1 illustre un système flottant 1 de production d’énergie. Le système comprend une plateforme flottante 2, sur laquelle sont montés des moyens 3, 4 de production d’énergie électrique. Ces moyens de production comprennent une éolienne 3 et un dispositif pneumatique 4. Comme particulièrement illustré à la figure 2, le système 1 comprend en outre un ensemble de corps-morts 6 pour maintenir le système relativement au fond marin 7.

La plateforme 2 est sensiblement de révolution autour d’un axe vertical X2, dit axe de plateforme. Elle comprend un caisson flottant 8, un pont 9 horizontal disposé haut-dessus du caisson 8 et des étais 11 pour relier entre eux, sensiblement rigidement, le caisson 8 et le pont 9. Les étais forment un support sensiblement transparent aux éléments, c’est-à-dire présentant une faible prise à la houle, aux vagues et au vent.

Comme particulièrement illustré aux figures 3 et 4, le caisson 8 a la forme d’un tronçon de cylindre de révolution autour de l’axe de plateforme X2. Il a un diamètre D8 compris entre 1,2 et 1,5 fois une épaisseur E8 mesurée axialement, c’est-à-dire selon l’axe de plateforme X2, sensiblement constante. Dans l’exemple illustré, le caisson 8 est réalisé en béton armé.

Comme particulièrement illustré à la figure 2, la plateforme est reliée à chacun des corps-morts 6 par un câble 12 respectif. Dans l’exemple illustré, chaque câble comprend deux brins 12 A, 12B ; un premier des brins 12A relie le corps- mort respectif au caisson 8, le deuxième brin 12B relie le même corps-mort à un treuil 13 respectif disposé sur le pont 9 de la plateforme. Dans l’exemple illustré à la figure 1, le premier brin 12A forme un angle Al 2 avec un axe vertical V d’un plan axial comprenant l’axe de plateforme X2. De préférence, l’angle A12 est compris entre vingt et quarante-cinq degrés, de préférence voisin de trente degrés.

Chaque corps-mort comprend une poulie à gorge 14, illustrée à la figure 6, qui sert de point d’amarrage pour la plateforme 2. Le câble est monté sur la poulie 14, de sorte que le treuil permet de modifier simultanément la longueur des deux brins 12 A, 12B du câble 12. Ainsi, il est possible de régler une distance H7 entre le caisson 8 et le fond marin 7. Comme illustré aux figures 1, 2 et 8, notamment, dans le système flottant 1 selon l’invention, on utilise les corps-morts pour que le caisson soit maintenu immergé à une profondeur H8 sous la surface 10.

Comme illustré à la figure 8, la houle prend la forme d’une onde de surface 100, d’amplitude H100 et longueur d’onde L100. La profondeur d’immersion H8 du caisson est mesurée à partir d’un plan moyen P100 de l’onde de surface 100. En un lieu donné, correspond statistiquement une amplitude typique H100T et une longueur d’onde typique L100T, considérées comme supérieures à celles généralement rencontrées en ce lieu, par exemple supérieures à 80% des amplitudes et les longueurs d’onde en ce lieu. Typiquement, la houle peut couramment atteindre une amplitude de sept mètres. À proximité de la surface 10, la houle provoque des turbulences susceptibles d’affecter la stabilité de la plateforme.

Afin de limiter l’influence de la houle sur la stabilité de la plateforme, on peut immerger le caisson 8 sous une profondeur d’eau H8 supérieure ou égale à l’amplitude typique H100T, à laquelle on peut aussi ajouter une profondeur de sécurité HS. Ainsi, on peut choisir H8=H100T+HS. Par exemple, pour H100T=7m et HS=5m, on immerge le caisson à une profondeur H8=12m.

Par ailleurs, des études ont démontré qu’à partir d’une profondeur HH1 égale à la moitié de la longueur d’onde L100, c’est-à-dire HH 1=E 100/2, et au-delà, il n’y a sensiblement plus de turbulences dues à la houle. Ainsi, de préférence, la hauteur H8 est choisie supérieure ou égale à une demi-longueur d’onde L100, c’est-à-dire : H8 > L 100/2.

Ainsi, en immergeant le caisson 8, de préférence à une profondeur H8 supérieure à une épaisseur d’une zone de turbulence locale, on augmente la stabilité de la plateforme ; la « transparence » du support 11 limite en outre la prise des éléments, eau ou vent, de sorte que ces éléments ne déstabilisent pas notablement la plateforme. Dans le cas illustré d’une plateforme supportant une éolienne, sa plus grande stabilité permet de limiter la fatigue des éléments constitutifs de l’éolienne, notamment de son mât.

La plateforme peut aussi être affectée par le phénomène de marée. Ainsi, la profondeur H10 de la mer, selon le lieu d’implantation de la plateforme, peut varier notablement, de quelques dizaines de centimètres à plus de dix mètres. Afin de maintenir une profondeur d’immersion H8 sensiblement constante, on utilise les treuils 13 pour modifier la longueur des câbles 12 ; ainsi, on peut rapprocher la plateforme du fond 7 lorsque la marée baisse, ou l’en éloigner lorsque la marée monte, tout en maintenant un tirant d’air H9 suffisant sous le pont 9. La commande des treuils est avantageusement automatisée. Elle peut être définie à partir d’une table numérisée des marées locales et/ou d’un capteur permettant d’estimer une profondeur d’immersion H8 instantanée. Le capteur peut, par exemple, être un capteur de pression ou un sonar ; il peut être utilisé pour corriger ou préciser les valeurs de la table des marées.

Dans l’exemple décrit et comme particulièrement illustré à la figure 6, les corps- morts 6 sont d’un type que l’on peut qualifier de récif artificiel, c’est-à-dire conçus pour en limiter l’impact sur l’écosystème local. Ils sont sensiblement identiques entre eux.

Le corps-mort 6 illustré à la figure 6 comprend un bloc de béton 16. Le bloc 16 est cylindrique ; il a une épaisseur El 6, mesurée verticalement dans la position d’usage illustrée, et un diamètre D16, mesuré horizontalement dans cette même position d’usage. Typiquement on a E16=2m environ et 016=3, 5m environ. Le bloc 16 comprend des trouées 17 formées de façon irrégulière dans le bloc, de façon à constituer des passages traversants ou des niches. Ces trouées servent notamment de refuges pour la faune aquatique. Dans l’exemple illustré les trouées 17 sont de forme cylindrique, d’axe XI 7 sensiblement horizontal et de différents diamètres DI 7.

Le corps-mort 6 comprend en outre un enchevêtrement 18 disposé sur le bloc 16. Dans l’exemple illustré, l’enchevêtrement est constitué d’éléments tétrapodes 19 ; chaque tétrapode comprenant quatre poutres s’étendant dans des directions différentes et non coplanaires. Les éléments sont disposés de façon sensiblement aléatoire et enchevêtrés entre eux. Ainsi disposés, les éléments 19 constituent un refuge pour la faune aquatique et un support pour la flore.

Le corps-mort comprend aussi un anneau 21 supporté par des potelets 22 qui le relient au bloc 16. L’anneau a sensiblement le même diamètre que le bloc 16. Il est disposé sensiblement au-dessus de l’enchevêtrement 18. L’anneau et les potelets forment un dispositif de retenue pour les éléments tétrapodes. Une barre horizontale 23 est fixée diamétralement à l’anneau 21. Elle porte la poulie 14, servant au renvoi du câble 12.

Comme précisé ci-dessus, le système 1 est conçu pour la production d’énergie et comprend notamment l’éolienne 3. Selon l’invention, cette éolienne comprend un mât tubulaire 31 rigidement fixé au pont 9 et s’étendant verticalement vers le haut depuis le pont. Comme particulièrement illustré aux figures 4 et 5, un puits 32 prolonge le mât vers le bas, au travers du pont, et jusqu’à une face inférieure du caisson 8. Le mât et le puits forment ensemble un espace tubulaire rectiligne 33 qui débouche vers le haut au sommet 31A du mât et vers le bas à la base 8A du caisson.

Comme particulièrement illustré à la figure 5, le sommet 31A du mât 31 comprend un berceau 34 dont une concavité 34 A sphérique, de rayon R et de centre C, est orientée vers le haut.

L’éolienne comprend en outre un équipage mobile 36 comprenant une hélice 37 d’axe horizontal X37, une nacelle 38, une tige 39, une rotule 60 et un balancier 61. La nacelle 38 comprend des moyens de transformation de l’énergie éolienne en énergie électrique.

La rotule 60 a le même rayon R que la cavité 34A et elle est prévue pour venir reposer sur le berceau 34 A et coopérer avec lui pour former une liaison rotule entre l’équipage mobile 36 et le mât 31. La tige 39 s’étend vers le haut depuis la rotule et elle relie la nacelle et la rotule entre elles. Bien entendu, bien que représenté très schématiquement à la figure 5, le berceau peut être une partie d’un palier sphérique, c’est-à-dire coopérant avec une rotule sensiblement sphérique, en empêchant toute translation. Un palier sphérique évite notamment tout risque de rebond de la rotule 60 dans son berceau 34. De préférence, le centre de rotation R de la rotule dans le berceau est disposé sur l’axe X37 de rotation de l’hélice 37 ; si ce n’est pas possible, il est avantageusement disposé le plus proche possible de cet axe.

Le balancier 61 comprend une tringle 62 et un contre-poids 63. La tringle s’étend vers le bas depuis la rotule, au travers du passage 33, jusqu’en-dessous du caisson 8. Le contre-poids est fixé à une extrémité basse de la tringle, sous le caisson. La tige et la tringle sont sensiblement alignées entre elles, selon un axe d’équipage X36. Dans une position de repos, c’est-à-dire lorsque la plateforme et l’équipage mobile ne subissent que leur poids propre et la force d’Archimède, l’axe d’équipage X36 est confondu avec l’axe de plateforme X2. Notamment sous l’action du vent appliquée à l’hélice 37, l’axe d’équipage s’incline. Cette inclinaison est limitée par la force de rappel du balancier, notamment par l’action du contre-poids 63. Cette disposition est particulièrement avantageuse puisque, d’une part, elle supprime les efforts d’encastrement de la nacelle sur le mât et, d’autre part, elle autorise une section réduite pour la tige, ce qui limite les perturbations aérodynamiques à l’aval de l’hélice 37.

Comme précisé plus haut, le système 1 de la production d’énergie comprend, en plus de l’éolienne 3, un dispositif pneumatique 4 de production d’énergie.

Un tel dispositif pneumatique 4 est illustré aux figures 7 à 9. Il comprend notamment un ensemble de soufflets 40 et deux turbines 41, 42. Les turbines sont fixées sur le pont 9. Les soufflets sont fixés sous le pont. Ils sont sensiblement cylindriques. Leur nombre n’est pas imposé. Aux figures 1 et 2, l’ensemble de soufflets est représenté par un seul soufflet ; néanmoins, un nombre plus élevé de soufflets permet de suivre plus précisément les mouvements de la houle, comme illustré à la figure 8. Dans la vue de dessus de la figure 9, il y a trente-six soufflets régulièrement répartis sous le pont 9. Dans l’exemple illustré, chaque soufflet comprend une plaque supérieure 43, une base 44 et une paroi déformable 46. La plaque 43 est fixée sous le pont. La base 44 est flottante, de sorte qu’elle peut suivre les mouvements verticaux de la houle en coulissant le long d’un guide 47 vertical respectif, fixé au pont 9 et au caisson 8. La paroi 46 a une forme sensiblement cylindrique, autour du guide 47 ; elle est conçue pour se déformer comme celle d’un accordéon lorsque la base 44 se rapproche ou s’éloigne de la plaque 43, sous l’action de la houle. La paroi est en un matériau étanche à l’air, par exemple un caoutchouc ou une toile enduite, éventuellement renforcée de fibre, par exemple de fibres métalliques. La base 44 peut avantageusement avoir la forme d’un caisson en béton, dont un volume intérieur est rempli de polystyrène, afin d’en assurer la flottabilité. De préférence, la densité de la base 44 du soufflet est proche de la densité de l’eau.

Le dispositif pneumatique comprend en outre deux volumes tampons 51, 52. Un premier tampon 51 est connecté avec une première turbine 4L L’autre tampon 52 est relié à la deuxième turbine 42. Chaque soufflet est relié, au travers de la plaque 43 à chacun des deux tampons 51, 52 par des clapets 53, 54 respectif. Un premier clapet 53, relié au premier tampon, s’ouvre lorsque le volume du soufflet augmente et aspire de l’air. L’air environnant est aspiré dans le premier tampon et entraîne la première turbine 4L L’air aspiré est mutualisé entre l’ensemble des soufflets dans le premier tampon ce qui permet un entrainement sensiblement régulier de la première turbine. Le deuxième clapet 54, relié au deuxième tampon 52, s’ouvre lorsque le volume du soufflet diminue et rejette de l’air. Cet air est rejeté dans le deuxième tampon et entraîne la deuxième turbine 42, lorsqu’il rejoint l’atmosphère. L’air expiré est mutualisé entre l’ensemble des soufflets dans le deuxième tampon 52 ce qui permet un entrainement sensiblement régulier de la deuxième turbine 42.

Dans l’exemple illustré, les turbines 41, 42 sont des éoliennes à axe vertical, de type Darrieus, enveloppées dans un carénage 55. Elles entraînent un ou plusieurs alternateurs ou dynamos, qui produisent ainsi de l’énergie électrique. Dans le mode de réalisation illustré à la figure 10, la plateforme 2 est amarrée à six corps-morts 6 du type précédemment décrit en référence à la figure 6. Les six corps-morts sont disposés sur un cercle, c’est-à-dire, dans la position de la figure 10, sensiblement régulièrement répartis autour de l’axe de plateforme X2.

La plateforme 2 comprend, trois points de reprise hauts 71, en rive du pont 9, et trois points de reprise bas 72, en rive de la base 8 A du caisson 8. Ils sont disposés de sorte qu’un plan axial passant par un point haut 71 et un plan axial passant par un point bas 72 voisin forment ensemble un angle de décalage A7 égal à la moitié d’un angle similaire entre deux points hauts voisins. C’est-à-dire que les points bas 72 sont régulièrement décalés des point hauts 71 autour de l’axe de plateforme XL Dans cet exemple, l’angle de décalage A7 est égal à soixante degrés.

Chaque corps-mort 6 est relié à un même point de haut 71 que l’un de ses deux corps-morts voisins immédiats et à un même point bas que son autre corps-mort voisin immédiat. Cette disposition permet d’assurer une plus grande stabilité de la plateforme relativement au fond marin 7.

En outre, les corps-morts peuvent comprendre des points d’amarrage constitués de poulies 14, comme précédemment décrit. Les point bas 72 peuvent aussi comprendre des poulies, ainsi que deux au moins des points hauts 71, le troisième point haut comprenant un point de fixation, pour une extrémité du câble 12, et un treuil pour l’extrémité opposée du câble. Le même câble 12 passe donc successivement par un point haut 71, un point d’amarrage 14 et un point bas 72, depuis le point de fixation jusqu’au treuil. Ainsi, un seul treuil permet de régler l’altitude de la plateforme au-dessus du fond 7. Le principe de décalage angulaire des points d’amarrage est aussi appliqué au mode de réalisation des figures 1 et 2. On va maintenant décrire une adaptation du système précédemment décrit, applicable à une éolienne implantée dans une profondeur d’eau réduite ou à une éolienne, en référence aux figures 12 et 13.

Dans ce mode de réalisation, l’éolienne comprend des moyens de rotulage 34, 60 similaires à ceux précédemment décrit en référence à la figure 5.

Par ailleurs, le système 1 comprend un massif bétonné 80 enterré dans une fosse 81 ; la fosse est creusée dans le sol. Le mât 31 est scellé dans le massif 80 qui assure la stabilité du système 1. Dans cet exemple, le mât a une forme conique qui va en se rétrécissant de bas en haut. Le mât repose sur, et est ancré dans, un fond 81 A de la fosse 81. Un puits 132 est formé au travers du fond 81 A, dans le massif enterré 80 dans l’axe du mât, pour y recevoir une extrémité inférieure du balancier 61, notamment le contrepoids 63.

Le système comprend en outre un anneau équilibreur 82 disposé à proximité sur le sol, autour du mât 31 et rigidement relié à la tringle 62 par des bras 84. Le mât 31 comprend des ouïes 87 ; un bras respectif s’étend au travers de chacune des ouïes. Le système illustré comprend quatre bras et quatre ouïes. À la figure 13, seuls deux bras et deux ouïes sont représentés.

L’anneau équilibreur 82 est mobile avec le balancier 61, au-dessus du massif 80 et au-dessus du niveau NS du sol. Ainsi disposé, il présente une prise importante à une composante W1 du vent qui se déplace à proximité du sol. Compte tenu du bras de levier formé par la distance entre le centre de rotulage C et l’anneau 82, la pression exercée par ce vent W1 compense au moins en partie la pression exercée par la composante W2 du vent sur l’hélice 37 de G éolienne. Ainsi, l’anneau permet d’équilibrer le couple exercé par la composante W2 du vent autour du centre de rotulage. Le poids de l’anneau équilibreur 82 contribue, comme le contrepoids 63, à l’équilibre de l’éolienne 3. L’anneau 82 constitue ainsi une masse inertielle qui résiste aux effets du vent, engendrant une force à l’encontre des effets du vent qui vient s’additionner à la force de rappel développée par le contrepoids 63. L’utilisation d’une masse inertielle 82 permet de réduire la longueur du balancier 61 et/ou le poids du contrepoids ; lorsque c’est possible, le contrepoids peut être supprimé. Cette disposition est particulièrement avantageuse dans le cas d’un système terrestre, de sorte qu’il évite ou limite le creusement d’un puits 132.

Les efforts de basculement provoqués par le vent dans l’hélice sont réduits par l’utilisation d’un mât avec un balancier rotulé. Ainsi, le massif a essentiellement pour fonction de transmettre au sol les contraintes dues au poids propre du système d’éolienne 1. Du fait de cette disposition, le massif bétonné enterré peut avoir un volume réduit, ce qui limite les coûts et l’impact environnemental d’une éolienne terrestre. En particulier, le massif bétonné peut être plus facilement détruit, étant d’un volume et d’une épaisseur nettement inférieurs à ceux d’un massif nécessaire à l’ancrage d’une éolienne terrestre de l’art antérieur. Ainsi, il apparaît que le volume du massif bétonné 80 peut être réduit de quatre-vingt-dix pourcents par rapport à ceux qui maintiennent les éoliennes de l’art antérieur. Un tel massif est plus aisément recyclable.

L’anneau peut être un élément massif, tel qu’illustré aux figures 12 et 13. Il peut aussi être une simple tôle, pleine ou en métal déployé, par exemple.

Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits. Au contraire, l'invention est définie par les revendications qui suivent.

Il apparaîtra en effet à l'homme de l'art que diverses modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits ci-dessus, à la lumière de l'enseignement qui vient de lui être divulgué. Ainsi, le terme de câble, employé dans la description, recouvre tout type de ligne d’amarrage, souple, filaire, susceptible de servir à relier la plateforme à ses corps-morts, notamment un filin ou une chaîne, en toute matière appropriée, par exemple de l’acier, ou des matériaux composites.

Dans les zones de faible marnage, on peut prévoir que le câble est de longueur constante. Dans ce cas, il n’est pas nécessaire de prévoir de treuil sur le pont ni de poulie sur les corps-morts, le câble pouvant avoir une longueur fixe.

Aussi, les formes des différents éléments peuvent varier. En particulier, la plateforme peut avoir un plan rectangulaire au lieu de circulaire. Ainsi, le caisson flottant correspondant peut-être parallélépipédique ; il peut aussi être conique.

Aussi, un soufflet peut ne pas être directement entraîné par la houle, mais indirectement, par exemple par une tringlerie mue par un flotteur entraîné par la houle. De ce cas, le soufflet peut être disposé au-dessus du pont.

Notamment dans le cas d’une plateforme maritime, les moyens de rotulage peuvent être disposés sensiblement au niveau du pont de la plateforme, de sorte le mât a une hauteur faible ou qu’il n’y a pas besoin de mât.

L’immersion du caisson et le rotulage de la nacelle réduisent notablement les efforts subis par le système de production d’énergie selon l’invention, par rapport aux systèmes de l’art antérieur. Les quantités de matière nécessaires à la fabrication d’une telle plateforme sont réduites en conséquence, ce qui en diminue notablement le coût.

En outre, la stabilité de l’équipage mobile est améliorée. De ce fait l’hélice de l’éolienne est généralement plus proche d’un plan vertical, dans une plage de vitesse de vent plus étendue. Le rendement de l’éolienne est donc nettement amélioré par les perfectionnements apportés par l’invention.

Ainsi, un système selon l’invention a tout ou partie des avantages suivants : - réduction des mouvements qui résultent des déformations de la surface du liquide, puisqu’il comprend des moyens qui permettent d’immerger le caisson sous la zone de turbulence de la surface de la mer, et de l’y maintenir ;

- abaissement du centre de transmission des efforts dûs au vent dans l’éolienne ; cette disposition permet de réduire le moment appliqué au centre de gravité du caisson, et donc le coût et l’impact sur l’environnement ;

- maintien dans un plan sensiblement vertical de la surface décrite par les pales de l’éolienne, sans augmenter le volume de flottaison nécessaire pour équilibrer le poids propre des ouvrages de l’ensemble offshore ; cette disposition permet de réduire considérablement les quantités de matières mises en œuvre dans les systèmes connus, généralement du béton armé ou de l’acier ;

- récupération de l’énergie de la houle produite par la déformation de la surface du plan d’eau sous l’action du vent ;

- réduction des sections des mâts perturbateurs pour l’écoulement du vent sur les pales. Ce qui augmente le rendement de l’éolienne verticale ;

- diminution des quantités de matière nécessaires à la fabrication d’une telle plateforme, grâce à une meilleure répartition des réactions des efforts et à la suppression des mouvements provoqués par la houle, ce qui en diminue notablement le coût et son impact environnemental.

Le dispositif pneumatique du système offshore permet une production d’énergie supplémentaire estimée à 4% environ de l’énergie produite grâce à un système offshore de production d’énergie électrique selon l’invention. Bien entendu, une plateforme ou un système de plateforme selon l’invention n’est pas limité à un usage de production d’électricité, elle peut comprendre uniquement une éolienne d’axe horizontal, ou seulement des moyens pneumatiques de production d’énergie. Une telle plateforme peut aussi être utilisée pour porter des habitations ou encore servir de quai ou de pont flottant. Aussi, le dispositif pneumatique peut comprendre plus de deux turbines, par exemple quatre ou six.

Le dispositif de masse inertielle illustré pour une éolienne terrestre aux figures 11 et 12 peut aussi être utilisé dans le cas d’une éolienne installée en mer, là où les fonds marins sont peu profonds et ne permettent pas de mettre un balancier d’une longueur suffisante, c’est-à-dire de disposer le contre-poids à une distance suffisante du centre de rotulage.

Aussi, le système de rotulage peut être remplacé par un palier cylindrique de révolution autour d’un axe horizontal dans un plan perpendiculaire à l’axe de rotation de l’hélice ; une rotation autour de l’axe verticale de plateforme, ou de l’axe du mât, étant assurée par ailleurs.