CH714055A1 - Unité de conversion d'un mouvement d'oscillation en un mouvement de rotation et dispositif comprenant une aile oscillante et une telle unité. - Google Patents

Abstract

L’invention concerne une unité de conversion d’un mouvement d’oscillation d’au moins un mât autour d’une articulation pivotante en un mouvement de rotation, comprenant une articulation pivotante avec un arbre d’entrée (202) attaché à l’extrémité d’un mât (101) oscillant, un arbre de sortie (204) apte à tourner dans un sens unique, un organe de transmission (206) déformable, et un système de liaison mécanique apte à relier ledit mât (101) ou bien ledit arbre d’entrée (202) audit organe déformable de transmission (206), ce par quoi la rotation de l’arbre d’entrée (202) dans un premier sens et la rotation de l’arbre d’entrée (202) dans un second sens, inverse du premier sens, provoque la rotation dudit arbre de sortie (204) dans ledit sens unique.

Description

Description

Domaine technique [0001] La présente invention concerne une unité de conversion d’un mouvement d’oscillation d’au moins un mât autour d’une articulation pivotante en un mouvement de rotation.

[0002] De façon non limitative, une telle unité de conversion est utilisable pour un dispositif capteur du genre éolienne ou hydrolienne, permettant de capter respectivement l’énergie cinétique provenant du vent ou d’un courant aquatique, présentant un mât oscillant portant une aile formant une surface portante pour le flux de fluide.

[0003] Les énergies renouvelables sont des sources d’énergies dont la quantité disponible est très importante par rapport aux besoins de l’humanité. Il est notamment possible de capter l’énergie cinétique de certains flux naturels de fluides, par exemple le vent ou les courants d’eau. Pour cela, classiquement, il est mis en oeuvre des dispositifs comprenant au moins une surface portante en contact avec le fluide et mobile, formant en particulier rotor, et destinée à être entraînée (en rotation) par l’énergie cinétique de ce flux de fluide. Le pivotement, ou plus généralement le mouvement oscillant, de la surface portante permet la production d’une énergie mécanique qui peut alors être utilisée par des moyens mécaniques associés, par exemple une pompe, un générateur électrique, un générateur pneumatique.

[0004] A cet effet, il est nécessaire de disposer d’une unité de conversion d’un mouvement d’oscillation autour d’une articulation pivotante en un mouvement de rotation.

Etat de la technique [0005] Le document FR 2 535 403 porte sur un dispositif de production d’énergie électrique à partir de la houle. Il décrit un dispositif de transformation de mouvements oscillatoires provenant de la houle en une rotation du rotor d’une génératrice. Il comporte un balancier monté de façon à osciller librement dans le corps flottant et équipé de moyens mécaniques de transformation des mouvements oscillatoires du corps flottant en une rotation du rotor de la génératrice: plus précisément, on utilise un organe sans fin de transmission de forme modifiable solidaire du balancier, en prise avec un pignon relié au rotor de la génératrice elle-même solidaire du corps flottant, et monté de manière à circuler librement sur plusieurs pignons fous. Dans ce cas, c’est par le rééquilibrage de la structure soumise à la houle et émanant d’un contrepoids monté pivotant par rapport à la structure que l’on met en mouvement l’organe sans fin de transmission. Cette solution n’est donc pas applicable à un mât oscillant monté sur une base fixe.

[0006] Dans le cas d’un mât oscillant, on connaît du document FR 3 037 621 une solution avec des moyens de transformation de l’énergie mécanique d’oscillation en rotation par vilebrequin. La bielle et d’autres composants d’un tel système bielle-manivelle doivent être dimensionnés afin de résister aux forces importantes, inverses, et répétées lors de l’oscillation du mât. De plus, le moindre dérèglement des positions des pièces mobiles du système de transmission perturbe l’équilibre des forces et à terme met en péril la résistance puis l’intégrité physique du système mécanique. Dans ce cas, Il y a une obligation d’être toujours dans les mêmes angles d’oscillation sous peine de bloquer l’installation.

Bref résumé de l’invention [0007] Un but de la présente invention est de proposer une unité de conversion d’un mouvement d’oscillation en un mouvement de rotation exempt des limitations des unités connues.

[0008] Un autre but de la présente invention est de proposer une unité de conversion d’un mouvement d’oscillation en un mouvement de rotation adaptée au d’une oscillation générée par un mât autour d’une articulation pivotante, en particulier un mât portant une aile apte à capter l’énergie cinétique du vent ou d’un autre flux de fluide.

[0009] Un autre but de l’invention est de proposer une unité de conversion d’un mouvement d’oscillation en un mouvement de rotation pour une aile oscillante de grande dimension, afin de capter une énergie cinétique importante.

[0010] Egalement, la présente invention a pour but de proposer une unité de conversion d’un mouvement d’oscillation en un mouvement de rotation, qui présente un bon rendement énergétique entre l’entrée et la sortie de l’unité de conversion. [0011] Selon l’invention, ces buts sont atteints notamment au moyen d’une unité de conversion d’un mouvement d’oscillation d’au moins un mât autour d’une articulation pivotante en un mouvement de rotation, comprenant:

- une base apte à être disposée sur un ouvrage,

- une articulation pivotante montée sur ladite base et comprenant un arbre d’entrée apte à être attaché à l’extrémité d’un mât oscillant alternativement dans un sens et dans le sens contraire, ce par quoi ledit arbre d’entrée est apte à tourner autour de son propre axe dans un sens et dans le sens contraire.

- un arbre de sortie apte à tourner dans un sens unique

- un système de transmission du mouvement d’oscillation monté sur la base et comprenant un organe de transmission déformable formant une boucle fermée et des roues de transmission autour desquelles ledit organe de transmission est disposé et est apte à avancer, et

- un système de liaison mécanique apte à relier ledit mât ou bien ledit arbre d’entrée audit organe déformable de transmission, ce par quoi la rotation de l’arbre d’entrée dans un premier sens provoque l’avancée de l’organe de transmis

CH 714 055 A1 sion dans un premier sens et la rotation de l’arbre d’entrée dans un second sens, inverse du premier sens, provoque l’avancée de l’organe de transmission dans un second sens, inverse du premier sens. Ledit système de de liaison mécanique comprend deux roues libres montées côte à côte avec leurs axes de rotation parallèles, le mode blocage de la première roue libre étant disposé dans le sens inverse du mode blocage de la deuxième roue libre, lesdits roues libres étant reliées audit organe de transformation déformable, de sorte que l’avancée de l’organe de transmission dans ledit premier sens fait tourner la première roue libre, sans rotation de la deuxième roue libre, et que l’avancée de l’organe de transmission dans ledit second sens fait tourner la deuxième roue libre, sans rotation de la première roue libre.

[0012] Ledit système de de liaison mécanique est agencé de sorte que la rotation de la première roue libre et la rotation de la deuxième roue libre provoquent la rotation dudit arbre de sortie dans ledit sens unique, ce par quoi le mouvement de rotation dudit arbre d’entrée dans un sens et dans le sens contraire provoque la rotation dudit arbre de sortie dans ledit sens unique.

[0013] Cette solution présente notamment l’avantage de pouvoir récupérer l’énergie du mouvement d’oscillation du mât tant lors du mouvement aller que du mouvement retour.

[0014] Ainsi, avec une telle unité de conversion, même en cas de variation des angles des angles de débattement et donc de l’étendue du secteur d’oscillation parcouru par le mât entre le mouvement aller et le mouvement retour, cela n’a pas d’influence sur le bon fonctionnement: les pertes d’énergie dans l’unité de conversion sont minimes et celle-ci fonctionne sans à-coup mécanique.

[0015] Cette solution présente également l’avantage de pouvoir répartir les efforts de l’unité de conversion entre différents composants montés sur une base de sorte qu’il est aisé d’équilibrer les efforts auxquels sont soumis ces différents composants. En particulier, les roues libres sont mises sous effort toujours en passant par une vitesse nulle et une force nulle: cette alternance avec variation de la valeur des efforts auxquels sont soumis certaines des parties mobiles de l’unité de conversion est douce pour la mécanique.

[0016] Selon une disposition préférentielle, ledit mât est surmonté d’une aile rectiligne continue apte à former une vrille le long du mât.

[0017] Selon une autre disposition préférentielle, ladite unité de conversion comporte en outre en outre un contrepoids agencé par rapport audit système de liaison mécanique pour effectuer un mouvement d’oscillation dans le sens inverse du mouvement d’oscillation dudit mât, et qui est apte à contrebalancer le moment de la force exercée par rapport aux axes de rotation des roues de transmission dudit système de transmission.

[0018] Dans ce cas, selon une variante, on utilise un seul mât oscillant attaché ou relié à l’organe de transmission déformablet et un contrepoids associé à ce mât oscillant. Dans ce cas, selon une autre variante, ledit contrepoids comporte un mât surmonté d’une aile rectiligne apte à former une vrille long du mât.

[0019] Selon une autre disposition préférentielle, ladite unité de conversion comporte en outre un volant d’inertie monté en aval dudit arbre de sortie ou sur ledit arbre de sortie.

[0020] Selon une autre disposition préférentielle, ladite unité de conversion comporte en outre en outre une génératrice montée en aval dudit arbre de sortie ou sur ledit arbre de sortie.

[0021] Selon une autre disposition préférentielle, ladite unité de conversion comporte en outre un dispositif multiplicateur de vitesse disposé sur l’arbre de sortie ou monté en aval dudit arbre de sortie.

[0022] La présente invention porte également sur un dispositif pour la transformation de l’énergie cinétique provenant du vent ou d’un courant aquatique en une énergie mécanique, comprenant ladite unité de conversion et au moins une aile rectiligne, agencée le long d’un mât s’étendant entre une première extrémité libre et une deuxième extrémité, ledit mât étant monté sur une base par sa deuxième extrémité via une articulation pivotante, afin de permettre un mouvement d’oscillation de ladite aile par rapport à ladite base. Ainsi, la présente invention porte également sur l’ensemble formé d’au moins une aile oscillante et d’une unité de transformation du mouvement d’oscillation de cette aile en un mouvement de rotation.

Brève description des figures [0023] Des exemples de mise en oeuvre de l’invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles:

la fig. 1 illustre une aile rectiligne formant une surface portante, pour la captation de l’énergie cinétique provenant du vent ou d’un courant aquatique, la fig. 2 est une vue similaire à la fig. 1 selon une autre direction de perspective et pour une variante d’aile, la fig. 3 est une vue de côté d’une aile légèrement différente de l’aile des fig. 1 et 2, la fig. 4 est une vue en projection depuis le dessus de l’aile selon la direction IV des fig. 1,2 et 3,

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la fig. 5A	est une représentation schématique d’un premier mode de réalisation d’un dispositif pour la transformation de l’énergie cinétique provenant d’un flux de fluide, comprenant une unique aile rectiligne formant une surface portante, de côté, illustrant la cinématique du mouvement de rotation oscillant, dans une situation simplifiée où l’aile n’est pas vrillée,
la fig. 5B	est également une représentation schématique du dispositif pour la transformation de l’énergie cinétique provenant d’un flux de fluide, illustrant les repères géométriques utilisés dans le présente texte pour illustrer les mouvements, profils et changements de forme de l’aile,
la fig. 5C	est une vue générale qui illustre l’aile avec un angle de battement déterminé (cas de l’aile non vrillée, pour simplification des repères),
la fig. 6	est une vue en section de l’aile de la fig. 5C pour illustrer son angle de calage et définir la notion d’angle de calage d’un tronçon de l’aile,
la fig. 7	est une représentation schématique d’un possible système de commande en rotation des supports de l’aile,
les fig. 8 à 10	sont des vues en section de l’aile, selon des exemples possibles de forme de profils différents, la fig. 10 montrant en outre un possible système de changement de forme du profil permettant de conserver un bord d’attaque face faisant au flux de fluide, quel que soit le mouvement (aller ou retour) de l’aile au cours de l’oscillation,
la fig. 11	est une vue de côté du dispositif conforme au premier mode de réalisation avec une unique aile rectiligne formant une surface portante et une unité de conversion du mouvement d’oscillation de l’aile en un mouvement de rotation objet de la présente demande de brevet,
la fig. 12	est vue en perspective partielle de la portion du bas du dispositif de la fig. 11, illustrant l’unité de conversion du mouvement d’oscillation de l’aile en un mouvement de rotation selon l’invention,
la fig. 13	est une vue en perspective un dispositif selon un deuxième mode de réalisation pour la transformation de l’énergie cinétique provenant du vent en une énergie mécanique, comprenant deux ailes rectilignes formant chacune une surface portante,
la fig. 14	est une vue en coupe depuis le dessus, selon la direction XIV-XIV de la fig. 13, montrant l’unité de conversion du mouvement d’oscillation des deux mâts en un mouvement de rotation selon l’invention,
la fig. 15	est une vue agrandie de l’unité de conversion des fig. 11 à 13,
la fig. 16	illustre un dispositif selon un troisième mode de réalisation, en projection depuis l’avant du dispositif, ce dispositif formant un dispositif pour la transformation de l’énergie cinétique provenant d’un courant aquatique en une énergie mécanique, comprenant deux paires d’ailes rectilignes, où chaque aile forme une surface portante, selon la direction XVI de la fig. 17,
la fig. 17	est une vue de dessus de la fig. 16, selon la direction XVII,
la fig. 18	est une vue agrandie d’une portion de la fig. 17, selon le détail XVIII,
les fig. 19, 20 et 21	représentent des détails du dispositif selon le troisième mode de réalisation.

Exemple(s) de mode de réalisation de l’invention [0024] Les fig. 1 à 3 représentent un dispositif capteur, en l’occurrence l’aile 100 d’une éolienne ou d’une hydrolienne qui est apte à transformer l’énergie cinétique d’un flux de fluide, le vent ou un courant aquatique (flux d’eau que ce soit d’un cours d’eau ou d’une marée), en énergie mécanique, voire en énergie électrique. Cette aile 100 s’étend de manière rectiligne le long et autour d’un mât 101 qui définit une première extrémité libre 101a (en haut sur les fig. 1 à 3) et une deuxième extrémité 101b (en bas sur les fig. 1 à 3) montée sur une articulation pivotante comme il sera décrit plus loin. L’axe du mât 101 est rectiligne et forme un axe longitudinal Μ.

[0025] L’aile 100 définit une surface portante 102 qui sera soumise au flux de fluide. Cette surface portante 102 appartient à la face extérieure d’une voilure 104 qui habille le mât sur toute ou partie de sa longueur. Sur la fig. 1, la voilure 104 (représentée en traits en pointillés afin de laisser apparaître les éléments internes de l’aile 100) s’étend en continu depuis la première extrémité du mât 101 a sur la majeure partie de la longueur du mât 101. En effet, la deuxième extrémité 101b du mât n’est pas recouverte de la voilure 104, notamment pour minimiser l’encombrement lors des mouvements d’oscillation de l’aile 100.

CH 714 055 A1 [0026] Dans le cadre du présent texte, la voilure 104 correspond à une housse habillant l’aile 100 de façon continue, sans ouverture ou discontinuité de surface. Cette voilure 104 est obtenue à partir d’une ou plusieurs feuilles ou pièces de tissu (laizes) assemblées, par exemple par couture, et peut être réalisée dans différentes matières, y compris des matières synthétiques, des matières plastiques, des matières naturelles, ou un mélange de ces matières, avec différentes structures, tissées, ou non tissées. A titre d’exemple tout matériau habituellement utilisé pour une voile de bateau peut convenir, notamment en étant constitué de ou comprenant des fibres synthétiques telles que le polyester (polytéréphtalate d’éthylène) mais encore en (ou avec du) carbone, PET ou poly(téréphtalate d’éthylène) (par exemple en Mylar (marque déposée)) ou encore Kevlar (marque déposée), c’est-à-dire poly(p-phénylènetéréphtalamide) ou PPD-T. De façon non limitative d’autres types de structures de voile sont possibles en remplaçant les panneaux de tissus assemblés par couture, par un seul panneau d’un sandwich film-fibres-film qui sera replié et fermé sur lui-même pour former une sorte de housse ou de chaussette coiffant l’aile 100.

[0027] Pour soutenir et donner la forme tridimensionnelle souhaitée de la voilure 104, le mât 104 porte des supports 110 disposés tout le long de la portion du mât 104 recouverte de la voilure 104. Ces supports 110 comportent des supports d’extrémité 112 et un ou plusieurs support(s) intermédiaire(s) 114, disposé(s) entre les supports d’extrémité 112a et 112b. Dans le cas de la variante illustrée sur la fig. 1, les supports 100 sont au nombre de trois: un premier support d’extrémité 112a monté à proximité de la première extrémité101a du mât, un deuxième support d’extrémité 112b monté sur un tronçon du mât comportant la deuxième extrémité du mât 101b, et un unique support intermédiaire 114 monté entre le premier support d’extrémité 112a et le deuxième support d’extrémité 112b. Dans le cas de la variante illustrée sur la fig. 2, les supports 100 sont au nombre de cinq: un premier support d’extrémité 112a monté à proximité de la première extrémité101a du mât, un deuxième support d’extrémité 112b monté sur un tronçon du mât comportant la deuxième extrémité du mât 101b, et trois supports intermédiaires 114 montés entre le premier support d’extrémité 112a et le deuxième support d’extrémité 112b. Dans le cas de la variante illustrée sur la fig. 3, les supports 100 sont au nombre de six: un premier support d’extrémité 112a monté à proximité de la première extrémité101a du mât, un deuxième support d’extrémité 112b monté sur un tronçon du mât comportant la deuxième extrémité du mât 101b, et quatre supports intermédiaires 114 montés entre le premier support d’extrémité 112a et le deuxième support d’extrémité 112b. De préférence, l’aile 100 comprend au moins deux supports intermédiaires 114.

[0028] De préférence, tous les supports 110 s’étendent dans un plan sensiblement orthogonal au mât 101, donc à l’axe longitudinal M du mât 101.

[0029] Dans le cas de la variante illustrée sur la fig. 1, la voilure 104 s’appuie sur tout le contour de tous les supports 100. Dans le cas de la variante illustrée sur la fig. 2 ou de la variante illustrée sur la fig. 3, la voilure 104 s’appuie sur tout le contour du premier support d’extrémité 112a et du deuxième support d’extrémité 112b et pas du tout ou éventuellement sur une partie seulement du contour (notamment les extrémités du ou des supports intermédiaires 114, formant bord d’attaque et bord de fuite) du ou des supports intermédiaires 114.

[0030] L’aile 100 présente avantageusement la forme générale d’une pale, avec un profil d’aile (d’avion), donc un profil allongé. Comme illustré notamment sur les fig. 5B et 6, la surface portante 102 de cette aile 100 comprend deux surfaces opposées, formant respectivement un côté intrados 106 et un côté extrados 107, qui sont reliées par deux bords longitudinaux: un bord d’attaque 108 et un bord de fuite 109. Cette aile 100 présente comme axe longitudinal, dans une configuration non vrillée représentée sur les figures schématiques 5A à 5C, et 6, l’axe M (axe longitudinal du mât 101) qui s’étend parallèlement au bord d’attaque 108 et au bord de fuite 109. Tel qu’illustré sur la fig. 6, le profil aérodynamique de l’aile 100, formant la surface portante 102, (c’est-à-dire le contour de sa coupe transversale ou «section») définit encore une corde 105 joignant le bord d’attaque 108 et le bord de fuite 108. Ici, du fait de la forme symétrique de cet exemple de profil, la corde 15 est confondue avec la ligne moyenne 103, passant par le bord d’attaque 108 et le bord de fuite 108, tout en étant toujours équidistante au côté intrados 106 et au côté extrados 107.

[0031] En référence à la fig. 5A, l’aile 100 est représentée en traits pleins dans sa position moyenne de repos, verticale, l’axe M du mât 101 étant parallèle à (et même confondu avec) l’axe vertical V. Sur cette fig. 5A, l’aile 100 est également représentée en traits pointillés dans ses positions extrêmes, de part et d’autre de sa position moyenne de repos, respectivement avec son axe M qui forme un angle de débattement - D (à gauche sur la fig. 5A) et un angle de débattement +D (à droite sur la fig. 5A) par rapport à l’axe vertical V. Tel que représenté encore schématiquement sur la fig. 5A, l’angle de débattement D forme un angle de battement maximum de la surface portante 102, de part et d’autre de l’axe vertical V, donc l’amplitude du mouvement oscillant de l’aile 100 forme un secteur d’oscillation O, d’angle 2D. L’angle de débattement D varie ainsi entre:

- une valeur maximale (fig. 5A et 6), correspondant à deux positions de fin de course qui se situent symétriquement de part et d’autre de l’axe vertical V, et

- une valeur nulle (fig. 5A et 6), lorsque l’axe longitudinal du mât M est vertical, et s’étend coaxialement ou parallèlement à l’axe vertical V précité.

[0032] A titre indicatif, la valeur maximale de l’angle de débattement D est avantageusement inférieure à 90°, de préférence comprise entre 55° et 80°, et de préférence d’environ 80°. Le secteur d’oscillation O a ainsi une valeur d’angle au centre inférieure à 180°, de préférence comprise entre 110° et 160°°, et de préférence d’environ 160°.

CH 714 055 A1 [0033] Tel que représenté schématiquement sur la fig. 5A, l’aile 100 comporte le mât 101 dont la deuxième extrémité 101b est assemblé avec une base 300 par le biais d’une unité 200 de conversion du mouvement d’oscillation dudit mât en un mouvement de rotation, définissant un axe de rotation horizontal R pour l’aile. De préférence, la base 300 présente une surface tournée vers l’aile 100 qui est horizontale (la direction horizontale étant indiquée par H sur la fig. 5C). L’aile 100 et sa surface portante 102 sont destinée à pivoter autour demcet axe de rotation horizontal R lorsqu’elles sont soumises au vent (flux de fluide F sur les fig. 5C et 6, la fig. 5C montrant l’aile 100 pendant son mouvement aller indiqué par la flèche F3). [0034] Ainsi, on forme un dispositif 400 pour la transformation de l’énergie cinétique provenant du vent ou d’un courant aquatique en une énergie mécanique, comprenant:

- l’aile 100,

- des moyens pour générer une rotation oscillante de la surface portante 102 autour de son axe de rotation R sous l’effet de l’énergie cinétique du vent: il s’agit d’une liaison pivot matérialisée par une articulation pivotante 120, et

- des moyens pour récupérer l’énergie mécanique générée par cette rotation oscillante de la surface portante 102, sous la forme de l’unité 200 de conversion du mouvement selon l’invention.

[0035] L’axe de rotation R est ainsi destiné à permettre une oscillation de la surface portante 102 selon un plan B perpendiculaire, ou sensiblement perpendiculaire, à la direction du vent (ou plus généralement perpendiculaire au flux de fluide F représenté sur les fig. 5C et 6).

[0036] A cet effet, la base 300 est assemblée avec un socle 302 (destiné à être solidarisé avec une surface de réception, par exemple formée dans le sol), par le biais de moyens de liaison pivot P définissant un axe de rotation vertical pour ladite base 300 qui est ainsi autorisée à pivoter selon le mouvement de la flèche P’ (voir les fig. 5A et 5B) par rapport au socle 302. [0037] Pendant son mouvement d’oscillation dans le secteur d’oscillation O, l’aile 100 définit un plan B qui s’étend parallèlement à l’axe de rotation R (fig. 5B et 5C), et qui passe par l’axe Μ du mât. Ce plan B définit la position de l’aile dans le secteur d’oscillation O.

[0038] Sur les fig. 5B et5C, on retrouve l’aile 100 et sa surface portante 102 s’étendant le long du mât 101 et parallèlement à l’axe longitudinal Μ du mât 101. Par ailleurs, on voit que l’axe de rotation R de ladite articulation pivotante 120 est orthogonal à la direction du mât (axe Μ). Sur la fig. 5C, l’aile 100 est disposé dans une position d’oscillation intermédiaire, avec l’axe Μ du mât 101 et le plan B correspondant à la position de battement, entre la position moyenne, de repos et verticale, et la position extrême correspondant à l’angle de débattement +D ou -D par rapport à l’axe vertical V.

[0039] Le profil aérodynamique de cette aile 100 définit également un vrillage, c’est-à-dire que l’angle entre les cordes passant par les deux extrémités des différentes sections de l’aile 100 n’est pas le même tout le long de l’aile 100, à savoir est différent entre au moins deux sections de l’aile, et en particulier est différent entre toutes les sections de l’aile 100. En l’espèce, le profil aérodynamique de l’aile 100 présente donc avantageusement un vrillage non nul. Ceci est visible sur la Figure 4, montrant l’angle de torsion T de l’aile 100, entre ses deux extrémités, cet angle T étant formé entre les côtés intrados 107 du premier support d’extrémité 112a et du deuxième support d’extrémité 112b. A titre d’exemple non limitatif, cet angle T est de préférence compris entre 5 et 20 degrés, de préférence entre 10 et 15 degrés, et notamment entre 11 et 13 degrés. Ainsi, ladite aile 100 est une aile rectiligne continue apte à former une vrille le long du mât. Ce ceci est rendu possible par le décalage angulaire entre le premier support d’extrémité 112a et le deuxième support d’extrémité 112b. Ceci est également rendu possible par la présence du ou des support(s)s intermédiaire(s) 114, contre le(s)quel(s) la voilure 104 s’appuie, ce qui assure une bonne continuité de la forme de l’aile 100 et donc de la surface portante 102 qui est vrillée.

[0040] Pour permettre d’avoir ce vrillage de l’aile, et de faire varier l’angle de torsion en fonction des paramètres environnants, notamment la vitesse du vent, on utilise des moyens permettant de modifier l’orientation des supports 110 autour de l’axe Μ du mât 101. A cet effet, le premier support d’extrémité 112a et le deuxième support d’extrémité 112b sont avantageusement positionnés autour du mât 101 avec une orientation angulaire prédéterminée qui peut être identique, ou de préférence qui est différente pour les deux supports d’extrémité 112a, 112b.

[0041] Cette orientation angulaire correspond à l’angle de calage C. Dans le présent texte, l’angle de calage C de chaque tronçon de l’aile 100 ou l’angle de calage C du support 112a, 112b, 114 formant l’ossature physique de l’aile 100, se définit comme l’angle formé entre la corde 105 du profil de l’aile, au niveau d’une section du tronçon considéré de l’aile ou au niveau du support 112a, 112b, 114 considéré, et le plan vertical A de référence qui passe par le secteur d’oscillation O et qui est parallèle à l’axe de rotation horizontal R (base du mât). On peut voir sur les fig. 5C et 6 un exemple de positionnement d’un tronçon de l’aile avec un angle de calage C de 90 degrés.

[0042] A titre d’exemple, l’angle de calage C du premier support d’extrémité 112a est supérieur (respectivement inférieur ou égal) à 90 degrés et inférieur à 180 degrés, tandis que l’angle de calage C du deuxième support d’extrémité 112b est inférieur ou égal (respectivement supérieur) à 90 degrés et supérieur à 0. Par exemple, l’angle de calage C du premier support d’extrémité 112a est compris entre 95 et 105 degrés et En parallèle, l’angle de calage C du deuxième support d’extrémité 112b est compris entre 80 et 90 degrés, ou inversement.

[0043] Afin de permettre de faire varier l’angle de calage C du premier support d’extrémité 112a et du deuxième support d’extrémité 112b à la valeur souhaitée, de préférence différente pour le premier support d’extrémité 112a et pour le deuxième support d’extrémité 112b, différents systèmes de contrôle et de commande 130 de la position angulaire sont

CH 714 055 A1 possibles. A titre d’exemple, on se réfère à la fig. 7, illustrant un système de contrôle et de commande 130 formant des moyens de manoeuvre en rotation et comprenant une bague 131 montée librement en rotation autour du mât 101 et reliée de façon solidaire au support 110 à commander. Cette bague 131 porte une came 132 avec un plan 133 incliné par rapport à l’axe Μ du mât 101 et tourné vers le bas. Par ailleurs, sur le mât 101 est monté un système apte à glisser le long du mât 101, parallèlement à l’axe Μ (flèche F1), par exemple un actionneur linéaire 134 tel qu’un vérin linéaire qui porte un plan incliné 135 tourné vers le haut et apte à venir en regard du plan incliné 133 de la came 132. Ainsi, les deux plans inclinés 133 sont aptes à coopérer, en particulier par glissement de l’un sur l’autre: lorsque la partie mobile de l’actionneur linéaire 134 descend ou monte (flèche F1), le plan incliné 133 de la came 132 respectivement descend ou monte, et par voie de conséquence, la bague 131 et le support 110 qui lui est rattaché tournent autour de l’axe Μ du mât 101 selon l’une des deux directions indiquées par la flèche F2.

[0044] Ces moyens de manoeuvre en rotation 130 sont avantageusement pilotés par des moyens de commande (non représentés) comprenant notamment un ordinateur et un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour le pilotage de l’organe moteur électrique (et en corolaire de l’angle de calage C) en fonction notamment de l’angle de battement (position angulaire de l’aile dans le secteur d’oscillation S par rapport à un plan vertical), lorsque ledit programme d’ordinateur est exécuté sur ledit ordinateur.

[0045] Dans une variante, le ou les supports intermédiaires 114 sont également disposés selon une orientation angulaire prédéterminée, de préférence différente pour chaque support intermédiaire 114, par exemple par commande avec un système de contrôle et de commande 130 tel que décrit précédemment. Dans une autre variante préférentielle, le ou les supports intermédiaires 114 sont montés de façon à pivoter librement autour du mât 101: dans ce cas, c’est l’action du flux de fluide, en particulier du vent qui engendre des mouvements de rotation du ou des supports intermédiaires 114 autour de l’axe Μ du mât 101. Dans la plupart des situations de fonctionnement de l’aile, on constate que l’angle de calage C du ou des support(s) intermédiaire(s) 114 présente(nt) une valeur comprise entre la valeur de l’angle de calage du premier support d’extrémité 112a et la valeur de l’angle de calage C du deuxième support d’extrémité 112b, ou bien égale à l’un de ces deux angles de calage d’extrémité.

[0046] Selon un mode de réalisation, comme on peut le voir sur les fig. 1 à 3, les supports 110 (les supports intermédiaires 114 seulement ou bien à la fois les supports intermédiaires 114 et les deux supports d’extrémités 112a, 112b) comportent une bande présentant une forme de boucle sans fin ceinturant le mât 101. On comprend que cette bande est utilisée à titre d’élément extérieur du support, pour donner la forme du profil de l’aile à l’emplacement du support correspondant. Cette bande est de préférence suffisamment rigide pour soutenir la voilure 104 qui s’appuie sur les supports 110 (114 et/ou 112a,b) mais suffisamment souple pour absorber des changements de profil des supports, les deux supports d’extrémités 112a, 112b peuvent aussi comprendre une plaque rigide dont le contour correspond au contour du support 112a et/ou 112b. Dans ce cas, cette plaque est pleine et coiffant l’extrémité libre (première extrémité 101a) du mât 101 s’agissant du premier support d’extrémité 112a et la plaque du deuxième support d’extrémité 112b est échancrée pour entourer le mât 101.

[0047] Avantageusement, des éléments allongés 116 sont disposés de façon parallèle au mât 101 à l’intérieur de la voilure 104, lesdits éléments allongés 136 s’étendant entre le premier support d’extrémité 112a et le deuxième support d’extrémité 112b et traversent librement le ou les support(s) intermédiaire(s) 114. Ces éléments allongés 116 sont par exemple constitués de tiges ou de câbles, ou de rubans fixés sur les deux supports d’extrémités 112a, 112b et reliés aux autres supports intermédiaire avec une possibilité de mouvement relatif. Ces éléments allongés 116 permettent ainsi de contribuer à la continuité physique du support de la voilure 104 entre tous les supports 110.

[0048] Différentes formes de profil d’aile possible pour le profil de l’aile 100, et donc pour tout ou partie des supports 110, sont représentés sur les fig. 8 et 9: ce sont des profils proches d’une forme d’ail appelé «plan convexe», dans laquelle le côté extrados 107 est convexe et très courbé tandis que le côté intrados 106 est assez plat. La ligne moyenne 103 forme une faible courbe. Ici, on a prévu un bord de fuite 109 en forme de pointe, à la façon d’un volet Fowler.

[0049] D’autres types de formes de profil d’aile, non représentées, sont possibles pour le profil de l’aile 100, et donc pour tout ou partie des supports 110. Par exemple, une ou plusieurs des caractéristiques suivantes sont possibles:

- un côté extrados 107 convexe.

- un côté intrados 1016 sensiblement rectiligne,

- le profil des supports 110 présente un côté extrados 107 convexe et symétrique par rapport à un axe de symétrie G orthogonal à la corde 105 et passant par l’axe Μ du mât 101, ceci s’applique notamment aux supports d’extrémité 112a, 112a

- le profil des supports 110 présente un côté extrados 107 convexe et asymétrique: ceci s’applique notamment au(x) support(s) intermédiaire(s) 114,

- un côté intrados 106 attenant au mât 101.

[0050] Une forme préférentielle de profil est représentée sur la fig. 10 pour tous ou partie des supports 110. Dans ce cas, le côté extrados 107 est convexe. Egalement, dans ce cas, le côté extrados 107 est symétrique par rapport à un axe de symétrie G orthogonal à la corde 105 et passant par l’axe Μ du mât 101. De plus, les supports 110 présentent un côté intrados 106 concave formé d’une première portion 106a s’étendant depuis le bord d’attaque 108 et une deuxième portion 106b s’étendant depuis le bord de fuite 109, ladite première portion 106a représentant au moins 60% de la longueur du

CH 714 055 A1 côté intrados 106, un changement d’orientation existant entre la première portion 106a et la deuxième portion 106b de sorte que l’angle E formé entre la corde 105a de la première portion 106a et la corde 105b de la deuxième portion 106b est supérieur à 90 degrés. Cet angle E est inférieur à 170°, de préférence supérieur à 110°, de préférence supérieur à 120°, de préférence compris entre 120 et 150°, notamment de l’ordre de 135°. On note également que la première portion 106a du côté intrados 106 est attenante au mât 101.

[0051] Sur cette fig. 10, le contour du profil est représenté: on y retrouve le côté intrados 106 (ou 106') et le côté extrados 107 qui se rejoignent sur un premier bord B1 (à gauche sur la fig. 10) et un deuxième bord B2 (à droite sur la fig. 10), formant respectivement le bord d’attaque 108 et le bord de fuite 109 ou inversement (bord d’attaque 108' et le bord de fuite 109'). Dans la représentation en trait plein de cette fig. 10, on considère le côté intrados 106, et le bord d’attaque est 108 à gauche, tandis que le bord de fuite 109 est à droite.

[0052] Sur cette fig. 10, le contour du profil du support 110 représenté est en effet modifiable entre une première position, en trait pleins, et une deuxième position, symétrique par rapport à l’axe de symétrie G précité, représentée en trait pointillés. Plus précisément, le côté extrados 107 est inchangé entre la première position et la deuxième position, tandis que le côté intrados passe de la première position selon la ligne en traits pleins 106 à la deuxième position selon la ligne en traits pointillés 106', et inversement. Ce changement de position s’opère lorsque l’aile 100 change de direction dans son mouvement d’oscillation: ainsi, les supports 110 sont agencés de façon à permettre, d’une part lors du mouvement aller de ladite oscillation (mouvement selon la flèche F3, dirigée de droite à gauche sur la fig. 10), que tous les premiers bords B1 sont disposés à l’avant de l’aile 100 et forment un bord d’attaque 108 (vis à vis du flux F de fluide) et tous les deuxièmes bords B2 sont disposés à l’arrière de l’aile 100 et forment un bord de fuite 109, et d’autre part lors du mouvement retour de ladite oscillation (mouvement selon la flèche F4, dirigée de gauche à droite sur la fig. 10), que tous les deuxièmes bords B2 sont disposés à l’avant de l’aile 100 et forment un bord d’attaque 108' (vis à vis du flux F’ de fluide) et tous les premiers bords B1 sont disposés à l’arrière de l’aile 100 et forment un bord de fuite 109'.

[0053] Ce changement de forme du côté intrados 106 est par exemple, comme représenté sur la fig. 10, commandé par des plaques 117a, 117b mobiles fixées sur la bande constituant une partie mobile du support concerné 110 et ceinturant le mât 101. La première plaque 117a est fixée sur la première portion 106a du côté intrados 106, tandis que la deuxième plaque 117b est fixée sur la deuxième portion 106b du côté intrados 106, la première plaque 117a et la deuxième plaque 117b étant à égale distance du mât 101. Dans la première position précitée, la première plaque 117a est plus éloignée du côté extrados 107 que la deuxième plaque 117b, tandis que dans la deuxième position, c’est l’inverse, à savoir que la deuxième plaque 117b’ est plus éloignée du côté extrados 107 que la première plaque 117a’.

[0054] De préférence, la forme du profil du côté intrados 106 de tous les supports 110 (supports d’extrémités 112a, 112b et support(s) intermédiaire(s) 114) est différente entre le mouvement aller de ladite oscillation et le mouvement de retour de ladite oscillation.

[0055] En outre, en option, un volet mobile 118a, 118b disposé sur le côté intrados 106, à proximité de ou sur ledit premier bord B1 (premier volet 118a) et/ou et à proximité de ou sur ledit deuxième bord B2 (deuxième volet 118b) de tous les supports 110 ou d’une partie des supports 110. De préférence, il s’agit d’un volet de type Fowler comme représenté sur la fig. 10, à savoir un volet d’intrados avec déplacement vers l’arrière: ce type de volet 118a, 118b combine un déplacement vers l’arrière pour augmenter la surface alaire avec un braquage vers le bas pour augmenter la courbure.

C’est l’action de l’air (ou de l’eau) sur l’aile 100 qui déploie puis replie ce volet 118a, 118b. Ainsi, ce volet 118a, 118b est actif (déployé) sur le bord B1 ou B2, sur lequel il est monté lorsque ce bord B1 ou B2 forme un bord de fuite 109 ou 109'. En pratique l’un des volets 118a (118b) est déployé et vient prolonger la pointe formée par le bord de fuite 109 (ou 109'), tandis que l’autre volet 118b (118a) est replié contre le côté intrados 106 (106').

[0056] En outre, en option, en outre au moins un panneau photovoltaïque 119 flexible est disposé sur ladite aile 100, de préférence sur ladite voilure 104, de préférence sur le côté extrados 107 de ladite voilure 104, de préférence sur la face externe de ladite voilure tournée vers l’extérieur de ladite aile 100, comme on peut le voir en traits mixtes sur la fig. 10. On peut aussi envisager de placer ce ou ces panneau(x) photovoltaïque(s) 119 flexible(s) le long du côté extrados 107 de la voilure, mais sur la face interne de ladite voilure tournée vers l’intérieur de ladite aile 100, ou encore à l’intérieur de la voilure 104, donc à l’intérieur de l’aile 100.

[0057] Comme représenté sur les fig. 11 à 12, le dispositif 400 comprend en outre un contrepoids 290 agencé pour effectuer un mouvement d’oscillation dans le sens inverse du mouvement d’oscillation de ladite aile 100. Ainsi, le contrepoids 290 permet de contrebalancer le bras de levier exercé par ladite aile 100 sur la base 300. Egalement, le contrepoids 290 est apte à contrebalancer le moment de la force exercée par rapport aux axes de rotation des roues de transmission 208 du système de transmission de l’unité 200 de conversion de l’énergie mécanique d’oscillation décrite plus loin pour le second mode de réalisation. A noter que dans le cas du premier mode de réalisation, la deuxième extrémité 101b du mât 101 est attachée sur l’organe de transmission déformable 206 de l’unité 200 de conversion (emplacement 206a sur les fig. 11 et 12).

[0058] On se reporte maintenant aux fig. 13 à 15, représentant un deuxième mode de réalisation d’un dispositif 1400 pour la transformation de l’énergie cinétique provenant du vent en une énergie mécanique, comprenant deux ailes rectilignes 100 et 1100 oscillantes formant chacune une surface portante 102 et 1102.

CH 714 055 A1 [0059] Dans la suite du présent texte, les signes de références des éléments du premier mode de réalisation sont repris pour les éléments identiques ou similaires du deuxième mode de réalisation et sont augmentés d’une valeur 1000 pour un second élément identique ou similaire (première aile 100 et seconde aile 1100), [0060] La première aile 100 (à gauche sur la fig. 13) et la deuxième aile 1100 (à droite sur la fig. 13) sont montées sur la base 300 surmontant le socle 302, et ce via une articulation pivotante 120, 1120 autour de l’axe de rotation R horizontal permettant l’oscillation de l’aile correspondante 100, 1100. Dans ce cas, pour une meilleure compensation des efforts, lorsque la première aile 100 effectue son mouvement aller (flèche F3 située à gauche de la première aile 100 sur la fig. 13) allant de la droite vers la gauche sur la fig. 13, la deuxième aile 1100 effectue son mouvement aller (autre flèche F3 située à droite de la deuxième aile 1100 sur la fig. 13) allant de la gauche vers la droite sur la fig. 13.

[0061] On se retrouve donc avec un dispositif 1400 comprenant une première aile 100 telle que celle décrite précédemment, et une deuxième aile rectiligne 1100 similaire, agencée le long d’un deuxième mât 1101 s’étendant entre une première extrémité libre et une deuxième extrémité. Ledit deuxième mât 1101 est monté sur la base 300 par sa deuxième extrémité via une deuxième articulation pivotante 1120, afin de permettre un mouvement d’oscillation de ladite deuxième aile 1100 par rapport à ladite base 300 selon un sens qui est à l’inverse du sens du mouvement d’oscillation de ladite première aile 100. Ainsi, la deuxième aile rectiligne 1100 est montée en opposition de phase par rapport à la première aile 100.

[0062] De plus, que ce soit dans le cas du premier mode de réalisation à une unique aile 100 ou du deuxième mode de réalisation à deux ailes 100 et 1100, le dispositif 400 ou 1400 comporte une unité 200, 1200 de conversion du mouvement d’oscillation dudit mât 101 (des deux mâts 101 et 1101) en un mouvement de rotation comprenant:

une base 300 apte à être disposée sur un ouvrage (ici un socle 302),

- une articulation pivotante 120 (1120) montée sur ladite base 300 et comprenant un arbre d’entrée 202 (1202) apte à être attaché à l’extrémité d’un mât oscillant 101 (1101) alternativement dans un sens et dans le sens contraire, ce par quoi ledit arbre d’entrée 202 (1202) est apte à tourner autour de son propre axe dans un sens et dans le sens contraire,

- un unique arbre de sortie 204 apte à tourner dans un sens unique

- un système de transmission du mouvement d’oscillation monté sur la base 300 et comprenant au moins un (notamment deux) organe de transmission déformable 206 (tel qu’une chaîne, courroie crantée....) formant une boucle fermée et des roues de transmission 208 ( du type roues dentées, pignons....) autour desquelles ledit organe de transmission 206 est disposé et est apte à avancer (les roues de transmission 208 assurent également le mise en tension de I’ organe de transmission déformable 206), et

- un système de liaison mécanique apte à relier ledit mât (cas des fig. 11 et 12) ou bien ledit arbre d’entrée 202 (1202) (cas des fig. 13 à 15) audit organe de transmission déformable 206, ce par quoi la rotation de l’arbre d’entrée 202 (1202) dans un premier sens provoque l’avancée de l’organe de transmission 206 dans un premier sens et la rotation de l’arbre d’entrée 202 (1202) dans un second sens, inverse du premier sens, provoque l’avancée de l’organe de transmission 206 dans un second sens, inverse du premier sens, ledit système de de liaison mécanique comprenant deux roues libres 212, 214 montées côte à côte avec leurs axes de rotation parallèles, le mode blocage de la première roue libre 212 étant disposé dans le sens inverse du mode blocage de la deuxième roue libre 214, lesdites roues libres 212, 214 étant reliées audit organe de transformation déformable 206, de sorte que l’avancée de l’organe de transmission déformable 203 dans ledit premier sens fait tourner la première roue libre 212, sans rotation de la deuxième roue libre 214, et que l’avancée de l’organe de transmission 206 dans ledit second sens fait tourner la deuxième roue libre 214, sans rotation de la première roue libre 212, et ledit système de de liaison mécanique étant agencé de sorte que la rotation de la première roue libre 212 et la rotation de la deuxième roue libre 214 provoquent la rotation dudit arbre de sortie 204 dans ledit sens unique, ce par quoi le mouvement de rotation dudit arbre d’entrée 202 dans un sens et dans le sens contraire provoque la rotation dudit arbre de sortie 204 dans ledit sens unique.

[0063] Ainsi, avec une telle unité de conversion 200 selon l’invention, même en cas de variation des angles des angles de débattement D et donc de l’étendue du secteur d’oscillation O entre le mouvement aller et le mouvement retour, cela n’a pas d’influence sur le bon fonctionnement: les pertes d’énergie dans l’unité de conversion 200 sont minimes et celle-ci fonctionne sans à-coup mécanique.

[0064] Dans le cas du deuxième mode de réalisation à deux ailes 100 et 1100, on peut agencer l’unité de conversion 200 de sorte que la deuxième aile 1100 forme un contrepoids (cas non représenté). Autrement dit, le contrepoids comporte un mât surmonté d’une aile rectiligne apte à former une vrille long du mât.

CH 714 055 A1 [0065] Par ailleurs, comme on peut le voir sur les fig. 11 à 12 et 13 à 15, le dispositif 400 (1400) de conversion d’énergie comporte en outre des moyens générateurs 250 adaptés à transformer, en énergie électrique, l’énergie mécanique générée au niveau de l’arbre de sortie 204 par la rotation oscillante de la surface portante 102 autour de son axe de rotation horizontal R, provoquée par l’énergie cinétique du vent. Ces moyens générateurs 250 comprennent au moins une génératrice 252 (générateur électrique), par exemple sous la forme d’un alternateur qui comprend un stator (partie fixe) et un rotor (partie tournante), destiné à être entraîné par le mouvement de rotation à sens unique de l’arbre de sortie 204. En option, comme dans les cas des fig. 11 à 12 et 13 à 15, les moyens générateurs 250 comprennent en outre un volant d’inertie 254 dont l’entrée est reliée à l’arbre de sortie 204. Préférentiellement, la sortie du volant s’inertie 254 est reliée à l’entrée de la génératrice 252. De préférence, on comprend que ledit volant d’inertie 254 est monté en aval dudit arbre de sortie 204 ou sur ledit arbre de sortie 204. Egalement, de préférence, ladite génératrice 252 est montée en aval dudit arbre de sortie 204 ou sur ledit arbre de sortie 204. Il est également possible d’ajouter un dispositif multiplicateur de vitesse (non représenté) disposé sur l’arbre de sortie 204 ou monté en aval dudit arbre de sortie 204. Un tel dispositif multiplicateur de vitesse est alors, le cas échéant, monté en amont du rotor de la génératrice 252 et/ou du rotor du volant d’inertie 254.

[0066] Un troisième mode de réalisation portant sur un dispositif 2400 pour la transformation de l’énergie cinétique provenant d’un courant aquatique en une énergie mécanique est maintenant décrit en relation avec les fig. 16 à 21. Il s’agit d’un dispositif 2400 comprenant deux paires d’ailes rectilignes 2100 et 2100' oscillantes par paire et chaque aile formant une surface portante 2102, utilisable dans l’eau, en particulier pour capter le flux d’un cours d’eau.

[0067] Dans la suite du présent texte, les signes de références des éléments du premier (ou du deuxième) mode de réalisation sont repris pour les éléments identiques ou similaires du troisième mode de réalisation et sont augmentés d’une valeur 2000 (ou 1000) pour un élément analogue.

[0068] Dans chaque paire d’aile 2100 (2100'], une première aile 2100a est formée par une aile telle que l’aile 100 décrite précédemment, et une deuxième aile 2100b est également formée par une aile telle que l’aile 100 décrite précédemment. Cette deuxième aile 2100b est ainsi allongée, agencée le long d’un deuxième mât s’étendant entre une première extrémité libre et une deuxième extrémité, ledit deuxième mât 2101b étant monté sur une base 2300 par sa deuxième extrémité via une articulation pivotante 2120 (commune avec la première aile 2100a) et un arbre d’entrée 2202. Il existe un décalage angulaire entre l’orientation du premier mât 2101 a (première aile 2100a) et du deuxième mât 2101 b (deuxième aile 2100b), afin de permettre un mouvement d’oscillation de ladite deuxième aile 2100b par rapport à ladite base, qui est analogue au mouvement d’oscillation de ladite première aile 2100a par rapport à ladite base, la première aile 2100a et la deuxième aile 2100b formant une paire d’ailes montée sur ladite base 2300 par ladite articulation pivotante 2120 ce qui revient à dire que la première aile 2100a et la deuxième aile 2100b sont solidaires entre elle et forment une paire d’ailes 2100 animée du même mouvement d’oscillation autour de l’arbre d’entrée 2202, via l’articulation oscillante 2120.

[0069] De préférence ledit décalage angulaire entre l’orientation du premier mât 2101a (première aile 2100a) et du deuxième mât 2101b (deuxième aile 2100b) est compris entre 30 et 45 degrés.

[0070] Comme on le voit sur les fig. 16 à 18, ladite paire d’ailes 2100 forme une première paire d’ailes, ledit dispositif 2400 comprenant en outre une deuxième paire d’ailes 2100' comprenant une première aile et une deuxième aile, chacune desdites première et deuxième aile de ladite deuxième paire d’ailes étant allongée et agencée le long d’un mât s’étendant entre une première extrémité libre et une deuxième extrémité montée sur ladite base via une deuxième articulation pivotante 2120', avec un décalage angulaire entre l’orientation de la première aile et de la deuxième aile et dudit deuxième mât.

[0071] Les ailes 2100a et 2100b sont de préférence conformes à la description précédente de l’aile 100.

[0072] De préférence, le dispositif 2400 est agencé de sorte que le mouvement d’oscillation de la deuxième paire d’ailes 2100' présente un décalage de phase par rapport à la première paire d’ailes 2100. Ceci signifie que dans ce cas, au même moment, le premier mât 2101a (première aile 2100a) de la première paire d’ailes 2100 n’est pas parallèle au premier mât (première aile) de la deuxième paire d’ailes 2100', mais forme un angle (par exemple entre 5 et 30° avec lui. Un tel décalage de phase permet d’améliorer l’entraînement des deux paires d’ailes 2100 et 2100'.

[0073] Comme on le voit sur les fig. 16 à 18, ladite base 2300 est formée d’un ouvrage apte à être disposé au-dessus d’une masse d’eau animée d’un mouvement générant un courant, notamment un courant de cours d’eau ou courant de marée (montante ou descendante). Sur les fig. 17 à 21, cette base 2300 forme un ouvrage au-dessus d’un cours d’eau, telle qu’un pont. A titre d’exemple, cette base 2300 est un pont, une passerelle, ou une plateforme.

[0074] Dans ce troisième mode de réalisation, le dispositif 2400 comporte également une unité 2200 de conversion du mouvement d’oscillation des deux mâts 2101a et 2101b (de l’arbre d’entrée 2202) en un mouvement de rotation selon l’invention, qui est analogue à la définition donnée plus haut en relation avec les unités 200, 1200 de conversion du mouvement d’oscillation dudit mât 101 (des deux mâts 101 et 1101) en un mouvement de rotation (arbre de sortie 204).

[0075] Dans le cas du troisième mode de réalisation, cependant, on doit prendre en compte le fait que les ailes sont soumises à un flux d’eau ou courant aquatique. En conséquence, par rapport à un flux hydrolien comme le vent, la résistance dans un courant aquatique est plus grande ainsi que l’abrasion due aux particules dans l’eau. Il en résulte de préférence au recours à des angles de calage moins grand, et des matériaux moins souples/plus rigide et offrant une grande résistance à l’abrasion (par exemple une voilure en ou comprenant de la résine de polyuréthane bi-composante ou EPDM).

CH 714 055 A1

Numéros de référence employés sur les figures

[0076] 100	Aile
101	Mât
101a	Première extrémité libre du mât
101b	Deuxième extrémité du mât
102	Surface portante
103	Ligne moyenne du profil de l’aile
104	Voilure
105	Corde du profil de l’aile
105a	Première portion de la corde
105b	Deuxième portion de la corde
106	Côté intrados
106a	Première portion du côté intrados (première position)
106a’	Première portion du côté intrados (deuxième position)
106b	Deuxième portion du côté intrados (première position)
106b’	Deuxième portion du côté intrados (deuxième position)
107	Côté extrados
108	Bord d’attaque (première position, premier bord B1)
108'	Bord d’attaque (deuxième position, deuxième bord B2)
109	Bord de fuite (première position, deuxième bord B2)
109'	Bord de fuite (deuxième position premier bord B1)
110	Supports
112	Supports d’extrémité
112a	Premier support d’extrémité
112b	Deuxième support d’extrémité
114	Support(s) intermédiaire(s)
116	Éléments allongés
117a	Première plaque
117b	Deuxième plaque
118a	Premier volet (premier bord B1)
118b	Deuxième volet (deuxième bord B2)
119	Panneau photovoltaïque
120	Articulation pivotante (Liaison pivot)
130	Système de contrôle et de commande de l’orientation angulaire
131	Bague

CH 714 055 A1

132 Came

133 Plan incliné de la came

134 Actionneur linéaire

135 Plan incliné de l’actionneur linéaire

200 Unité de conversion

202 Arbre d’entrée

204 Arbre de sortie

206 Organe de transmission déformable

206a Emplacement pour l’attache du mât

208 Roue(s) de transmission

212 Première roue libre

214 Deuxième roue libre

250 Moyens générateurs

290 Contrepoids

300 Base

302 Socle

400 Dispositif pour la transformation de l’énergie

Μ Axe longitudinal du mât

T Angle de torsion de l’aile (vrillage)

V Axe vertical

D Angle de débattement

Secteur d’oscillation

F Direction du flux de fluide (direction du vent)

R Axe de rotation pour l’oscillation de l’aile

P Liaison pivot entre la base et le socle

P’ Flèche du mouvement de pivotement de la base

B Plan correspondant à la position de battement

C Angle de calage

A Plan vertical pour la mesure de l’angle de calage

E angle formé par la double orientation du côté intrados

F1 Flèche (mouvement translation actionneur linéaire)

F2 Flèche (mouvement de rotation de la came)

F3 Flèche (mouvement aller de l’aile)

F4 Flèche (mouvement retour de l’aile)

G Axe de symétrie

B1 Premier bord du profil de l’aile

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B2 Deuxième bord du profil de l’aile

H Direction horizontale

Claims (37)

1. Revendications

   1. Unité de conversion (200) d’un mouvement d’oscillation d’au moins un mât (101) autour d’une articulation pivotante (120) en un mouvement de rotation, comprenant:

   - une base (300) apte à être disposée sur un ouvrage,

   - une articulation pivotante (120) montée sur ladite base (300) et comprenant un arbre d’entrée (202) apte à être attaché à l’extrémité d’un mât (101) oscillant alternativement dans un sens et dans le sens contraire, ce par quoi ledit arbre d’entrée (202)est apte à tourner autour de son propre axe dans un sens et dans le sens contraire,

   - un arbre de sortie (204) apte à tourner dans un sens unique

   - un système de transmission du mouvement d’oscillation monté sur la base (300) et comprenant un organe de transmission (206) déformable formant une boucle fermée et des roues de transmission autour desquelles ledit organe de transmission (206) est disposé et est apte à avancer, et

   - un système de liaison mécanique apte à relier ledit mât (101) ou bien ledit arbre d’entrée (202) audit organe déformable de transmission (206), ce par quoi la rotation de l’arbre d’entrée (202) dans un premier sens provoque l’avancée de l’organe de transmission dans un premier sens et la rotation de l’arbre d’entrée (202) dans un second sens, inverse du premier sens, provoque l’avancée de l’organe de transmission dans un second sens, inverse du premier sens, ledit système de de liaison mécanique comprenant deux roues libres (212, 214) montées côte à côte avec leurs axes de rotation parallèles, le mode blocage de la première roue libre (212) étant disposé dans le sens inverse du mode blocage de la deuxième roue libre (214), lesdits roues libres (212, 214) étant reliées audit organe de transformation (206) déformable, de sorte que l’avancée de l’organe de transmission (206) dans ledit premier sens fait tourner la première roue libre (212), sans rotation de la deuxième roue libre (214), et que l’avancée de l’organe de transmission (206) dans ledit second sens fait tourner la deuxième roue libre (214), sans rotation de la première roue libre (212), et ledit système de de liaison mécanique étant agencé de sorte que la rotation de la première roue libre (212) et la rotation de la deuxième roue libre (214) provoquent la rotation dudit arbre de sortie (204) dans ledit sens unique, ce par quoi le mouvement de rotation dudit arbre d’entrée (202) dans un sens et dans le sens contraire provoque la rotation dudit arbre de sortie (204) dans ledit sens unique.
2. 2. Unité de conversion selon la revendication 1, dans lequel ledit mât (101) est surmonté d’une aile rectiligne (100) continue apte à former une vrille le long du mât (101).
3. 3. Unité de conversion (200) selon l’une des revendications 1 et 2, comprenant en outre un contrepoids (290) agencé par rapport audit système de liaison mécanique pour effectuer un mouvement d’oscillation dans le sens inverse du mouvement d’oscillation dudit mât (101), et qui est apte à contrebalancer le moment de la force exercée par rapport aux axes de rotation des roues de transmission dudit système de transmission.
4. 4. Unité de conversion (200) selon la revendication précédente, dans lequel ledit contrepoids comporte un mât (101) surmonté d’une aile (100) rectiligne apte à former une vrille long du mât (101).
5. 5. Unité de conversion (200) selon l’une des revendications 1 à 4, comprenant en outre un volant d’inertie (254) monté en aval dudit arbre de sortie (204) ou sur ledit arbre de sortie (204).
6. 6. Unité de conversion (200) selon l’une des revendications 1 à 5, comprenant en outre une génératrice (252) montée en aval dudit arbre de sortie (204) ou sur ledit arbre de sortie (204).
7. 7. Unité de conversion (200) selon l’une des revendications 1 à 6, comprenant en outre un dispositif multiplicateur de vitesse disposé sur l’arbre de sortie (204) ou monté en aval dudit arbre de sortie (204).
8. 8. Dispositif pour la transformation de l’énergie cinétique provenant du vent ou d’un courant aquatique en une énergie mécanique, comprenant une aile (100) rectiligne, agencée le long d’un mât (101) s’étendant entre une première extrémité libre (101a) et une deuxième extrémité, ledit mât (101b) étant monté sur une base (300) par sa deuxième extrémité (101b) via une articulation pivotante (120), afin de permettre un mouvement d’oscillation de ladite aile par rapport à ladite base (300), et une unité de conversion (200) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7.
9. 9. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel ladite aile (100, 1100, 2100) comporte une voilure (104) s’étendant de manière continue autour et le long du mât (101) depuis la première extrémité du mât (101), et des supports (112, 114) disposés à intervalle le long du mât (101) et aptes à être recouverts de ladite voilure (104) dont la forme est apte à suivre le contour desdits supports (112, 114), lesdits supports (112, 114) présentant un premier support d’extrémité (112a) monté à proximité de la première extrémité du mât (101a), un deuxième support d’extrémité (112b) monté sur un tronçon du mât (101) comportant la deuxième extrémité du mât (101 b), et au moins un support intermédiaire (114) monté entre la première et la deuxième extrémité du mât (101), dans lequel la position angulaire de chaque support (112, 114) sur le mât (101) est modifiable.

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10. 10. Dispositif (400; 1400; 2400) selon la revendication 9, dans lequel tous les supports (112, 114) présentent un profil d’aile avec une forme allongée entre un premier bord (B1) et un deuxième bord (B2), délimitant un côté intrados (106) et un côté extrados (107).
11. 11. Dispositif (400; 1400; 2400) selon la revendication 10, dans lequel tous les supports (112, 114) sont agencés de façon à permettre, d’une part lors du mouvement aller de ladite oscillation, que tous les premiers bords (B1) sont disposés à l’avant de l’aile (100,1100, 2100) et forment un bord d’attaque (108) et tous les deuxièmes bords (B2) sont disposés à l’arrière de l’aile (100, 1100, 2100) et forment un bord de fuite (109), et d’autre part lors du mouvement retour de ladite oscillation, que tous les deuxièmes bords (B2) sont disposés à l’avant de l’aile (100, 1100, 2100) et forment un bord d’attaque (108) et tous les premiers bords (B1) sont disposés à l’arrière de l’aile (100, 1100, 2100) et forment un bord de fuite (109).
12. 12. Dispositif (400; 1400; 2400) selon l’une quelconque des revendications 9 à 11, dans lequel ledit support intermédiaire (114) est apte à pivoter librement autour du mât (101).
13. 13. Dispositif (400; 1400; 2400) selon la revendication précédente, dans lequel ledit premier support d’extrémité et ledit deuxième support d’extrémité sont positionnés autour du mât (101) avec une orientation angulaire prédéterminée.
14. 14. Dispositif (400; 1400; 2400) selon la revendication précédente, dans lequel ledit premier support d’extrémité et ledit deuxième support d’extrémité sont positionnés autour du mât (101) avec une orientation angulaire prédéterminée différente lors du mouvement aller et lors du mouvement de retour de l’oscillation.
15. 15. Dispositif (400; 1400; 2400) selon l’une quelconque des revendications 9 à 14, dans lequel l’axe de pivotement de ladite articulation pivotante (120) est orthogonal à la direction du mât (101).
16. 16. Dispositif (400; 1400; 2400) selon l’une quelconque des revendications 9 à 15, dans lequel tous les supports (112, 114) s’étendent dans un plan sensiblement orthogonal au mât (101),
17. 17. Dispositif (400; 1400; 2400) selon l’une quelconque des revendications 10 à 16, dans lequel tous les supports (112, 114) présentent un côté extrados (107) convexe.
18. 18. Dispositif (400; 1400; 2400) selon l’une quelconque des revendications 10 à 17, dans lequel tous les supports (112, 114) présentent un côté intrados (106) concave comprenant une première portion (106a) s’étendant depuis le bord d’attaque (108) et une deuxième portion (106b) s’étendant depuis le bord de fuite (109), ladite première portion (106a) représentant au moins 60% de la longueur du côté intrados (106), un changement d’orientation existant entre la première portion (106a) et la deuxième portion de sorte que l’angle formé entre la corde de la première portion (106a) et la corde de la deuxième portion (106b) est supérieur à 90°.
19. 19. Dispositif (400; 1400; 2400) selon l’une quelconque des revendications 10 à 17, dans lequel tous les supports (112,114) présentent un côté intrados (106) attenant au mât (101).
20. 20. Dispositif (400; 1400; 2400) selon l’une quelconque des revendications 10 à 18, dans lequel tous les supports (112, 114) présentent un côté intrados (106) sensiblement rectiligne.
21. 21. Dispositif (400; 1400; 2400) selon l’une quelconque des revendications 10 à 20, dans lequel le profil des supports d’extrémité (112) présente un côté extrados (107) convexe et symétrique par rapport à un axe de symétrie orthogonal à la corde et passant par le mât (101).
22. 22. Dispositif (400; 1400; 2400) selon l’une quelconque des revendications 10 à 21, dans lequel le profil du support intermédiaire (114) présente un côté extrados (107) convexe et asymétrique.
23. 23. Dispositif (400; 1400; 2400) selon l’une des revendications 9 à 22, dans lequel ledit premier support d’extrémité et ledit deuxième support d’extrémité sont positionnés autour du mât (101) avec une orientation angulaire différente.
24. 24. Dispositif (400; 1400; 2400) selon l’une des revendications 9 à 23, dans lequel tous les supports (112, 114) sont constitués d’une bande présentent une forme de boucle sans fin ceinturant le mat (101).
25. 25. Dispositif (400; 1400; 2400) selon l’une des revendications 9 à 25, comprenant en outre un système de mise en tension de la voilure (104) apte à tendre la surface de la voilure (104), ce par quoi l’aile (100, 1100, 2100) forme une structure tendue.
26. 26. Dispositif (400; 1400; 2400) selon l’une des revendications 9 à 26, dans lequel au moins ledit premier support d’extrémité (112a) et ledit deuxième support d’extrémité (112b) sont équipés d’un système d’extension permettant d’augmenter la longueur dudit premier support d’extrémité (112a) et dudit deuxième support d’extrémité (112b).
27. 27. Dispositif (400; 1400; 2400) selon l’une des revendications 9 à 26 comprenant des éléments allongés (116) disposés de façon parallèle au mât (101) à l’intérieur de la voilure (104), lesdits éléments allongés (116) s’étendant entre le premier support d’extrémité (112a) et le deuxième support d’extrémité (112b) et traversant librement ledit support intermédiaire (114).
28. 28. Dispositif (400; 1400; 2400) selon l’une des revendications 9 à 27, comprenant en outre un volet mobile disposé sur le côté intrados (106), à proximité de ou sur ledit premier bord (B1) et à proximité de ou sur ledit deuxième bord (B2) de tous les supports (112, 114).

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29. 29. Dispositif (400; 1400; 2400) selon l’une des revendications 9 à 28, comprenant au moins deux supports intermédiaires (114).
30. 30. Dispositif (400; 1400) selon l’une des revendications 9 à 29, comprenant en outre un contrepoids agencé pour effectuer un mouvement d’oscillation dans le sens inverse du mouvement d’oscillation de ladite aile (100, 1100).
31. 31. Dispositif (400; 1400) selon l’une des revendications 9 à 30, comprenant en outre au moins un panneau photovoltaïque (119) flexible disposé sur ladite aile (100, 1100).
32. 32. Dispositif (1400; 2400) l’une des revendications 9 à 30, dans lequel ladite aile forme une première aile (100) et ledit dispositif (1400; 2400) comprenant en outre une deuxième aile (1100) rectiligne, agencée le long d’un deuxième mât (1101) s’étendant entre une première extrémité libre et une deuxième extrémité, ledit deuxième mât (1101) étant monté sur ladite base (300) par sa deuxième extrémité via une deuxième articulation pivotante (1120), afin de permettre un mouvement d’oscillation de ladite deuxième aile (1100) par rapport à ladite base, selon un sens qui est à l’inverse du sens du mouvement d’oscillation de ladite première aile (100).
33. 33. Dispositif (400; 1400) selon l’une des revendications 9 à 30, comprenant en outre un socle (301) apte à être solidarisé avec une surface de réception, notamment une surface de réception formée dans un sol, ladite base (300) étant assemblée audit socle (301) par des moyens de liaison pivot définissant un axe de rotation vertical pour ladite base (300).
34. 34. Dispositif (2400) selon l’une des revendications 9 à 30, dans lequel ladite aile forme une première aile (100) et le dispositif (2400) comprend en outre une deuxième aile (1100) allongée, agencée le long d’un deuxième mât (1101) s’étendant entre une première extrémité libre et une deuxième extrémité, ledit deuxième mât (1101) étant monté sur ladite base (300) parsa deuxième extrémité (1101b) via ladite articulation pivotante (120), avec un décalage angulaire entre l’orientation dudit premier mât (101) et dudit deuxième mât (1101), afin de permettre un mouvement d’oscillation de ladite deuxième aile (1100) par rapport à ladite base (300), qui est analogue selon au mouvement d’oscillation de ladite première aile (100) par rapport à ladite base, la première aile (100) et la deuxième aile (1100) formant une paire d’ailes montée sur ladite base (300) par ladite articulation pivotante (120).
35. 35. Dispositif (2400) selon la revendication précédente, dans lequel ledit décalage angulaire est compris entre 30 et 45 degrés.
36. 36. Dispositif (2400) selon la revendication 33 ou 34, dans lequel ladite paire d’ailes forme une première paire d’ailes (2100), ledit dispositif (2400) comprenant en outre une deuxième paire d’ailes (2100') comprenant une première aile et une deuxième aile, chacune desdites première et deuxième aile de ladite deuxième paire d’ailes étant allongée et agencée le long d’un mât (101) s’étendant entre une première extrémité libre et une deuxième extrémité montée sur ladite base (300) via une deuxième articulation pivotante (2120'), avec un décalage angulaire entre l’orientation de la première aile et de la deuxième aile et dudit deuxième mât (1101), ledit dispositif (2400) étant agencé de sorte que le mouvement d’oscillation de la deuxième paire d’ailes présente un décalage de phase par rapport à la première paire d’ailes.
37. 37. Dispositif (2400) selon la revendication 34 ou 35, dans lequel ladite base (300) est formée d’un ouvrage (2300) apte à être disposé au-dessus d’une masse d’eau animée d’un mouvement générant un courant.

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