FR2962171A1

FR2962171A1 - Dispositif de recuperation d'energie eolienne et batiment comportant un tel dispositif

Info

Publication number: FR2962171A1
Application number: FR1055335A
Authority: FR
Inventors: Denis Roudot; Yannick Herve
Original assignee: HELIO OIKOS
Current assignee: HELIO OIKOS
Priority date: 2010-07-01
Filing date: 2010-07-01
Publication date: 2012-01-06
Anticipated expiration: 2030-07-01
Also published as: EP2588748A1; FR2962171B1; US20130139454A1; WO2012001317A1

Abstract

La présente invention a pour objet un dispositif de récupération d'énergie éolienne pour maisons, immeubles ou bâtiments analogues, définissant au moins une façade proéminente par rapport au sol, ce dispositif comprenant, d'une part, au moins un rotor éolien monté à rotation dans un canal exposé aux vents et pouvant être traversé par un flux d'air impactant les pales dudit rotor et, d'autre part, au moins une génératrice pouvant être reliée en entraînement avec ledit rotor. Dispositif (1) caractérisé en ce que le canal (4) est configuré pour former une structure à effet Venturi pour capter, guider et accélérer le vent, s'étend à travers le bâtiment (2) de part en part et est au moins partiellement, préférentiellement totalement, intégré dans une section ou un étage intermédiaire du bâtiment (2) ou du toit (2') de ce dernier, de telle manière que la façade (6) concernée constitue un obstacle au passage du vent autour de l'ouverture d'entrée (7), et éventuellement de l'ouverture de sortie (7'), dudit canal (4) traversant, le rotor (3) étant installé dans le segment (8) du canal (4) présentant la section de passage la plus faible.

Description

DESCRIPTION

La présente invention concerne le domaine des énergies renouvelables, plus particulièrement les dispositifs et systèmes aptes à récupérer l'énergie du vent, et a pour objet un dispositif de récupération d'énergie éolienne pour maisons, immeubles ou bâtiments analogues, ainsi qu'un bâtiment intégrant un tel dispositif Dans le cadre de l'exploitation des énergies renouvelables, associée à la construction de bâtiments à basse consommation, voire passifs ou positifs, et stimulée par le rachat de l'énergie électrique produite et non consommée, de nombreuses réalisations de dispositifs éoliens ont déjà été proposées. En relation avec les constructions de maisons ou d'immeubles d'habitation ou à usage professionnel, un fort développement des dispositifs éoliens de petite taille, également désignés par "Mini éolien", "éolien urbain", "petit éolien" ou "micro-éolien", a connu une forte croissance dans un passé récent. Ces petits dispositifs éoliens peuvent être classés, en fonction de leur implantation, en deux catégories, à savoir, les dispositifs éoliens montés sur des structures spécifiques et dédiés (généralement des mâts) et ceux installés au niveau des bâtiments.

Cette dernière catégorie comprend essentiellement des constructions extérieures saillantes et apparentes, avec généralement des structures support rapportées sur le dessus ou un côté du bâtiment et sollicitant ce dernier, en termes de contraintes mécaniques et de vibrations. Plus récemment, il a été proposé d'intégrer, au moins partiellement, des dispositifs éoliens dans des bâtiments. Ainsi, dans le document KR-A-2009 0115469, il a été proposé d'installer une pluralité de rotors éoliens dans les parties supérieures d'immeubles à plusieurs étages. Toutefois, le système résultant est à la fois complexe, encombrant, d'une maintenance fastidieuse compte tenu du nombre important d'organes tournants indépendants et d'un rapport coûts de revient/rendement énergétique élevé. En outre, aucune possibilité de régulation ou de recouvrement en cas de non utilisation n'est prévue. -2- Il a également été proposé, par exemple par les documents FRA-2 939 172 et DE-A-20 2006 015 410, des modules éoliens comprenant un rotor à ailettes ou à pales mobiles, monté dans un carter définissant au moins partiellement un canal concentrateur de flux d'air, éventuellement à effet Venturi, ces modules pouvant éventuellement être montés au sommet d'un toit. Néanmoins, l'effet de concentration obtenu dans ces modules est minime et ne permet pas d'augmenter de manière sensible le rendement du dispositif éolien.

En outre, l'installation de ces modules est protubérante et aboutit à une modification de l'apparence extérieure du bâtiment et sollicite la structure de ce dernier. La présente invention a essentiellement pour but de surmonter au moins les principaux, préférentiellement tous, les inconvénients 15 mentionnés ci-dessus. A cet effet, elle a pour objet un dispositif de récupération d'énergie éolienne pour maisons, immeubles ou bâtiments analogues, définissant au moins une façade proéminente par rapport au sol, ce dispositif comprenant, d'une part, au moins un rotor éolien monté à rotation 20 dans un canal exposé aux vents et pouvant être traversé par un flux d'air impactant les pales dudit rotor et, d'autre part, au moins une génératrice pouvant être reliée en entraînement avec ledit rotor, dispositif caractérisé en ce que le canal est configuré pour former une structure à effet Venturi pour capter, guider et accélérer le vent, 25 s'étend à travers le bâtiment de part en part et est au moins partiellement, préférentiellement totalement, intégré dans une section ou un étage intermédiaire du bâtiment ou du toit de ce dernier, de telle manière que la façade concernée constitue un obstacle au passage du vent autour de l'ouverture d'entrée, et éventuellement de l'ouverture de sortie, dudit canal 30 traversant, le rotor étant installé dans le segment du canal présentant la section de passage la plus faible. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins 35 schématiques annexés, dans lesquels : les figures lA et 1B sont des vues en perspective et en élévation frontale d'un bâtiment à toit pentu intégrant un dispositif selon un -3- premier mode de réalisation, le rotor éolien étant composé de plusieurs segments accouplés ; la figure 2 est une représentation schématique en élévation latérale et par transparence du bâtiment de la figure 1 indiquant dans les différentes vélocités des flux d'air circulant autour et à travers le canal formé dans le toit du bâtiment ; la figure 3A est une vue partielle en coupe et à une échelle différente de la partie supérieure du bâtiment représenté figure 2, intégrant un dispositif de récupération d'énergie éolienne selon une première variante de réalisation de l'invention ; la figure 3B est une vue en perspective d'une section d'un rotor (à conformation hélicoïdale) faisant partie du dispositif des figures 1, 2 et 3A ; la figure 4 est une vue similaire à la figure 3, illustrant une deuxième variante de réalisation du dispositif de récupération d'énergie éolienne la figure 5 est une vue similaire à la figure 3, illustrant une troisième variante de réalisation du dispositif de récupération d'énergie éolienne la figure 6 est une vue similaire à la figure 3, illustrant une quatrième variante de réalisation du dispositif de récupération d'énergie éolienne la figure 7 est une vue similaire à la figure 3, illustrant une cinquième variante de réalisation du dispositif de récupération d'énergie 25 éolienne la figure 8 est une vue schématique en coupe d'un immeuble à plusieurs étages intégrant un dispositif de récupération d'énergie éolienne selon un autre mode de réalisation de l'invention ; la figure 9 est une vue schématique en coupe d'un couple 30 d'immeubles à plusieurs étages intégrant un dispositif de récupération d'énergie éolienne selon un autre mode de réalisation de l'invention ; la figure 10 est une vue schématique de dessus d'un couple d'immeubles à plusieurs étages intégrant deux dispositifs de récupération d'énergie éolienne du type représenté sur la figure 9, et, 35 la figure 11 est une vue simplifiée et en perspective d'un bâtiment en forme de chevron intégrant deux dispositifs de récupération d'énergie éolienne selon l'invention. -4- Les figures des dessins annexés montrent, sous la forme de plusieurs modes de réalisation possibles, un dispositif 1 de récupération d'énergie éolienne pour maisons, immeubles ou bâtiments 2 analogues, ces bâtiments 2 définissant chacun au moins une façade 6 proéminente par rapport au sol. Ce dispositif 1 comprend, d'une part, au moins un rotor éolien 3 monté à rotation dans un canal 4 exposé aux vents et pouvant être traversé par un flux d'air impactant les pales dudit rotor 3 et, d'autre part, au moins une génératrice 5 pouvant être reliée en entraînement avec ledit rotor 3.

Ce dispositif 1 est caractérisé en ce que le canal 4 est configuré pour former une structure à effet Venturi pour capter, guider et accélérer le vent, s'étend à travers le bâtiment 2 de part en part et est au moins partiellement, préférentiellement totalement, intégré dans une section ou un étage intermédiaire 2" du bâtiment 2 ou du toit 2' de ce dernier, de telle manière que la façade 6 concernée constitue un obstacle au passage du vent autour de l'ouverture d'entrée 7, et éventuellement de l'ouverture de sortie 7', dudit canal 4 traversant, le rotor 3 étant installé dans le segment 8 du canal 4 présentant la section de passage la plus faible. La prévision d'un canal 4 formant une structure à effet Venturi permet de concentrer et d'accélérer le flux d'air capté au niveau de l'ouverture d'entrée 7 et son extension à travers la totalité du bâtiment 2 permet d'aboutir à une longueur de canal maximale sans générer de structure saillante au niveau des faces ou façades 6 du toit 2' ou du corps du bâtiment 2.

En outre, une telle intégration du dispositif 1 dans une section intermédiaire 2" du bâtiment 2 permet de fournir un obstacle à grande surface apparente sur les différents côtés de l'ouverture d'entrée 7, le canal 4 du dispositif 1 constituant ainsi une fuite privilégiée pour le vent impactant la façade 6 associée à ladite ouverture d'entrée 7.

De plus, l'intégration du dispositif 1 dans la structure du bâtiment 2 autorise également une meilleure répartition des contraintes. Le bâtiment 2 peut être de différents types, à savoir à un ou plusieurs étage(s), à toit pentu ou à toit plat, et le dispositif 1 peut s'étendre sur une partie seulement de la longueur ou de la largeur du bâtiment 2 ou du toit de ce dernier, ou en variante sur sensiblement la totalité de cette longueur ou largeur. -5- De manière avantageuse, au moins l'ouverture d'entrée 7 du canal 4, et préférentiellement également l'ouverture de sortie 7' est de niveau avec ou affleurante sur la façade ou face correspondante 6 du bâtiment 2 ou du toit 2' du bâtiment, ledit canal 4 étant situé dans un étage 2" du bâtiment 2 à distance du sol, préférentiellement proche de son sommet, ou dans une section 2" du toit 2' pentu proche de la base de ce dernier. Dans le cas d'une localisation géographique du bâtiment 2 associée à des vents fortement dominants, soufflant dans une direction privilégiée, l'orientation dudit bâtiment et l'implantation et la configuration du dispositif 1 peuvent être optimisées pour exploiter et récupérer l'énergie desdits vents dominants. Néanmoins, de manière générale, et comme le montrent les figures 3A à 9 des dessins annexés, le canal 4 présente une constitution sensiblement symétrique par rapport au plan vertical contenant l'axe de rotation 3' du rotor éolien 3, ce dernier étant monté dans un segment médian 8 dudit canal 4 à égale distance environ des ouvertures d'entrée et de sortie 7 et 7' et présentant un fonctionnement réversible. Avec une telle constitution symétrique du dispositif 1, on comprend que les ouvertures 7 et 7' peuvent constituer, à tour de rôle, l'ouverture d'entrée ou l'ouverture de sortie, ce en fonction de la direction du vent dominant. Dans ce dernier cas également, on tiendra compte de la rose des vents lors de la construction du bâtiment 2 intégrant le dispositif 1.

De manière préférée, et comme le montrent les figures des dessins annexés, les ouvertures d'entrée et de sortie 7, 7' du canal 4 s'étendent sensiblement sur toute la longueur du bâtiment 2 ou du toit 2', ledit canal 4 s'étendant sur toute la profondeur ou largeur dudit bâtiment 2 ou de la section dudit toit 2'.

Le canal 4 fournit ainsi une fuite privilégiée dans un obstacle au passage du vent, en exploitant au maximum les dimensions dudit obstacle. Le rotor éolien 3 utilisé pourra être de différents types et, le cas échéant, adapté et conformé pour exploiter de manière optimale les 35 conditions éoliennes locales. Ainsi, des rotors du type Savonius, Darrieus, Lenz, Filipini ou encore à lames hélicoïdales (Figures 1A, 1B et 3B) peuvent être mis en -6- oeuvre. La détermination des caractéristiques du rotor peut découler des connaissances générales de l'homme du métier, par exemple de l'ouvrage "Aérodynamique expérimentale" de Pierre Rebuffet (librairie polytechnique Ch. Béranger, 1962).

Préférentiellement, la porosité apparente du rotor 3 dans le segment de canal médian 8 est comprise entre 45 % et 65 %, préférentiellement entre 55 % et 60 %, ledit rotor 3 comportant un axe de rotation 3' horizontal et présentant une surface exposée à l'impact du vent plus importante au-dessus dudit axe de rotation 3'.

Comme le montrent les figures 3 à 7 notamment, le canal 4 est essentiellement défini par deux parois espacées, s'étendant au moins à travers le bâtiment 2 ou sur le toit 2' de ce dernier et formant par coopération la structure Venturi et la paroi 9' définissant la portion de face inférieure du canal 4 s'étendant de l'ouverture d'entrée 7, ou de l'ouverture de sortie 7', jusqu'au segment intermédiaire 8 logeant le rotor 3, présente une inclinaison comprise entre 95 ° et 105 °, préférentiellement d'environ 100 °, par rapport au plan de la façade 6 correspondante du bâtiment 2. Selon une autre caractéristique de l'invention, trouvant en particulier application lorsque le dispositif 1 est intégré dans un toit 2' pentu, le bord supérieur 10 de l'ouverture d'entrée 7, et le cas échéant de l'ouverture de sortie 7', peut être prolongé vers l'extérieur par une structure 11 déflectrice et/ou collectrice, par exemple sous la forme d'une plaque cintrée ou d'une aile profilée analogue, ladite structure 11 étant montée de manière repliable ou escamotable, par exemple par rétraction dans un logement adapté du bâtiment 2 ou du toit 2' ou par repliement dans le canal 4, et fournissant, dans sa position déployée, une portion de paroi prolongeant continûment la paroi supérieure 9 du canal 4 (voir notamment figures 4 à 7). Afin de préserver le dispositif 1 en cas de très fort coup de vent ou en cas d'intempéries violentes (grêle, neige, etc.), ou encore pour masquer les entrées 7 et 7' en cas de non exploitation du dispositif 1, il peut être prévu qu'au moins l'ouverture d'entrée 7, préférentiellement les deux ouvertures 7 et 7', du canal 4 est(sont) équipée(s) d'un moyen d'obturation 12, à un ou plusieurs élément(s) mobile(s) 13 pouvant être déplacé(s) de manière commandée, et éventuellement progressivement, entre une position de fermeture dans laquelle l'ouverture 7, 7' correspondante est obturée et une position d'ouverture maximale dans laquelle le flux d'air entrant ou -7- sortant au niveau de ladite ouverture 7, 7' est perturbé de manière minimale, voire facilité ou augmenté. En accord avec une première variante de réalisation, le ou chaque moyen d'obturation 12 consiste en au moins un élément de capot 13 pivotant et/ou coulissant, par action mutuelle ou sous l'effet d'un actionneur, et monté avec faculté d'escamotage dans le bâtiment 2, le toit 2' de ce dernier ou le canal 4. Chaque moyen d'obturation 12 peut ainsi consister en un capot pivotant unique (figure 4 et figure 7), en deux capots pivotants complémentaires (figure 5), en un capot en lamelles segmentées repliables en accordéon (figure 6) ou encore un panneau coulissant, éventuellement en plusieurs parties, destiné à se replier dans la partie supérieure du toit 15. Comme le montrent les figures 5 et 7, le capot 13 ou l'élément supérieur du capot 13 peut remplir simultanément, à l'état déployé vers l'extérieur, une fonction de structure déflectrice, voire une fonction de double peau à l'état replié intérieur. En accord avec une seconde variante de réalisation, ressortant de la figure 3A des dessins annexés, le ou chaque moyen d'obturation 12 peut être constitué de plusieurs éléments en plaques 13 formant ventelles, lesquelles sont montées avec faculté de pivotement sur une structure support 13' installée au niveau de l'ouverture 7, 7' du canal 4 concernée et se chevauchant au moins partiellement en position de fermeture en constituant une surface apparente continue et préférentiellement étanche à l'eau de pluie, le cas échéant d'apparence similaire à la façade 6 environnante du bâtiment 2 ou du toit 2'. En vue de favoriser la pénétration des masses d'air dans le canal 4, le dispositif 1 peut en outre comprendre au moins un canal secondaire 14 de circulation d'air, logé ou ménagé dans la partie du bâtiment 2 ou du toit 2' située au-dessus 15 et/ou en dessous du canal 4 recevant le rotor 3', ce canal secondaire 14 présentant en coupe transversale une configuration en I, en V ou en Y, et débouchant, d'une part, au niveau d'une zone extérieure au bâtiment soumise à un état dépressionnaire et, d'autre part, sensiblement au droit du rotor 3 dans le canal 4, avec une disposition et une largeur d'ouverture telle que le flux d'air auxiliaire aspiré à travers ce canal secondaire 14 lèche ou impacte préalablement ledit rotor 3 (Fig. 4 à 7). En particulier dans le cadre d'une réalisation de l'invention telle que ressortant des figures 1 à 3, le canal secondaire 14 est -8- préférentiellement logé ou ménagé dans une partie 15 du bâtiment 2 ou du toit 2' situé au-dessus du canal 4 et présente une configuration en V ou en Y, symétrique par rapport à l'axe 3' du rotor 3 et dont deux branches supérieures 14', 14" ou les deux branches constitutives 14', 14" débouchent chacune respectivement, d'une part, sur une des deux faces ou façades 6 opposées du bâtiment 2 ou du toit 2', et, d'autre part, dans le segment médian 8 du canal 4 logeant le rotor 3, directement ou par l'intermédiaire d'une troisième branche inférieure 14'. Ainsi, compte tenu des différences de pression existant entre les deux faces 6 du toit 2' ou du bâtiment 2, il est possible de créer une situation dépressionnaire au niveau du segment médian 8 générant un phénomène d'aspiration additionnel des masses d'air par l'ouverture d'entrée 7, dont le flux vient lécher le rotor 3 avant son aspiration par le canal secondaire 14.

Le dispositif 1 peut présenter une structure d'un seul tenant au niveau des parois constitutives du canal 4 et du rotor 3, intégrée dans la structure du bâtiment 2 ou du toit 2' lors de la construction de ce dernier. Il peut aussi être intégré dans le cadre d'une rénovation de toiture 2' ou d'une modification d'un bâtiment 2 existant (ajout d'un étage par exemple).

Toutefois, de manière préférée, le dispositif 1 présente une structure modulaire, chaque module intégrant, d'une part, au moins des parois inférieure 9' et supérieure 9 définissant le canal 4 ou une partie de ce dernier, le cas échéant en coopération avec des parois latérales opposées 9", parallèles entre elles ou convergentes de manière inclinée vers le segment 8 du canal 4 comportant le rotor 3, et, d'autre part, un rotor éolien 3 avec ses paliers support, plusieurs modules 16 pouvant être associés côte à côte, avec ou sans paroi latérale 9" de séparation, les rotors 3 des différents modules étant alors montés sur un axe de rotation commun 3' ou sur des portions d'axe de rotation 3' indépendantes alignées entre elles, et l'axe de rotation 3' ou chacune des portions de ce dernier étant relié(e) en entraînement à une génératrice 5, commune à toutes les portions d'axe ou distincte et indépendante pour chaque module. En variante, le dispositif 1 peut également présenter une structure modulaire avec un sectionnement dans la direction longitudinale (assemblage transversal d'éléments modulaires longitudinaux). Conformément à un autre mode de réalisation, le canal 4 peut s'étendre à travers au moins deux bâtiments 2 et entre ces derniers, lesdits -9- bâtiments 2 étant alors reliés entre eux par une structure porteuse 17 maintenant rigidement les parois 9, 9', 9" formant le canal 4 et le ou les rotor(s) 3. En fonction de la conformation des parois 9", le canal 4 peut présenter une constitution de tube Venturi "simple" (parois 9" verticales et parallèles entre elles) ou de tube Venturi "double" (parois 9" convergentes vers le segment médian 8 depuis les ouvertures 7 et 7'). Les parois supérieure et inférieure 9 et 9' peuvent être réalisées sous forme de construction de maçonnerie ou au moyen de plaques métalliques présentant une conformation adaptée. En outre, le canal 4 présentera si nécessaire une isolation thermique et phonique adaptée vis-à-vis des étages inférieurs et supérieurs qui l'entourent. Lesdites parois peuvent, le cas échéant, également présenter au moins partiellement une structure en double peau avec des perforations au niveau de la peau formant la face interne du canal 4, ce afin de provoquer un plaquage des flux d'air circulant dans ledit canal 4 contre la paroi concernée. Ainsi, le canal 4 peut comporter une double peau perforée au niveau d'une partie contiguë à l'ouverture d'entrée 7 et de sortie 7', la dépression dans la double peau, destinée à provoquer le plaquage du flux entrant et à favoriser sa structuration laminaire, pouvant éventuellement être générée par le biais d'un canal secondaire 14. En outre, une telle double peau, au moins partiellement perforée, s'étendant ou non sur toute la longueur du canal 4, fournit une isolation essentiellement phonique, bénéfique en regard des bruits et des vibrations générés par le rotor 3 et les turbulences du flux d'air traversant. A titre d'exemple illustratif, en relation avec les figures 1 à 3 des dessins annexés, le bâtiment 2 peut se présenter sous la forme d'une maison de 18 mètres de longueur, de 12 mètres de hauteur (sommet du toit) et de 8 mètres de largeur ou de profondeur (distance entre les deux grandes faces 6 opposées). Le canal 4 peut alors former une veine d'écoulement traversante avec une ouverture 7, 7' de longueur 16,4 mètres, avec une hauteur de 0,575 mètre.

Le canal 4 est avantageusement divisé en plusieurs sections contenant chacune un rotor 3 de 1,35 mètres de longueur dont les pales hélicoïdales sont disposées selon une hélice de 170 °. - 10 - Le diamètre de rotor 3 est de 0,33 mètre et ce dernier présente une porosité de 57 % (rapport : section apparente rotor 3/section segment 8). Une telle construction permet, selon des tests effectués par les inventeurs, de récupérer sur l'arbre 3' de chaque rotor 3 une puissance de 2 000 W pour un vent moyen de 8 m/s. La présente invention a également pour objet, comme le montrent notamment les figures 1, 2 et 8 à 11, un bâtiment, en particulier bâtiment d'habitation, de stockage, à usage professionnel ou recevant du public, comportant un ou plusieurs étage(s) au-dessus du sol, caractérisé en ce qu'il intègre dans sa structure au moins un dispositif 1 de récupération d'énergie éolienne tel que décrit précédemment. Selon un premier mode de réalisation, illustré aux figures 1 à 7 des dessins annexés, le dispositif ou chaque dispositif 1 est situé dans le toit 2 du bâtiment 2, préférentiellement en étant incorporé dans une partie intermédiaire et inférieure de ce dernier, le bord inférieur 10' des ouvertures 7, 7' d'entrée et de sortie du canal 4 se raccordant de manière continue, suivant avec une surface de raccordement cintrée, sur la façade 6 correspondante du bâtiment 2.

Selon un second mode de réalisation, le ou chaque dispositif 1 est incorporé dans un étage intermédiaire 2" du bâtiment 2, disposé entre deux étages habitables utilisés ou occupés, ledit ou chaque dispositif 1 s'étendant sur une partie ou sensiblement sur la totalité dudit étage intermédiaire 2".

Le dispositif 1 pourra être intégré dans une construction neuve ou être réalisé en tant qu'ajout sur un bâtiment existant, par ajout notamment d'un étage supplémentaire supérieur pouvant être utilisé à des fins d'habitation ou professionnelles ou encore par remplacement d'une toiture existante.

Le dispositif 1 pourra occuper la hauteur d'un étage du bâtiment concerné ou uniquement une partie d'une telle hauteur, et dans ce dernier cas être doublé en superposition (deux canaux 4 l'un sur l'autre avec chacun son rotor 3). L'étage renfermant le dispositif 1 peut éventuellement présenter une structure renforcée contribuant à la rigidité structurelle d'ensemble du bâtiment 2, notamment lorsque ce dernier est de grande hauteur. -11- De manière avantageuse, le bâtiment 2 peut consister en une maison passive, par exemple du type présentant un toit 2 réalisé au moins partiellement avec une couverture transparente, apte à exploiter directement le rayonnement solaire au moins pour l'éclairage et le chauffage, les parois 9, 9', 9" formant le canal 4 et éventuellement le rotor éolien 3 étant, le cas échéant, également réalisés en des matériaux transparents adaptés, en particulier au niveau de leurs surfaces 9"' susceptibles d'être exposées au rayonnement solaire direct. Une telle maison passive est notamment décrite dans la 10 demande de brevet français n° 09 57245 du 15 octobre 2009 au nom de la Demanderesse. Afin de permettre un positionnement optimal du bâtiment 2 quelle que soit la direction des vents dominants, ce dernier peut être monté pivotant sur une embase fixe et autour d'un axe vertical, de manière à 15 autoriser son orientation contrôlée. En accord avec une autre variante de réalisation de l'invention, ressortant de la figure 11, le bâtiment 2 peut présenter une forme générale en chevron ou en X, le ou les dispositifs 1 de récupération d'énergie éolienne étant disposé(s) du côté intérieur de l'angle ou des angles du 20 bâtiment 2 reliant les ailes du chevron ou du X. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour 25 autant du domaine de protection de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS1) Dispositif de récupération d'énergie éolienne pour maisons, immeubles ou bâtiments analogues, définissant au moins une façade proéminente par rapport au sol, ce dispositif comprenant, d'une part, au moins un rotor éolien monté à rotation dans un canal exposé aux vents et pouvant être traversé par un flux d'air impactant les pales dudit rotor et, d'autre part, au moins une génératrice pouvant être reliée en entraînement avec ledit rotor, dispositif (1) caractérisé en ce que le canal (4) est configuré pour former une structure à effet Venturi pour capter, guider et accélérer le vent, s'étend à travers le bâtiment (2) de part en part et est au moins partiellement, préférentiellement totalement, intégré dans une section ou un étage intermédiaire (2") du bâtiment (2) ou du toit (2') de ce dernier, de telle manière que la façade (6) concernée constitue un obstacle au passage du vent autour de l'ouverture d'entrée (7), et éventuellement de l'ouverture de sortie (7'), dudit canal (4) traversant, le rotor (3) étant installé dans le segment (8) du canal (4) présentant la section de passage la plus faible.
2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins l'ouverture d'entrée (7) du canal (4) est sensiblement de niveau avec ou affleurante sur la façade ou face correspondante (6) du bâtiment (2) ou du toit (2') du bâtiment, ledit canal (4) étant situé dans un étage (2") du bâtiment (2) à distance du sol, préférentiellement proche de son sommet, ou dans une section (2") du toit (2') pentu proche de la base de ce dernier.
3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le canal (4) présente une constitution sensiblement symétrique par rapport au plan vertical contenant l'axe de rotation (3') du rotor éolien (3), ce dernier étant monté dans un segment médian (8) dudit canal (4) à égale distance environ des ouvertures d'entrée et de sortie (7 et 7') et présentant un fonctionnement réversible.
4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les ouvertures d'entrée et de sortie (7, 7') du canal (4) s'étendent sensiblement sur toute la longueur du bâtiment (2) ou du toit (2'), ledit canal (4) s'étendant sur toute la profondeur ou largeur dudit bâtiment (2) ou de la section dudit toit (2').- 13 -
5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la porosité apparente du rotor (3) dans le segment de canal médian (8) est comprise entre 45 % et 65 %, préférentiellement entre 55 % et 60 %, ledit rotor (3) comportant un axe de rotation (3') horizontal et présentant une surface exposée à l'impact du vent plus importante au-dessus dudit axe de rotation (3').
6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le canal (4) est essentiellement défini par deux parois espacées, s'étendant au moins à travers le bâtiment (2) ou sur le toit (2') de ce dernier et formant par coopération la structure Venturi et en ce que la paroi (9') définissant la portion de face inférieure du canal (4) s'étendant de l'ouverture d'entrée (7), ou de l'ouverture de sortie (7'), jusqu'au segment intermédiaire (8) logeant le rotor (3), présente une inclinaison comprise entre 95 ° et 105 °, préférentiellement d'environ 100 °, par rapport au plan de la façade (6) correspondante du bâtiment (2).
7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le bord supérieur (10) de l'ouverture d'entrée (7), et le cas échéant de l'ouverture de sortie (7'), est prolongé vers l'extérieur par une structure (11) déflectrice et/ou collectrice, par exemple sous la forme d'une plaque cintrée ou d'une aile profilée analogue, ladite structure (11) étant montée de manière repliable ou escamotable, par exemple par rétraction dans un logement adapté du bâtiment (2) ou du toit (2') ou par repliement dans le canal (4), et fournissant, dans sa position déployée, une portion de paroi prolongeant continûment la paroi supérieure (9) du canal (4).
8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'au moins l'ouverture d'entrée (7), préférentiellement les deux ouvertures (7 et 7'), du canal (4) est(sont) équipée(s) d'un moyen d'obturation (12), à un ou plusieurs élément(s) mobile(s) (13) pouvant être déplacé(s) de manière commandée, et éventuellement progressivement, entre une position de fermeture dans laquelle l'ouverture (7, 7') correspondante est obturée et une position d'ouverture maximale dans laquelle le flux d'air entrant ou sortant au niveau de ladite ouverture (7, 7') est perturbé de manière minimale, voire facilité ou augmenté.
9) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le ou chaque moyen d'obturation (12) consiste en au moins un élément de capot (13) pivotant et/ou coulissant, par action mutuelle ou sous l'effet d'un- 14 - actionneur, et monté avec faculté d'escamotage dans le bâtiment (2), le toit (2') de ce dernier ou le canal (4).
10) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le ou chaque moyen d'obturation (12) est constitué de plusieurs éléments en plaques (13) formant ventelles, lesquelles sont montées avec faculté de pivotement sur une structure support (13') installée au niveau de l'ouverture (7, 7') du canal (4) concernée et se chevauchant au moins partiellement en position de fermeture en constituant une surface apparente continue et préférentiellement étanche à l'eau de pluie, le cas échéant d'apparence similaire à la façade (6) environnante du bâtiment (2) ou du toit (2').
11) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un canal secondaire (14) de circulation d'air, logé ou ménagé dans la partie du bâtiment (2) ou du toit (2') située au-dessus (15) et/ou en dessous du canal (4) recevant le rotor (3'), ce canal secondaire (14) présentant en coupe transversale une configuration en I, en V ou en Y, et débouchant, d'une part, au niveau d'une zone extérieure au bâtiment (2) soumise à un état dépressionnaire et, d'autre part, sensiblement au droit du rotor (3) dans le canal (4), avec une disposition et une largeur d'ouverture telle que le flux d'air auxiliaire aspiré à travers ce canal secondaire (14) lèche ou impacte préalablement ledit rotor (3).
12) Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le canal secondaire (14) est logé ou ménagé dans une partie (15) du bâtiment (2) ou du toit (2') situé au-dessus du canal (4) et présente une configuration en V ou en Y, symétrique par rapport à l'axe (3') du rotor (3) et dont deux branches supérieures (14', 14") ou les deux branches constitutives (14', 14") débouchent chacune respectivement, d'une part, sur une des deux faces ou façades (6) opposées du bâtiment (2) ou du toit (2'), et, d'autre part, dans le segment médian (8) du canal (4) logeant le rotor (3), directement ou par l'intermédiaire d'une troisième branche inférieure (14"').
13) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il présente une structure modulaire, chaque module intégrant, d'une part, au moins des parois inférieure (9') et supérieure (9) définissant le canal (4) ou une partie de ce dernier, le cas échéant en coopération avec des parois latérales opposées (9"), parallèles entre elles ou convergentes de manière inclinée vers le segment (8) du canal (4) comportant le rotor (3), et, d'autre part, un rotor éolien (3) avec ses paliers support, plusieurs modules (16) pouvant être associés côte à côte, avec ousans paroi latérale (9") de séparation, les rotors (3) des différents modules étant alors montés sur un axe de rotation commun (3') ou sur des portions d'axe de rotation (3') indépendantes alignées entre elles, et l'axe de rotation (3') ou chacune des portions de ce dernier étant relié(e) en entraînement à une génératrice (5), commune à toutes les portions d'axe ou distincte et indépendante pour chaque module.
14) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le canal (4) s'étend à travers au moins deux bâtiments (2) et entre ces derniers, lesdits bâtiments (2) étant alors reliés entre eux par une structure porteuse (17) maintenant rigidement les parois (9, 9', 9") formant le canal (4) et le ou les rotor(s) (3).
15) Bâtiment, en particulier bâtiment d'habitation, de stockage, à usage professionnel ou recevant du public, comportant un ou plusieurs étage(s) au-dessus du sol, caractérisé en ce qu'il intègre dans sa structure au moins un dispositif (1) de récupération d'énergie éolienne selon l'une quelconque des revendications 1 à 14.
16) Bâtiment selon la revendication 15, caractérisé en ce que le dispositif ou chaque dispositif (1) est situé dans le toit (2') du bâtiment (2), préférentiellement en étant incorporé dans une partie intermédiaire et inférieure de ce dernier, le bord inférieur (10') des ouvertures (7, 7') d'entrée et de sortie du canal (4) se raccordant de manière continue, suivant avec une surface de raccordement cintrée, sur la façade (6) correspondante du bâtiment (2).
17) Bâtiment selon la revendication 15, caractérisé en ce que le ou chaque dispositif (1) est incorporé dans un étage intermédiaire (2") du bâtiment (2), disposé entre deux étages habitables utilisés ou occupés, ledit ou chaque dispositif (1) s'étendant sur une partie ou sensiblement sur la totalité dudit étage intermédiaire (2").
18) Bâtiment selon l'une quelconque des revendications 15 et 16, caractérisé en ce qu'il consiste en une maison passive, par exemple du type présentant un toit (2) réalisé au moins partiellement avec une couverture transparente, apte à exploiter directement le rayonnement solaire au moins pour l'éclairage et le chauffage, les parois (9, 9', 9") formant le canal (4) et éventuellement le rotor éolien (3) étant, le cas échéant, également au moins partiellement réalisés en des matériaux transparents adaptés, en particulier au niveau de leurs surfaces (9"') susceptibles d'être exposées au rayonnement solaire direct.-16-
19) Bâtiment selon l'une quelconque des revendications 15 à 18, caractérisé en ce qu'il est monté pivotant sur une embase fixe et autour d'un axe vertical.
20) Bâtiment selon l'une quelconque des revendications 15 à 17, caractérisé en ce qu'il présente une forme générale en chevron ou en X, le ou les dispositifs (1) de récupération d'énergie éolienne étant disposé(s) du côté intérieur de l'angle ou des angles du bâtiment (2) reliant les ailes du chevron ou du X.