TITRE : PLATEFORME DE DECOLLAGE ET D’ATTERRISSAGE D’UN AERONEF POUR LA PRODUCTION D’ENERGIE ELECTRIQUE

Domaine technique de l’invention

5 La présente invention concerne un système de production d’énergie électrique au moyen d’un aéronef. Plus particulièrement, l’invention concerne une plateforme de décollage et d’atterrissage de l’aéronef.

Arrière-plan technique

Il est connu de réaliser un système de production d’énergie électrique en utilisant un aéronef, appelé aussi « éolienne volante », qui est raccordé à une génératrice agencée au sol au moyen d’au moins une suspente ou un câble. Ce type de système permet d’accéder à des vents puissants et abondants qui soufflent en altitude.

La difficulté pour ce type de système est de pouvoir faire décoller et atterrir5 facilement l’aéronef, éventuellement de manière autonome, sans qu’il soit nécessaire de concevoir une structure complexe et coûteuse.

L’invention propose une plateforme de décollage et d’atterrissage d’un aéronef intégrant une structure de réception de l’aéronef adaptée à la fois pour le décollage et l’atterrissage de l’aéronef et présentant un faible encombrement.

Ce système sera de faible encombrement et d’entretient facile pour être déployable dans des zones faiblement équipées en infrastructures

Résumé de l’invention

L’invention propose une plateforme de décollage et d’atterrissage plateforme5 de décollage et d’atterrissage d’un aéronef pour la production d’énergie électrique au moyen d’une génératrice et comprenant :

FEUILLE RECTIFIÉE (RÈGLE 91) ISA/EP - un support fixe,

- une structure de réception de l’aéronef qui est prévue pour recevoir l’aéronef et qui est reliée au support fixe; caractérisée en ce que la structure de réception est montée pivotante par

5 rapport au support fixe au moyen d’une platine orientable de manière à permettre le positionnement de la structure de réception en fonction de l’orientation du vent, et en ce que la structure de réception de l’aéronef comporte un dispositif flexible perméable à l’air qui est tendu entre des branches appartenant à la0 structure de réception.

Ainsi l’invention propose une plateforme de décollage et d’atterrissage d’un aéronef sans moyens de propulsion, capable de décoller par la seule force du vent. La plateforme de décollage et d’atterrissage selon l’invention permet une mise en incidence de l’aéronef qui provoque suffisamment de portance pour permettre son décollage en vue de produire de l’énergie électrique grâce à la traction exercée par un câble sur une génératrice installée au sol. L’aéronef est capable d’atterrir alors que la génératrice devient motrice et rembobine le câble pour assurer à l’aéronef une vitesse de descente suffisante pour assurer le vol jusqu’à la plateforme. 0 Selon d’autres caractéristiques de la plateforme de décollage et d’atterrissage :

- la platine orientable est mobile en rotation autour d’un axe principal de rotation sensiblement vertical ;

- la plateforme comporte un socle inclinable qui porte la structure de 5 réception et qui est monté pivotant par rapport à la platine orientable autour d’un axe de pivotement ;

- l’axe de pivotement est sensiblement transversal par rapport à l’axe principal de rotation ; - le socle inclinable comporte un passage prevu pour le guidage d une suspente prévue pour être raccordée à l’aéronef vers la génératrice ;

- le socle inclinable comporte :

-- un corps principal comprenant le passage, et

5 -- deux bras de maintien qui s’étendent depuis le corps principal vers la platine orientable et qui sont reliés à la platine orientable par l’axe de pivotement ;

- le corps principal du socle inclinable a une forme rectangulaire, et chaque branche de la structure de réception comporte une extrémité qui est fixée à un coin du corps principal ;

- le dispositif flexible comporte au moins deux éléments élastiques qui sont agencés de part et d’autre d’un plan médian vertical de la structure de réception de manière à pouvoir amortir l’atterrissage de l’aéronef dans la structure de réception ; 5 - les deux éléments élastiques sont tendus entre les deux branches d’une armature latérale, par exemple en forme de V, de C, ou de U ;

- la structure de réception comporte une armature principale fixée sur le socle inclinable et deux bras latéraux qui s’étendent du côté opposé au socle inclinable et qui forment ensemble une surface d’appui prévue pour supporter des ailes de l’aéronef dans une position de repos de l’aéronef.

L’invention propose aussi un système de production d’énergie électrique comportant :

- un aéronef,

- une génératrice prévue pour produire de l’énergie électrique à partir des5 efforts appliqués par le vent sur l’aéronef via un câble,

- au moins une suspente prévue pour raccorder l’aéronef à la génératrice; caractérisé en ce qu’il comporte une plateforme de décollage et d’atterrissage selon l’une des caractéristiques précédentes. Breve description des figures

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :

5 [Fig .1 ] - la figure 1 est une vue schématique en perspective d’un système de production d’énergie électrique équipé d’une plateforme de décollage et d’atterrissage d’un aéronef comprenant une structure de réception de l’aéronef selon un premier mode de réalisation de l’invention, dans une position de repos de l’aéronef, l’aéronef étant cabré pour être prêt au 0 décollage ;

[Fig.2] - la figure 2 est une vue en perspective du système de production d’énergie électrique de la figure 1 , dans une position de décollage de l’aéronef où l’aéronef a décollé et exerce une force de traction sur le câble qui le relie à la plateforme de décollage afin d’entraîner un générateur placé au sol ;

[Fig.3] - la figure 3 est une vue en perspective du système de production d’énergie électrique de la figure 1 , dans une position juste avant l’atterrissage de l’aéronef ;

[Fig .4] - la figure 4 est une vue en perspective similaire à celle de la figure 10 qui illustre un deuxième mode de réalisation du système selon l’invention lorsque l’aéronef est en position de repos ;

[Fig.5] - la figure 5 est une vue arrière qui représente schématiquement la structure de réception du système de la figure 4.

Description détaillée de l'invention 5 Pour la description de l'invention et la compréhension des revendications, on adoptera à titre non limitatif et sans référence limitative à la gravité terrestre les orientations verticale, longitudinale et transversale selon le repère V, L, T indique aux figures dont les axes longitudinal L et transversal T s etendent dans un plan horizontal.

Dans la description suivante, des éléments identiques, similaires ou analogues seront désignés par les mêmes références alphanumériques.

5 Premier mode de réalisation

Les figures 1 , 2 et 3 représentent un système 10 de production d’énergie électrique comportant :

- un aéronef 12,

- une génératrice 24 prévue pour produire de l’énergie électrique à partir des0 efforts appliqués par le vent sur l’aéronef 12,

- deux suspentes 26 prévues pour raccorder l’aéronef 12 à la génératrice 24, et

- une plateforme de décollage et d’atterrissage 28.

L’aéronef 12 comporte une aile principale 14 et une aile secondaire 16, servant de stabilisateur, sensiblement planes, l’aile principale 14 ayant une envergure plus importante que l’aile secondaire 16. L’aile principale 14 et l’aile secondaire 16 sont chacune agencées dans un plan parallèle l’un par rapport à l’autre et elles sont reliées entre elles par une structure rigide 18.

La structure rigide 18 comporte un ou deux barreaux agencés parallèlement0 l’un à l’autre et chacun relié en une première extrémité à l’aile principale 14 et en une deuxième extrémité à l’aile secondaire 16 de l’aéronef 12.

Tel que représenté aux figures à titre illustratif, les ailes 14, 16 sont agencées dans le même plan. De plus, deux ailerons avant 20 sont agencés de part et d’autre de l’aile principale 14 et deux ailerons arrière 22 sont5 agencés de part et d’autre de l’aile secondaire 16 de l’aéronef 12.

Préférentiellement, les ailes 14, 16 de l’aéronef 12 sont réalisées dans un matériau rigide de faible coût avec un entretien et un déploiement faciles. Avantageusement I aeronef 12 est entièrement realise dans des matériaux rigides.

Les matériaux rigides utilisés pour la réalisation de l’aéronef sont par exemple du balsa, de la mousse, ou bien des matériaux composites.

5 Chaque suspente 26 se présente sous la forme d’un câble relié en une première extrémité à la structure rigide 18 de l’aéronef 12 et relié en une deuxième extrémité à un câble principal assurant la liaison avec la génératrice 24 via la plateforme, entre un état enroulé et un état déployé de la suspente 26. Lors de la phase de vol captif de l’aéronef 12, les suspentes 26 sont dans un état déployé et en tension ce qui permet à la génératrice 24 de produire de l’énergie électrique.

Selon un exemple de réalisation de l’invention représenté aux figures, le système 10 est équipé de deux suspentes 26 pour piloter l’aéronef 12 dans l’espace lors des phases de décollage, de vol et d’atterrissage. 5 Selon un autre exemple de réalisation de l’invention non représenté, le système 10 est équipé d’une seule suspente 26. Dans ce cas, le pilotage de l’aéronef 12 dans l’espace s’effectue au moyen d’un organe de commande extérieur assurant un pilotage électronique de l’aéronef 12, par exemple en contrôlant la position de ses ailerons 20, 22.

La plateforme de décollage et d’atterrissage 28 comprend un support fixe 30 et une structure de réception 32 de l’aéronef 12 qui est prévue pour recevoir l’aéronef 12 et qui est reliée au support fixe 30.

Tel qu’illustré, le support fixe 30 est installé sur une surface plane pouvant également accueillir la génératrice 24. Il s’agit d’un pylône (treillis en 5 aluminium) ou bien un poteau vertical dont sa hauteur est suffisamment importante afin de surélever l’aéronef 12 par rapport à la surface du sol.

Selon le premier mode de réalisation représenté sur les figures 1 à 3, la structure de réception 32 de l’aéronef 12 comporte un dispositif flexible 33 sous la forme d un filet 34 permeable a I air et quatre branches 36 prevues pour tendre le filet 34.

Selon un exemple de réalisation non représenté de la structure de réception 32, elle comporte un cadre sur lequel le bord du filet 34 est accroché et prévu

5 pour tendre le filet 34.

Avantageusement, le filet 34 est réalisé dans un matériau textile tissé ou non tissé, comportant des mailles ajourées pour le passage de l’air à travers le filet 34.

Avantageusement, la structure de réception 32 comporte au moins un0 élément élastique non représenté prévu pour amortir l’atterrissage de l’aéronef 12 dans la structure de réception 32.

Selon un premier exemple de réalisation de la structure de réception 32, chaque élément élastique est agencé de manière à relier élastiquement une branche 36 avec le filet 34 de la structure de réception 32. Dans ce cas, l’élément élastique est par exemple une attache réalisée dans un matériau élastique tel que le caoutchouc.

Selon un deuxième exemple de réalisation de la structure de réception 32, chaque branche 36 de la structure de réception 32 a des propriétés élastiques de manière à être suffisamment flexible pour pouvoir fléchir lors0 de l’atterrissage de l’aéronef 12 dans la structure de réception 32.

La structure de réception 32 est montée pivotante autour d’un axe vertical V et d’un axe transversal T, correspondant à un axe principal A1 et un axe transversal A2, par rapport au support fixe 30 de manière à permettre le positionnement de la structure de réception 32 en fonction de l’orientation du5 vent et ainsi permettre le décollage ou bien l’atterrissage de l’aéronef 12. Le pivotement de la structure de réception 32 autour des axes A1 , A2 permet également un état neutre si l’aéronef 12 doit rester au sol, par exemple par vent fort. Dans ce cas la structure de réception 32 maintient l’aéronef 12 à l’horizontal de manière à minimiser sa portance. La structure de réception 32 est onentee generalement comme une girouette, c est-a-dire qu elle suit la direction du vent Fv en étant libre à rotation selon l’axe principal A1 .

Plus particulièrement, le pivotement de la structure de réception 32 est assuré par une platine orientable 38 reliée au support fixe 30 et mobile en

5 rotation autour de l’axe principal A1 de rotation sensiblement vertical. L’axe principal A1 peut être légèrement incliné par rapport à la verticale, par exemple jusqu’à un angle de 10 ou 15 degrés. La platine orientable 38 comporte un tronçon inférieur 40 relié au support fixe 30, et un tronçon supérieur 42 relié au socle inclinable 46 via un élément de pivotement 44. La platine orientable 38 a une forme sensiblement trapézoïdale comportant un côté arrondi constituant le tronçon supérieur 42. La platine orientable 38 est agencée sur le support fixe 30 de manière à être incliné d’un certain angle par rapport à l’axe vertical pour empêcher un mauvais positionnement de l’aéronef 12 par apport au vent. 5 Le socle inclinable 46, qui peut être motorisé, porte la structure de réception 32 et est monté pivotant par rapport à la platine orientable 38 autour d’un axe de pivotement A2 sensiblement transversal par rapport à l’axe principal A1 de rotation. L’axe de pivotement A2 peut être légèrement incliné par rapport à une direction transversale T, par exemple jusqu’à un angle de 10 ou 150 degrés par rapport à la direction transversale T.

Le socle inclinable 46 comporte :

- un corps principal 48 comprenant un passage 50 prévu pour le guidage des suspentes 26,

- deux bras de maintien 52 qui s’étendent depuis le corps principal 48 vers la platine orientable 38 et qui sont reliés à la platine orientable 38 par l’axe de pivotement A2.

Le socle inclinable 46 a un débattement de pivotement délimité par rapport à l’axe de pivotement A2 de manière à bloquer la rotation du socle inclinable pour maintenir l’incidence de l’aéronef à un angle optimal par rapport à la0 direction du vent. Selon un exemple de realisation de I invention illustre aux figures, le corps principal 48 du socle inclinable 46 a une forme rectangulaire. Les bras de maintien 52 sont parallèles entre eux et sont sensiblement perpendiculaires au corps principal 48 du socle inclinable 46. Dans ce cas, chaque branche 36

5 de la structure de réception 32 comporte une extrémité qui est fixée à un coin du corps principal 48 du socle inclinable 46 et le filet 34 est tendu entre chaque paire de branches 36.

Avantageusement, un plan girouette 53, ici sous la forme d’une plaque longitudinale reliée à la platine orientable 38 permet de maintenir la platine orientable 38 et la structure de réception 32 en permanence dans l’axe du vent, même lors du vol de l’aéronef 12.

Tel qu’illustré à la figure 1 , en position de repos de l’aéronef 12 dans la structure de réception 32 de la plateforme de décollage et d’atterrissage 28, l’aéronef 12 est posé dans le filet 34 et les suspentes 26 sont dans un état5 enroulé. L’aéronef 12 est ici dans une position cabrée pour être prêt au décollage, face à la direction du vent Fv.

A la figure 2, en phase de décollage de l’aéronef 12 à partir de la structure de réception 32 de la plateforme de décollage et d’atterrissage 28, la structure de réception 32 est orientée au moyen de la platine orientable 38 et du socle0 inclinable 46 de manière à positionner l’aéronef 12 face au vent et provoquer son décollage. Lors de cette phase, le filet 34 est tendu et les suspentes 26 sont dans un état déroulé et elles sont tendues.

Pour atteindre la phase de vol de l’aéronef 12, l’aéronef 12 est piloté par les suspentes 26 de manière à atteindre une altitude élevée. Avantageusement, l’ascension de l’aéronef 12 s’effectue en formant des 8.

A la figure 3, en phase d’atterrissage de l’aéronef 12 vers la structure de réception 32 de la plateforme de décollage et d’atterrissage 28, la structure de réception 32 est orientée au moyen de la platine orientable 38 et du socle inclinable 46 de manière à provoquer l’atterrissage de l’aéronef 12 dans la0 structure de réception 32. Lors de cette phase, les suspentes 26 sont dans un état déroulé et elles sont tendues de maniéré a piloter I aeronef 12 jusqu a son atterrissage.

Deuxième mode de réalisation

On décrit maintenant, en considérant les figures 4 et 5, un deuxième mode

5 de réalisation du système 10 de production d’énergie électrique selon l’invention. Le système 10 est similaire à celui des figures 1 à 3 et il s’en distingue principalement par sa structure de réception 32.

Pour la description de ce deuxième mode de réalisation de l’invention, on insistera sur les différences et on ne décrira pas à nouveau les autres éléments qui composent le système, en particulier l’aéronef 12 et le support fixe 30.

Selon ce deuxième mode de réalisation, la structure de réception 32 utilise des éléments élastiques 54 tendus en remplacement du filet 34. Plus précisément, le dispositif élastique 33 équipant la structure de réception 325 comporte ici deux bandes 54, ou cordons, en matériau élastique qui sont fixées par chacune de leurs extrémités aux extrémités libres de deux armatures latérales 56.

Avantageusement, chaque armature latérale 56 a ici la forme d’un V, chaque élément élastique 54 étant tendu entre les deux branches 36 du V. Selon une variante de réalisation (non représentée), chaque armature latérale 56 pourrait avoir la forme d’un C ou d’un U compatible avec le décollage et l’atterrissage de l’aéronef 12.

L’aéronef 12 repose sur ces armatures latérales 56.

Les deux éléments élastiques 54 sont ainsi agencés de part et d’autre d’un5 plan médian vertical de la structure de réception 32 ce qui permet au dispositif élastique 33 d’amortir l’atterrissage de l’aéronef 12 dans la structure de réception 32. Grâce à leur forme en V, les armatures latérales 56 permettent de tendre l’élément élastique 54 en laissant un dégagement 59 entre les deux branches 36 pour la deformation élastique de I element élastique 54 lorsque l’aéronef 12 vient atterrir dans la structure de réception 32. Chaque élément élastique 54 constitue une butée souple pour que l’aéronef 12 ne percute pas l’armature rigide en phase d’accostage.

5 La structure de réception 32 comporte ici une armature principale 58 fixée sur le socle inclinable 46 qui se prolonge sur les côtés par deux bras latéraux 60. Les deux bras latéraux 60 s’étendent longitudinalement vers l’arrière de l’aéronef 12, du côté opposé au socle inclinable 46. Ces bras latéraux 60 forment ensemble une surface d’appui 62 prévue pour supporter chacun une partie de l’aile principale 14 de l’aéronef 12, lorsqu’il occupe sa position de repos.

LEGENDE :

10 : système

12 : aéronef 5 14 : aile principale

16 : aile secondaire

18 : structure rigide

20 : aileron avant

22 : aileron arrière 0 24 : génératrice

26 : suspente

28 : plateforme de décollage et d’atterrissage

30 : support fixe

32 : structure de réception

33 : dispositif flexible

34 : filet

36 : branche

38 : platine orientable

40 : tronçon inférieur 0 42 : tronçon supérieur

44 : élément de pivotement

46 : socle inclinable 48 : corps principal

50 : passage

52 : bras de maintien

53 : plan girouette 54 : élément élastique

56 : armature latérale

58 : armature principale

59 : dégagement

60 : bras latéral 62 : surface d’appui

A1 : axe principal (vertical V)

A2 : axe de pivotement (transversal T)

Fv : direction du vent