FR3069031B1

FR3069031B1 - Turbine

Info

Publication number: FR3069031B1
Application number: FR1756638A
Authority: FR
Inventors: Hugues Filiputti; Jean-Marc Cannia; Thierry Maitre
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-07-12
Filing date: 2017-07-12
Publication date: 2019-08-09
Anticipated expiration: 2037-07-12
Also published as: FR3069031A1

Abstract

L'invention concerne une turbine comprenant, entre deux supports, des voiles (26) motrices reliées à chaque extrémité à un organe de transmission comprenant une chaîne (40) ou une courroie formant une boucle fermée. La turbine comprend en outre des roues entraînées par les organes de transmission, dont au moins certaines sont montées libres en rotation sur les supports. Chaque voile est reliée à chaque organe de transmission par une liaison pivotante (62). La turbine comprend en outre une première pièce (66) fixée à la voile et adaptée à venir en butée contre un élément (60) fixé à l'organe de transmission lorsque la voile pivote d'un premier angle de débattement et une deuxième pièce (68) fixée à la voile et adaptée à venir en butée contre ledit élément lorsque la voile pivote par rapport à l'organe de transmission d'un deuxième angle de débattement en sens opposé.

Description

TURBINE

Domaine

La présente demande concerne un convertisseur d'énergiecinétique d'un fluide en énergie mécanique, notamment unconvertisseur qui transfère de l'énergie entre un fluide et unrotor et appelé turbine dans la suite de la description.Exposé de l'art antérieur

Il existe des turbines, notamment pour centraleshydroélectriques, qui utilisent l'énergie cinétique naturelle descours d'eau. De telles centrales hydroélectrique sont appeléeségalement hydroliennes. Elles demandent peu de travaux de géniecivil et produisent une électricité qui varie avec le débit ducours d'eau. Elles présentent l'avantage d'entraîner un coût defabrication et d'installation réduit par rapport à une centralehydroélectrique associée à un barrage. En outre, elles neperturbent pas la vie propre du cours d'eau. De plus, la conversionmécano-électrique des hydroliennes peut être réalisée hors del'eau. Il peut être prévu que les turbines flottent sur le coursd'eau de façon à ne pas réaliser de fondations et à s'adapter àla variation naturelle du niveau d'eau.

Une turbine, notamment pour hydrolienne, comprendgénéralement des voiles, également appelées pales, qui entraînenten rotation un arbre lorsqu'elles sont immergées dans le cours d'eau. Le déplacement des voiles peut être dû principalement àdes forces de portance ou à des forces de traînée. La turbine estdite à flux axial lorsque le courant est parallèle à l'axe derotation de l'arbre et à flux transverse lorsque le courant estperpendiculaire à l'axe de rotation de l'arbre.

Toutefois, les rendements des turbines existantes,notamment pour hydroliennes, peuvent être faibles. En outre, lesstructures des turbines et des hydroliennes existantes peuventêtre complexes, ce qui entraîne des coûts de fabrication,d'installation et de maintenance élevés. En outre, pour certainesapplications, les turbines existantes peuvent avoir unencombrement excessif, que ce soit en hauteur ou en largeur, cequi n'est pas souhaitable. Résumé

Un objet d'un mode de réalisation est de pallier toutou partie des inconvénients des turbines, notamment pourhydroliennes, décrites précédemment.

Un autre objet d'un mode de réalisation est d'augmenterle rendement de la turbine.

Un autre objet d'un mode de réalisation est que laturbine ait une structure simple.

Un autre objet d'un mode de réalisation est de réduirel'encombrement de la turbine.

Ainsi, un mode de réalisation prévoit une turbine,destinée à être au moins partiellement immergée dans un écoulementd'un fluide, comprenant deux supports, au moins un flotteur reliéaux supports, et, entre les supports, des voiles motrices reliéesà chaque extrémité à un organe de transmission comprenant unechaîne ou une courroie formant une boucle fermée, la turbinecomprenant en outre des roues entraînées par les organes detransmission, dont au moins certaines sont montées libres enrotation sur les supports, chaque voile comprenant un bordd'attaque et un bord de fuite et étant reliée à chaque organe detransmission par une liaison pivotante, la turbine comprenant enoutre, pour au moins l'un des organes de transmission et pour chaque voile, une première pièce fixée à la voile et adaptée àvenir en butée contre un élément fixé à l'organe de transmissionlorsque la voile pivote par rapport à l'organe de transmissiond'un premier angle de débattement par rapport à un plan deréférence dans un premier sens de rotation et une deuxième piècefixée à la voile et adaptée à venir en butée contre ledit élémentlorsque la voile pivote par rapport à l'organe de transmissiond'un deuxième angle de débattement par rapport au plan deréférence dans un deuxième sens de rotation opposé au premier sensde rotation.

Selon un mode de réalisation, l'écoulement de fluide estun cours d'eau.

Selon un mode de réalisation,, pour chaque voile, l'axede rotation de la voile par rapport aux organes de transmissionest situé dans la moitié de la voile du côté du bord d'attaque.

Selon un mode de réalisation, chaque voile est reliéemécaniquement aux supports seulement par l'intermédiaire desorganes de transmission.

Selon un mode de réalisation, la turbine comprend desmoyens pour modifier les premier et deuxième angles dedébattement.

Selon un mode de réalisation, la turbine comprend, pourchaque support, des première et deuxième roues montées libres enrotation sur le support et une troisième roue reliée au supportpar un dispositif de maintien adapté à modifier la position de latroisième roue par rapport aux première et deuxième roues.

Selon un mode de réalisation, le dispositif de maintiencomprend un piston.

Selon un mode de réalisation, la turbine comprend aumoins des première, deuxième et troisième zones de parcours danslesquelles chaque organe de transmission s'étend de façonrectiligne, les bords d'attaque des voiles étant disposés de façonhorizontale à 5° près au moins dans les première et deuxième zonesde parcours, les voiles étant complètement immergées au moins surune partie des première et deuxième zones de parcours.

Selon un mode de réalisation, les voiles sont émergéesen totalité hors de l'écoulement de fluide dans la troisième zonede parcours.

Selon un mode de réalisation, la turbine comprend, enoutre, des éléments de guidage adaptés à commander l'inclinaisondes voiles lors de la pénétration des voiles dans l'écoulement defluide.

Selon un mode de réalisation, les voiles sont adaptées,sous l'action des forces hydrodynamiques, à se cambrer vers l'avalpar rapport à l'écoulement de fluide dans les première et deuxièmezones de parcours.

Un autre mode de réalisation prévoit un système derécupération d'énergie cinétique d'un cours d'eau comprenant aumoins une première turbine tel que définie précédemment et unconvertisseur de l'énergie mécanique fournie par la premièreturbine en une autre forme d'énergie.

Selon un mode de réalisation, le convertisseur comprendun circuit hydraulique comprenant une première partie portée parle flotteur et une deuxième partie au sol hors du cours d'eau, lapremière partie comprenant au moins une pompe hydraulique adaptéeà être entraînée par au moins l'une des roues et à mettre encirculation un fluide hydraulique dans le circuit hydraulique, ladeuxième partie comprenant au moins un moteur hydraulique adaptéà être entraîné par le fluide hydraulique.

Selon un mode de réalisation, le convertisseur comprendun régulateur du débit et/ou de la pression du fluide hydrauliqueatteignant le moteur hydraulique.

Selon un mode de réalisation, le convertisseur comprendun réservoir du fluide hydraulique et une première conduitereliant la pompe hydraulique au réservoir et dans laquelle lefluide hydraulique est destiné à circuler de la pompe hydrauliquevers le réservoir, le moteur hydraulique étant situé sur lapremière conduite, le convertisseur comprenant, en outre, unedeuxième conduite reliant la pompe hydraulique au réservoir etdans laquelle le fluide hydraulique est destiné à circuler de la pompe hydraulique vers le réservoir, la perte de charge du fluidehydraulique sur la deuxième conduite étant inférieure à la pertede charge du fluide hydraulique sur la première conduite, leconvertisseur comprenant en outre des vannes d'isolement avecactionneur adaptées à autoriser la circulation du fluidehydraulique dans la première conduite et interdire simultanémentla circulation du fluide hydraulique dans la deuxième conduite età interdire la circulation du fluide hydraulique dans la premièreconduite et autoriser simultanément la circulation du fluidehydraulique dans la deuxième conduite.

Selon un mode de réalisation, le système comprend enoutre une deuxième turbine tel que définie précédemment et danslequel le convertisseur est adapté à convertir l'énergie mécaniquefournie par la deuxième turbine en ladite autre forme d'énergie.Brève description des dessins

Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres,seront exposés en détail dans la description suivante de modes deréalisation particuliers faite à titre non limitatif en relationavec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 est une vue en perspective, partielle etschématique, d'un mode de réalisation d'une hydrolienne ; la figure 2 est une vue en perspective, partielle etschématique, de la turbine de 1'hydrolienne de la figure 1 ; la figure 3 est une vue de dessus, partielle etschématique, d'une voile et des chaînes de la turbine représentéesur la figure 2 ; les figures 4 et 5 sont des vues en perspective,partielles et schématiques, de modes de réalisation d'une voilede la turbine représentée en figure 2 ; les figures 6 et 7 sont respectivement une vue de dessuset une vue de côté, partielles et schématiques, d'un mode deréalisation d'une chaîne de la turbine représentée en figure 2 ; les figures 8, 9 et 10 sont des vues de côté, partielleset schématiques, d'un mode de réalisation de la liaison entre unevoile et une chaîne de la turbine représentée en figure 2 ; les figures 11 et 12 sont respectivement une vue enperspective et une vue de côté, partielles et schématiques, de laturbine représentée sur la figure 2 illustrant sonfonctionnement ; la figure 13 est une vue de côté d'une voile de laturbine de la figure 2 en fonctionnement ; la figure 14 est une vue en perspective, partielle etschématique, d'un autre mode de réalisation d'une hydrolienne ; les figures 15 et 16 sont des vues de côté, partielleset schématiques, d'autres modes de réalisation d'une turbine ; les figures 17 et 18 sont des vues de côté, partielleset schématiques, d'un autre mode de réalisation d'une turbine àdeux configurations d'utilisation différentes ; la figure 19 est une vue schématique d'un mode deréalisation du convertisseur mécanique-électrique de1'hydrolienne représentée en figure 1 ; les figures 20 et 21 sont des vues de dessus schématiquesde modes de réalisation d'une hydrolienne comprenant plusieursturbines ; et la figure 22 est une vue plus détaillée du convertisseurmécanique-électrique illustré en figure 19.

Description détaillée

Dans la description qui suit, lorsque l'on faitréférence à des qualificatifs de position absolue, tels que lestermes "avant", "arrière", "haut", "bas", "gauche", "droite",etc., ou relative, tels que les termes "dessus", "dessous","supérieur", "inférieur", etc., ou à des qualificatifsd'orientation, tels que les termes "horizontal", "vertical", etc.,il est fait référence à l'orientation des figures ou à une turbinedans une position normale d'utilisation. Sauf précision contraire,les expressions "approximativement", "sensiblement", "environ" et"de l'ordre de" signifient à 10 % près, de préférence à 5 % près.En relation avec des directions ou des angles, les expressions"approximativement", "sensiblement", "environ" et "de l'ordre de"signifient à 10° près, de préférence à 5° près. De plus, seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention sontdécrits et représentés sur les figures. Dans la suite de ladescription, les adjectifs "amont" et "aval" sont utilisés pourdistinguer des éléments d'une turbine, notamment pour hydrolienne,immergée au moins partiellement dans un fluide par rapport au sensd'écoulement du fluide.

Dans la suite de la description, des modes deréalisation d'une turbine vont être décrits dans le cas d'unehydrolienne. Toutefois, la turbine selon les modes de réalisationdécrits par la suite peut être utilisée pour d'autresapplications, notamment pour réaliser une éolienne, une centralede fabrication d'air liquide, un dispositif d'irrigation, unegénératrice de courant continu et de façon générale toutdispositif nécessitant de l'énergie mécanique.

La figure 1 est une vue en perspective, partielle etschématique, d'un mode de réalisation d'une hydrolienne 10 pourcours d'eau, également appelé écoulement d'eau ou écoulement parla suite. L'hydrolienne 10 est adaptée à fournir une puissanceélectrique qui peut varier de 1 kW à 100 kW. L'hydrolienne 10 comprend un organe de flottaison 12,destiné à flotter sur le cours d'eau et supportant une turbine 14et un convertisseur d'énergie 16 entraîné par la turbine 14. Leconvertisseur 16 peut être un convertisseur électromécaniqueadapté à transformer l'énergie mécanique fournie par la turbine14 en énergie électrique. Le convertisseur électromécanique 16peut alors être relié au réseau électrique. Le convertisseurélectromécanique 16 peut être en totalité porté par l'organe deflottaison 12. A titre de variante, le convertisseur 16 peut sediviser en une premier partie et une deuxième partie, la premièrepartie étant portée par l'organe de flottaison 12 et étant reliéeà la deuxième partie qui est située sur la rive du cours d'eau.La première partie du convertisseur 16 peut être adaptée àtransformer l'énergie mécanique fournie par la turbine 14 enénergie hydraulique. La première partie du convertisseur 16fournit alors un fluide hydraulique alimentant la deuxième partie du convertisseur qui comprend un moteur hydraulique entraînant ungénérateur électrique, le moteur hydraulique et le générateurhydraulique étant situés sur la rive du cours d'eau.

Selon un mode de réalisation, l'organe de flottaison 12comprend deux flotteurs 20 disposés de part et d'autre de laturbine 14. A titre de variante, plus d'un flotteur est prévu depart et d'autre de la turbine 14. Les flotteurs 20 sont représentésde façon schématique par des parallélépipèdes en figure 1.Toutefois, les flotteurs 20 peuvent avoir d'autres formes. Enparticulier, chaque flotteur 20 peut avoir une section horizontaleen forme de profil d'aile.

La figure 2 est une vue en perspective de la turbine 14.La turbine 14 comprend un bâti 22 qui, selon un mode deréalisation, comprend deux supports 24, correspondant par exempleà des plaques planes, reliés par des traverses 25. La turbine 14comprend, entre les deux supports 24, N voiles motrices 26, où Nest un nombre entier qui varie, par exemple, de 8 à 64. Selon unmode de réalisation, chaque voile motrice 26 comprend un bordd'attaque 28, un bord de fuite 30, par exemple un bord de fuiteeffilé, et deux extrémités latérales 32 opposées.

La turbine 14 comprend des roues montées libres enrotation sur les supports 24. Dans le présent mode de réalisation,pour chaque support 24, la turbine 14 comprend trois roues 34,36, 38 montées libres en rotation sur le support 24, plusprécisément une roue supérieure amont 34 située le plus à l'amont,une roue supérieure aval 36 située le plus à l'aval et une roueinférieure 38 située le plus bas. Les axes de rotation des roues34, 36, 38 sont sensiblement parallèles. Selon un mode deréalisation, les axes de rotation des roues 34, 36, 38 sontsensiblement horizontaux. Pour chaque support 24, les roues 34,36, 38 reliées au support 24 sont sensiblement situées dans unmême plan. Selon un mode de réalisation, les axes de rotation desroues supérieures amont 34 sont confondus, les axes de rotationdes roues supérieures aval 36 sont confondus et les axes derotation des roues inférieures 38 sont confondus. La turbine 14 peut comprendre un arbre reliant les deux roues supérieures amont34, les deux roues supérieures aval 36 et/ou les deux rouesinférieures 38. Au moins l'une des roues 34, 36, 38, de préférencel'une des roues supérieures amont 34 ou l'une des rouessupérieures aval 36, est reliée au convertisseur 16 par un systèmede transmission non représenté et entraîne le convertisseurélectromécanique 16 lorsqu'elle est mise en rotation. Depréférences, les deux roues supérieures amont 34 et/ou les deuxroues supérieures aval 36 entraînent le convertisseur 16 par unsystème de transmission.

La turbine 14 comprend, pour chaque support 24, unechaîne 40, représentée de façon schématique sur les figures,formant une boucle fermée s'étendant autour des trois roues 34,36, 38 et adaptée à entraîner en rotation les roues 34, 36, 38lorsqu'elle est déplacée. A titre de variante, chaque chaîne 40peut être remplacée par n'importe quel type d'organe detransmission, par exemple une courroie notamment une courroieplate, une courroie crantée, une courroie trapézoïdale, unecourroie striée ou une courroie ronde (également appelée câble).Chaque support 24 peut comprend un carénage 41 qui protège leschaînes 40, les roues 34, 36, 38 et éventuellement les extrémitéslatérales 32 des voiles 26.

La figure 3 représente une vue de dessus de l'une desvoiles 26 et des chaînes 40 situées de part et d'autre de la voile26. On note E l'envergure de la voile 26 et Co la corde de lavoile 26. Chaque voile 2 6 est reliée aux chaînes 40 à sesextrémités latérales 32. Selon un mode de réalisation, un arbre42 s'étend au travers de la voile 2 6 et se projette de part etd'autre de la voile 26 depuis chaque extrémité latérale 32 de lavoile 26. L'arbre 42 est relié à chaque chaîne 40 par un élémentde liaison 44. Les éléments de liaison 44 permettent une rotationde la voile 2 6 par rapport aux chaînes 40 autour d'un axe derotation P qui peut correspondre à l'axe de chaque arbre 42. Selonun mode de réalisation, l'axe de rotation P est sensiblementhorizontal. Selon un mode de réalisation, l'axe de rotation P est situé dans la moitié de la voile 26 du côté du bord d'attaque 28,de préférence dans le quart de la voile 2 6 contenant le bordd'attaque 28.

La figure 4 est une vue en perspective, partielle etschématique, d'un mode de réalisation d'une voile 26 dans lequella voile 2 6 a une structure rigide et a, dans un plan verticalparallèle aux supports 24, une section droite en forme d'un profild'aile biconvexe symétrique. A titre de variante, la voile peutavoir un profil d'aile biconvexe dissymétrique, un profil plancreux, ou un profil à double courbure. De préférence, l'épaisseurrelative du profil est inférieure ou égale à 18 %. De préférence,pour chaque voile 26, le profil de la voile 26 est sensiblementconstant sur la majeure partie de l'envergure E de la voile 26.

La figure 5 est une vue en perspective, partielle etschématique, d'un autre mode de réalisation d'une voile 26 danslequel la voile 26 comprend un cadre 46 sur lequel est disposé unélément 48 fin et souple, par exemple une toile. Le cadre peutêtre composé par l'arbre 42, un montant arrière 50 s'étendant defaçon parallèle à l'arbre 42 et des montants latéraux 52 reliantl'arbre 42 au montant arrière 50. Selon un mode de réalisation,la toile 48 est enroulée autour de l'arbre 42 et est enrouléeautour du montant arrière 50.

Les figures 6 et 7 sont respectivement une vue de côtéet une vue de dessus d'un mode de réalisation d'une partie de lachaîne 40 dans lequel la chaîne 40 comprend des maillons 54, deuxmaillons 54 étant représentés sur les figures 6 et 7. Chaquemaillon 54 est articulé à chacune de ses extrémités par rapportau maillon adjacent de la chaîne 40 autour d'un axe 56. Chaquemaillon 54 peut comprendre plusieurs éléments plats 58 etparallèles articulés à chaque extrémité sur l'axe 56. Aux moinscertaines des roues 34, 36, 38 peuvent alors correspondre à desroues dentées dont les dents engrènent dans les maillons 54 de lachaîne 40. Selon un mode de réalisation, les maillons de la chaîne40 sont autobloquants. Ceci signifie que lorsque des premier etdeuxième maillons 54 de la chaîne 40, adjacents et articulés l'un par rapport à l'autre, sont sensiblement alignés, un mouvement derotation du premier maillon par rapport au deuxième maillon n'estpossible que dans un seul sens de rotation. Lorsque chaque chaîne40 est une chaîne à maillons autobloquants, les roues inférieures38 peuvent ne pas être présentes.

Les figures 8, 9 et 10 sont des vues de côté, partielleset schématiques, d'un mode de réalisation de l'élément de liaison44 entre la voile 26 et la chaîne 40. L'élément de liaison 44 estfixé à la chaîne 40. Lorsque la chaîne 40 a la structurereprésentée sur les figures 6 et 7, l'élément de liaison 44 peutêtre fixé à l'un des maillons 54 ou à l'un des axes 56 de lachaîne 40.

Selon un mode de réalisation, l'élément de liaison 44comprend un socle 60 fixé à la chaîne 40. L'arbre 42 de la voile26 est relié au socle 60 par une liaison pivotante 62, par exempleun palier lisse. La liaison pivotante 62 permet une rotation del'arbre 42, et donc de la voile 26, par rapport au socle 60 autourde l'axe P comme cela est illustré par l'arc de cercle 64 à doubleflèche en figure 8. L'élément de liaison 44 comprend, en outre,un premier élément de butée 66 solidaire de l'arbre 42 et adaptéà venir en butée contre le socle 60 lorsque la voile 26 pivotepar rapport au socle 60 dans un premier sens de rotation jusqu'àatteindre un premier angle de débattement maximal comme cela estreprésenté en figure 9. L'élément de liaison 44 comprend, enoutre, un deuxième élément de butée 68 solidaire de l'arbre 42 etadapté à venir en butée contre le socle 60 lorsque la voile 26pivote par rapport au socle 60 dans un deuxième sens de rotation,opposé au premier sens de rotation, jusqu'à atteindre un deuxièmeangle de débattement maximal comme cela est représenté en figure10.

Selon un mode de réalisation, les premier et deuxièmeangles de débattement maximaux sont ajustables. Selon un mode deréalisation, le premier élément de butée 66 comprend une pièce 70qui est commune avec le deuxième élément de butée 68 et qui estsolidaire de l'arbre 42. Le premier élément de butée 66 comprend en outre une tige filetée 72 montée dans une ouverture filetéeprévue dans la pièce 70. Une extrémité de la tige 72 vient encontact avec le socle 60 lorsque le premier angle de débattementmaximal est atteint. La position relative de la tige 72 par rapportà la pièce 70 peut être modifiée pour modifier le premier anglede débattement maximal. De façon analogue, le deuxième élément debutée 68 comprend en outre une tige filetée 74 montée dans uneouverture filetée prévue dans la pièce 70. Une extrémité de latige 74 vient en contact avec le socle 60 lorsque le deuxièmeangle de débattement maximal est atteint. La position relative dela tige 74 par rapport à la pièce 70 peut être modifiée pourmodifier le deuxième angle de débattement maximal.

Dans le mode de réalisation représenté sur les figures8, 9 et 10, l'ajustement des premier et deuxième angles dedébattement maximal sont ajustables manuellement. A titre devariante, la turbine 14 comprend des actionneurs adaptés àmodifier les premier et deuxième angles de débattement maximal enfonction de signaux de commande. Ceci permet une modification dedes premier et deuxième angles de débattement maximal en cours defonctionnement de la turbine 14.

En fonctionnement, la turbine 14 est immergée au moinspartiellement dans un cours d'eau. Selon un mode de réalisation,les bords d'attaque 28 des voiles sont maintenus sensiblementhorizontaux. Les voiles 26 immergées dans le cours d'eau sont,sous l'action de forces de portance, adaptées à entraîner ledéplacement des chaînes 40.

Les figures 11 et 12 sont respectivement une vue enperspective et une vue de côté schématiques de la turbine 14illustrant son fonctionnement. Sur les figures 11 et 12, les seulséléments de la turbine 14 qui sont représentés de façonschématique sont certaines voiles 26 (trois en figure 11 et sixen figure 12), les roues 32, 34 et 36, les chaînes 40 et, sur lafigure 11, les axes de rotation A, B et C respectivement des rouessupérieures amont 34, des roues supérieures aval 36 et des rouesinférieures 38. En outre, en figure 12, on a représenté par un trait 7 6 la surface libre du cours d'eau 78 dans lequel estimmergée partielle la turbine 14.

Dans la suite de la description, on appelle zone deparcours amont 80, l'espace parcouru par les voiles 26lorsqu'elles sont situées sur les parties des chaînes 40 entreles roues supérieures amont 34 et les roues inférieures 38. Onappelle en outre zone de parcours aval 82 l'espace parcouru parles voiles 26 lorsqu'elles sont situées sur les parties deschaînes 40 entre les roues inférieures 38 et les roues supérieuresaval 36 et on appelle zone de parcours supérieure 84 l'espaceparcouru par les voiles 26 lorsqu'elles sont situées sur lesparties des chaînes 40 entre les roues supérieures aval 36 et lesroues supérieures amont 34.

Comme cela apparaît sur la figure 12, dans le présentmode de réalisation, la zone de parcours supérieure 84 de laturbine 14 n'est pas immergée dans le cours d'eau 78. Les voiles26 sont disposées de façon que, pour chaque voile 26, lorsque lavoile 2 6 est située dans la zone de parcours amont 80, le bordd'attaque 28 de la voile 26 est plus bas que le bord de fuite 30et que, lorsque la voile 26 est située dans la zone de parcoursaval 82, le bord d'attaque 28 de la voile 26 est plus haut que lebord de fuite 30. Les forces de portance dues à l'écoulement 78qui s'exercent sur les voiles 26 dans la zone de parcours amont80 tendent à faire descendre les voiles 26 vers le fond du coursd'eau 78 selon la direction indiquée par la flèche 86. Les forcesde portance dues à l'écoulement 78 qui s'exercent sur les voiles26 dans la zone de parcours aval 82 tendent à faire remonter lesvoiles 26 à la surface du cours d'eau 78 selon la directionindiquée par la flèche 88.

Le parcours des voiles 26 comprend notamment trois zones"critiques" correspondant aux passages des roues 34, 36, 38.L'utilisation des éléments de liaison 44 décrits précédemment faitque les voiles sont libres en rotation par rapport aux chaînesaux passages des roues 34, 36, 38. On évite ainsi l'applicationd'un effort de freinage trop important sur les chaînes 40.

On obtient donc un déplacement global de chaque chaîne40 selon le sens inverse des aiguilles d'une montre en figure 12.Selon un mode de réalisation, le déplacement des chaînes 40entraîne la mise en rotation des roues 32, 34, 36 et l'entraînementdu convertisseur 16. Selon un mode de réalisation, la vitesse dedéplacement de chaque chaîne 40 est supérieure à la vitessemoyenne de l'écoulement 78 dans la zone de parcours amont 80, depréférence comprise entre 1 à 2 fois la vitesse moyenne del'écoulement 78 dans la zone de parcours amont 80.

Le coefficient de puissance K, qui correspond au rapportentre la puissance mécanique récupérée par la chaîne (sans tenircompte du rendement mécanique de transmission voiles-chaîne) etl'énergie cinétique pouvant être récupérée par le maître-couplede la turbine 14, est donné par la relation (1) suivante : K = Pm / (0,5*p*S*V3) (1) où Pm est la puissance mécanique récupérée par la chaîne 40, Sest le maître-couple de l'hydrolienne 10, p est la masse volumiquede l'eau et V est la vitesse moyenne de l'écoulement 78 atteignantla zone de parcours amont 80. Le maître-couple S de la turbine 14est sensiblement égal à deux fois l'aire du rectangle verticaldont la largeur est sensiblement égale à l'envergure E des voiles2 6 et dont la hauteur, mesurée verticalement, est égale à laprofondeur immergée de 1'hydrolienne 10. Les inventeurs ont misen évidence par simulation qu'un coefficient de puissance Kvariant de 0,43 à 0,51 est obtenu lorsque la vitesse de la chaînevarie de 1 à 2 fois la vitesse de l'écoulement amont 88.

De façon avantageuse, le bord d'attaque 28 de chaquevoile 2 6 dans la zone de parcours amont 80 et dans la zone deparcours aval 82 est sensiblement horizontal. Etant donné que dansles cours d'eau, le gradient de vitesse de l'écoulement estessentiellement vertical, la disposition horizontale des bordsd'attaque 28 des voiles 26 permet que, pour chaque voile 26 dansla zone de parcours amont 80 et dans la zone de parcours aval 82,l'écoulement vu par la voile 2 6 a une vitesse sensiblementconstante sur toute l'envergure E de la voile 26, ce qui augmente ses performances hydrodynamiques. Les forces appliquées sur lavoile 26 sont donc sensiblement constantes sur toute l'envergureE de la voile 26.

De façon avantageuse, le déplacement des voiles 26 surla zone de parcours supérieure 84, illustré par la flèche 89 enfigure 11, est réalisée hors de l'eau. Les voiles 26 sont alorsseulement soumises à la traînée aérodynamique qui est nettementinférieure à la traînée hydrodynamique. Il n'y alors, de façonavantageuse, sensiblement pas de perte de puissance due auparcours des voiles 26 dans la zone de parcours supérieure 84. Enoutre, de façon avantageuse, il n'y a pas à prévoir de carénagesprotégeant contre l'écoulement 78 les voiles 26 situées dans lazone de parcours supérieure 84. La structure de 1'hydrolienne 10est ainsi simplifiée.

La surface libre 76 de l'écoulement 78 crée un effet deconfinement naturel qui réduit le développement de composantes devitesse verticales de l'écoulement 78 à l'aval des voiles 26situées dans la zone de parcours amont 80, ce qui est illustré enfigure 12 par les flèches 90 et 92. De ce fait, la vitesse del'écoulement 78 atteignant les voiles 26 dans la zone de parcoursaval 82 est sensiblement horizontale.

Les dimensions de 1'hydrolienne 10 sont adaptées àl'application envisagée. Selon un mode de réalisation, l'angleformé par chaque chaîne 40 entre la zone de parcours amont 80 etla zone de parcours aval 82 est compris entre 60° et 120°. Selonun mode de réalisation, l'envergure E de chaque voile 2 6 estcomprise entre 0,2 m et 3 m. Selon un mode de réalisation, lacorde Co de chaque voile 26 est comprise entre E/5 et E/10. Selonun mode de réalisation, le diamètre de chaque roue 34, 36, 38 estcompris entre Co et 4*Co. Selon un mode de réalisation, laprofondeur immergée de la turbine 14 est comprise entre 0,5 m et3 m, la limitation à 3 m provenant de la rareté des veines d'eaupermettant de plus grandes profondeurs d'immersion.

Selon un autre de mode de réalisation, la zone deparcours supérieure 84 est immergée dans l'écoulement 78 à proximité de la surface libre 76 de l'écoulement 78, les chaînes40 étant orientées sensiblement de façon horizontale dans la zonede parcours supérieure 84. Dans ce cas, dans la zone de parcourssupérieure 84, les voiles 26 remontent le courant. L'effet deconfinement dû à la surface libre 76 de l'eau fait que l'écoulementvu par les voiles 26 dans la zone de parcours supérieure 84 estsensiblement horizontal. Pour réduire la traînée hydrodynamiquede l'écoulement 78 sur les voiles 2 6 dans la zone de parcourssupérieure 84, les voiles 26 sont sensiblement maintenueshorizontales dans la zone de parcours supérieure 84. Cet effetd'auto-confinement permet de s'affranchir de carénage pourprotéger la remontée du courant des voiles 26.

La figure 13 est une vue de côté d'une voile 26 de laturbine 14 de la figure 2 dans la zone de parcours amont 80. Laflèche 94 désigne la direction selon laquelle s'étend la chaîne40 dans la zone de parcours amont 80. Sous l'action de l'écoulement78, la voile 26 est maintenue par rapport aux chaînes 40 avec lepremier angle de débattement maximal a. L'inclinaison β deschaînes 40 dans la zone de parcours amont 80 par rapport à un plande référence vertical Ref est fixée par construction.L'inclinaison y de la voile 26 par rapport au plan vertical Ref,qui est égale, à une constante près, à l'incidence de l'écoulementsur la voile 26, peut être commandée. De façon analogue, dans lazone de parcours aval 82, sous l'action de l'écoulement 78, lavoile 26 est maintenue par rapport aux chaînes 40 avec le deuxièmeangle de débattement maximal. On commande ainsi l'incidence del'écoulement sur la voile 2 6 dans la zone de parcours aval 82.Selon un mode de réalisation, l'incidence de l'écoulement sur lesvoiles 26 dans la zone de parcours amont 80 est différente del'incidence de l'écoulement 78 sur les voiles 26 dans la zone deparcours aval 82, par exemple supérieure à l'incidence del'écoulement 78 sur les voiles 26 dans la zone de parcours aval82.

Selon un mode de réalisation, lorsque la voile 2 6 estsituée dans la zone de parcours supérieure 84, elle est maintenue par rapport aux chaînes 40, sous l'action de son propre poids,avec le deuxième angle de débattement maximal. Selon un autre modede réalisation, des roues ou galets supplémentaires, nonreprésentés, sont disposés dans la zone de parcours supérieure 84de sorte que les voiles 26 se déplacent, dans la zone de parcourssupérieure 84, sur ces roues ou galets et sont sensiblementhorizontales.

De façon avantageuse, le changement de l'inclinaison dechaque voile 26 entre la zone de parcours amont 80 et la zone deparcours aval 82, entre la zone de parcours aval 82 et la zone deparcours supérieure 84 et entre la zone de parcours supérieure 84et la zone de parcours amont 80 est obtenue par l'action del'écoulement 78 ou la gravité sur la voile 2 6, la voile 2 6 pivotantlibrement par rapport aux chaînes 40 au niveau des liaisonspivotantes 62, de sorte que les frottements lors de ce pivotementsont réduits.

La figure 14 est une vue en perspective, partielle etschématique, d'un autre mode de réalisation d'une hydrolienne 100.L'hydrolienne 100 comprend l'ensemble des éléments de1'hydrolienne 10 représenté en figure 1 et comprend, en outre,des éléments de guidage 102 fixés à la traverse 25 située la plusen amont. Lors du pivotement des voiles 2 6 entre la zone deparcours supérieure 84 et la zone de parcours amont 80, les voiles26 sous l'action de la force centrifuge viennent en appui contreles éléments de guidage 102. Ceci permet de commanderl'inclinaison des voiles 26 pour que la pénétration des voiles 26dans le cours d'eau 78 se fasse avec le moins de perturbationspossibles de l'écoulement 78. Les éléments de guidage 102 peuventêtre en un matériau rigide ou être en un matériau souple. Demanière analogue, 1'hydrolienne 100 peut comprendre des moyenspour commander l'inclinaison des voiles 26 lorsqu'elles sortentde l'écoulement à la fin de la zone de parcours aval 82. Cetteinclinaison peut être choisie pour minimiser le phénomène desuccion de la voile par l'écoulement à la sortie de la voile horsde l'écoulement.

La figure 15 est une vue de côté, partielle etschématique, d'un autre mode de réalisation d'une turbine 105 danslequel, par rapport à la turbine 14 décrite précédemment, laturbine 105 ne comprend que la roue supérieure amont 34 et la rouesupérieure aval 36. On appelle alors zone de parcours inférieure106 l'espace parcouru par les voiles 26 lorsqu'elles sont situéessur les parties des chaînes 40 s'étendant des roues supérieuresamont 34 vers les roues supérieures aval 36. Les voiles 26 sontau moins en partie immergées dans l'écoulement 78 dans la zone deparcours inférieure 106 alors qu'elles sont de préférence émergéesdans la zone de parcours supérieure 84. Les éléments de liaison44 permettent de fixer l'angle d'inclinaison entre chaque voile26 et les chaînes 40 dans la zone de parcours inférieure 106 etl'angle d'inclinaison entre chaque voile 26 et les chaînes 40 dansla zone de parcours supérieure 84. Si la zone de parcoursinférieure 106 est suffisamment longue, la vitesse de déplacementdes voiles 26 peut s'approcher de la vitesse de l'écoulement. Onobtient alors un couplage longitudinal de la turbine 105 avecl'écoulement. Ceci permet notamment d'obtenir un couple mécaniqueélevé.

La figure 16 est une vue de côté, partielle etschématique, d'un autre mode de réalisation d'une turbine 110 danslequel la turbine 110 comprend deux roues inférieures, une roueinférieure amont 38 et une roue inférieure aval 38'. La zone deparcours amont 80 s'étend alors entre la roue supérieure amont 34et la roue inférieure amont 38 et la zone de parcours aval 82s'étend entre la roue inférieure aval 38' et la roue supérieureaval 36. L'hydrolienne comprend, en outre, une zone de parcoursinférieure 112 entre la roue inférieure amont 38 et la roueinférieure aval 38'.

Les figures 17 et 18 sont des vues de côté, partielleset schématiques, d'un autre mode de réalisation d'une turbine 115à deux configurations d'utilisation différentes. La turbine 115comprend l'ensemble des éléments de la turbine 14 à la différenceque chaque roue inférieure 38 est reliée au support 24 correspondant par l'intermédiaire d'un dispositif de maintien 116adapté à modifier la position de la roue inférieure 38 par rapportau support 24 correspondant. Le dispositif de maintien 116 peutcomprendre un piston 118 comprenant un corps 120 et une tige 122pouvant coulisser dans le corps 120. Le corps 120 est relié ausupport 24 par une liaison pivotante 124, par exemple d'axeparallèle aux axes de rotation des roues supérieures 34 et 36. Laroue inférieure 38 est reliée par une liaison pivotante 126, parexemple d'axe parallèle aux axes de rotation des roues supérieures34 et 36, à l'extrémité de la tige 122 opposée au corps 120.

La position relative de chaque roue inférieure 38 parrapport au support 24 auquel elle est reliée par le dispositif demaintien 116 peut être modifiée en modifiant l'inclinaison dupiston 118 par rapport au support 24 et/ou en modifiant la longueurde la tige 122 en dehors du corps 120. Selon un mode deréalisation, la commande de l'orientation de chaque piston 118par rapport au support 24 et/ou la commande de la longueur de latige 122 en dehors du corps 120 peut être réalisée par desactuateurs. La longueur de la tige 122 en dehors du corps 120 estnotamment ajustée pour obtenir la mise en tension souhaitée de lachaîne 40. Selon un mode de réalisation, les dispositifs demaintien 116 sont commandés de façon que les axes de rotation desroues inférieures 38 soient en permanence sensiblement confondus.Selon un mode de réalisation, en fonctionnement, l'angle dedébattement maximal de chaque piston 118 par rapport au support24 correspondant peut être de l'ordre de 25 °C. Selon un mode deréalisation, le débattement maximum de chaque roue inférieure 38mesuré dans un plan horizontal est égal à l'entraxe entre lesroues supérieures 34 et 36. Le déplacement de chaque roueinférieure 38 permet de modifier les angles d'inclinaison deschaînes 40 par rapport au plan de référence vertical Ref dans leszones de parcours amont et aval 80 et 82.

Le déplacement des roues inférieures 38 par rapport auxroues supérieures 34, 36 peut dépendre d'au moins un paramètre,par exemple la vitesse de l'écoulement 78 dans lequel est disposé la turbine 115. Selon un mode de réalisation, chaque roueinférieure 38 est déplacée vers l'amont par rapport à la positiondans laquelle la roue inférieure 38 est à égale distance des rouessupérieures 34, 36, lorsque la vitesse de l'écoulement 78 augmentepar rapport à la vitesse de l'écoulement 78 pour laquelle la roueinférieure 38 est à égale distance des roues supérieures 34, 36.

En figure 17, chaque roue inférieure 38 est sensiblementà égale distance des roues supérieures amont et aval 34, 36 reliéesau même support 24.

En figure 18, la roue inférieure 38 est plus proche dela roue supérieure amont 34 que de la roue supérieure aval 36reliées au même support 24.

La figure 19 est une vue schématique d'un mode deréalisation du convertisseur mécanique-électrique 16 de1'hydrolienne 10 représentée en figure 1. Dans le présent mode deréalisation, le convertisseur 16 comprend un système mécanique detransmission 130, un circuit hydraulique 132 dans lequel circuleun fluide hydraulique et un générateur électrique 134. Le systèmede transmission 130 est relié à au moins l'une des roues 34, 36,38 de l'hydrolienne 10. Le générateur électrique 134 est parexemple relié au réseau électrique 136 ou alimente une chargequelconque.

Le circuit hydraulique 132 se divise en une premièrepartie 138 située sur la structure flottante de 1'hydrolienne 10et une deuxième partie 140 située au sol hors du cours d'eau 78.La première partie 138 du circuit hydraulique 132 comprend aumoins une pompe hydraulique 142 de mise en circulation du fluidehydraulique, dont l'arbre d'entrée est relié au système mécaniquede transmission 130 et la deuxième partie 140 du circuithydraulique 132 comprend au moins un moteur hydraulique 144,entraîné par le fluide hydraulique, dont l'arbre de sortie estrelié à l'arbre d'entrée du générateur électrique 134. Le circuithydraulique 132 comprend, en outre, un régulateur 146 du débitet/ou de la pression du fluide hydraulique alimentant le moteurhydraulique 144 prévu de préférence au niveau de la deuxième partie 140 du circuit hydraulique 132. La première partie 138 ducircuit hydraulique 132 est reliée à la deuxième partie 140 ducircuit hydraulique 132 au moins par une ligne HP de circulationdu fluide hydraulique à haute pression et une ligne BP decirculation du fluide hydraulique à basse pression.

Le convertisseur mécanique-électrique 16 comprend, enoutre, un module de traitement 148 recevant des signaux S fournispar des capteurs 150 et fournissant des signaux de commande COMau régulateur 146. Le module de traitement 148 peut correspondreà un circuit dédié ou peut comprendre un processeur, par exempleun microprocesseur ou un microcontrôleur, adapté à exécuter desinstructions d'un programme d'ordinateur stocké dans une mémoire.Le régulateur 146 est adapté à modifier le débit et/ou la pressiondu fluide hydraulique atteignant le moteur hydraulique 144 enfonction des signaux de commande COM.

Les capteurs 150 peuvent comprendre notamment : un capteur de la température de la pompe hydraulique 142 ; un capteur de la température du moteur hydraulique 144 ; un capteur de la température du générateur électrique134 ; un capteur de la vitesse de rotation de l'arbre d'entréede la pompe hydraulique 142 ; un capteur de la vitesse de rotation de l'arbre d'entréedu générateur électrique 134 ; un capteur de la pression du fluide hydraulique sur laligne HP ; un capteur de la pression du fluide hydraulique sur laligne BP ; un capteur de la tension fournie par le générateurélectrique 134 ; un capteur de 1'intensité du courant fourni par legénérateur électrique 134 ; et un capteur de la fréquence du courant fourni par legénérateur électrique 134.

En fonctionnement, l'arbre d'entrée de la pompehydraulique 142 est entraîné en rotation, par l'intermédiaire dusystème de transmission 130, par au moins l'une des roues 34, 36,38 de la turbine 14. La pompe hydraulique 142 met en circulationle fluide hydraulique dans le circuit hydraulique 132 qui à sontour entraîne le moteur hydraulique 144. La vitesse de rotationde l'arbre de sortie du moteur hydraulique 144 est commandée parle régulateur 146 en fonction des signaux de commande COM. L'arbrede sortie du moteur hydraulique 144 entraîne en rotation l'arbred'entrée du générateur électrique 134 qui produit de l'énergieélectrique qui peut être fournie au réseau électrique 136.

Un avantage du présent mode de réalisation duconvertisseur 16 est que la deuxième partie 140 du circuithydraulique 132 et le générateur électrique 134 sont situés ausol et peuvent donc être conçus indépendamment de la turbine 14flottante.

Un autre avantage du présent mode de réalisation duconvertisseur 16 est que les caractéristiques, notamment latension moyenne et la fréquence, de l'énergie électrique produitepar le générateur électrique 134 peuvent être commandées avecprécision en partie indépendamment de l'énergie mécanique fourniepar la roue 34, 36, 38 de la turbine 14. En particulier, l'énergieélectrique produite par le générateur électrique 134 peut êtreadaptée en fonction de l'application visée. Selon un mode deréalisation, lorsque le générateur électrique 134 est relié auréseau électrique 136, la charge présentée au réseau électrique136 par le générateur électrique 134 peut être adaptée aux besoinsvisés. Selon un exemple, le générateur électrique 134 peut êtreutilisé pour participer à une régulation de fréquence du réseauélectrique 136. Selon un autre exemple, dans le cas où legénérateur électrique 134 comprend une machine asynchrone à rotorinduit et sa régulation, le générateur électrique 134 peut êtreutilisé pour participer à une régulation de la puissance réactivedu réseau électrique 136.

Selon un mode de réalisation, l'hydrolienne peutcomprendre plusieurs turbines 14 qui sont utilisées simultanémentet agencées à un même emplacement d'un cours d'eau pour formerune ferme de turbines 14. Dans ce cas, le convertisseurmécanique/électrique 16 de 1'hydrolienne est de façon avantageuseadapté à convertir en énergie électrique l'énergie mécaniquefournie par toutes les turbines de la ferme de turbines. A titred'exemple, les turbines 14 peuvent être disposées les unesderrière les autres selon la direction de l'écoulement. En effet,chaque turbine 14 perturbe de façon avantageuse peu l'écoulementqui atteint la turbine suivante.

Les figures 20 et 21 sont des vues de dessus schématiquesillustrant des modes de réalisation du convertisseurmécanique/électrique d'une hydrolienne comprenant une ferme deturbines.

En figure 20, on a représenté un hydrolienne 151comprenant deux turbines flottantes 14 portant chacune le systèmemécanique de liaison 130 et la première partie 138 du circuithydraulique 132 représenté en figure 19. Les lignes HP et BP despremières parties 138 du circuit hydraulique 132 sont reliées enparallèle à une seule deuxième partie 140 du circuit hydraulique132.

En figure 21, on a représenté un hydrolienne 152comprenant deux turbines 14 comprenant chacune le systèmemécanique de liaison 130, les systèmes mécaniques de liaison 130entraînant chacune l'arbre d'entrée de la pompe hydraulique 142d'une seule première partie 138 du circuit hydraulique 132.

Un avantage des modes de réalisation décritsprécédemment est que le nombre de turbines 14 d'une même fermepeut facilement être augmenté ou réduit sans modification deséléments au sol du convertisseur 16.

La figure 22 est un schéma d'un mode de réalisation plusdétaillé du circuit hydraulique 132 de la figure 19. En figure22, la ligne en traits pointillés 153 représente la séparationentre la première partie 138 du circuit hydraulique 132 et la deuxième partie 140 du circuit hydraulique 132. Le fluidehydraulique circule dans la ligne HP de la première partie 138vers la deuxième partie 140 du circuit hydraulique 132 et lefluide hydraulique circule dans la ligne BP de la deuxième partie140 vers la première partie 138 du circuit hydraulique 132.

Dans le présent mode de réalisation, la première partie138 du circuit hydraulique 132 comprend deux pompes hydrauliques142 entraînées via le système de transmission 130 par les deuxroues supérieures amont 34 ou les deux roues supérieures aval 36de 1'hydrolienne 10. Chaque pompe hydraulique 142 est reliée à laligne haute pression HP, vers laquelle elle refoule le fluidehydraulique, par une conduite 154 et à la ligne basse pressionBP, depuis laquelle elle aspire le fluide hydraulique, par uneconduite 156.

Une vanne d'isolement avec actionneur 158 à deux voieset une vanne d'isolement manuelle 160 à deux voies sont disposéessur chaque conduite 154, la vanne d'isolement avec actionneur 158étant plus proche de la pompe hydraulique 142 que la vanned'isolement manuelle 160. Une vanne d'isolement avec actionneur159 à deux voies et une vanne d'isolement manuelle 161 à deuxvoies sont disposées sur chaque conduite 156, la vanne d'isolementavec actionneur 159 étant plus proche de la pompe hydraulique 142que la vanne d'isolement manuelle 161.

La deuxième partie 140 du circuit hydraulique 132comprend une conduite 162 qui relie la conduite à HP à un réservoir164 du fluide hydraulique. Le moteur hydraulique 144 entraînantle générateur électrique 134 est disposé sur la conduite 162. Lefluide hydraulique s'écoule au travers du moteur hydraulique 144de la conduite HP vers le réservoir 164.

Sur la ligne BP du côté de la deuxième partie 140 ducircuit hydraulique 132 sont prévus un échangeur de chaleur 166,un filtre 167 et une vanne d'isolement manuelle 168 à deux voies,la vanne d'isolement manuelle 168 étant plus proche de la premièrepartie 138 que l'échangeur de chaleur 166 et le filtre 167.L'échangeur de chaleur 166 permet de refroidir le fluide hydraulique et est, par exemple, un échangeur dans lequel lefluide de refroidissement est l'air. Le filtre 167 est adapté àfiltrer le fluide hydraulique. Une conduite 170 relie la conduiteBP au réservoir 164. Une pompe hydraulique 172 entraînée par unmoteur électrique, non représenté, et une vanne d'isolementmanuelle 174 à deux voies sont prévues sur la conduite 170, lapompe hydraulique 172 étant plus proche du réservoir 164 que lavanne d'isolement manuelle 174. Une autre conduite 176 relie laconduite BP au réservoir 164. Une pompe hydraulique 178 entraînéepar le moteur hydraulique 144 et des vannes d'isolement manuelles180 à deux voies, de part et d'autre du moteur hydraulique 144,sont prévues sur la conduite 176.

La première partie 138 du circuit hydraulique 132 esten outre reliée à la deuxième partie 140 du circuit hydraulique132 par une conduite 182 qui est débouche dans le réservoir 134,le fluide hydraulique s'écoulant dans la conduite 182 de lapremière partie 138 vers la deuxième partie 140 du circuithydraulique 132. Pour chaque pompe hydraulique 142, une conduite184 relie la sortie de la pompe hydraulique 142 à la conduite 182.Une vanne d'isolement avec actionneur 186 à deux voies et unorifice calibré 188 sont prévus sur chaque conduite 184, la vanned'isolement avec actionneur 186 étant plus proche de la pompehydraulique 142 que l'orifice calibré 188.

La deuxième partie 140 du circuit hydraulique 132comprend, en outre, une conduite 190 montée en parallèle sur laconduite 162 de part et d'autre du moteur hydraulique 144. Unevanne de régulation avec actionneur 192 à deux voies et un orificecalibré 194, entre deux vannes d'isolement manuelles 196 à deuxvoies, sont prévus sur la conduite 190. La vanne de régulationavec actionneur 192 est une vanne à ouverture ajustablegraduellement entre une position totalement fermée et une positiontotalement ouverte. Une conduite 198 relie la conduite 162 enamont du moteur hydraulique 144 selon le sens de circulation dufluide hydraulique à la conduite 190 en aval de la deuxième vanned'isolement manuelle 196 selon le sens de circulation du fluide hydraulique. Une soupape de surpression 200 est prévue sur laconduite 198.

Selon le présent mode de réalisation, le circuithydraulique 132 comprend en outre : un capteur 202 de la température du fluide hydrauliqueen sortie de chaque pompe hydraulique 142 ; un capteur 204 de la température du fluide hydrauliquesur la ligne HP ; un capteur 206 de la température du fluide hydrauliquesur la ligne BP ; un capteur 208 de la vitesse de rotation de l'arbred'entrée des pompes hydrauliques 142 ; un capteur 210 de la vitesse de rotation de l'arbred'entrée du générateur électrique 134 ; un capteur 212 de la pression du fluide hydraulique surla ligne HP ; un capteur 214 de la pression du fluide hydraulique surla ligne BP ; un capteur 216 de la température du fluide hydrauliqueen aval de l'orifice calibré 194 ; et un capteur 218 du niveau du fluide hydraulique dans leréservoir 164.

Le module de traitement 148 peut notamment recevoir lessignaux fournis par tous les capteurs 202, 204, 206, 208, 210,212, 214, 216, 218 ou certains d'entre eux. Le module de traitement148 peut commander l'ouverture ou la fermeture de toutes lesvannes d'isolement avec actionneur et de la vanne de régulationavec actionneur 192 ou au moins de certaines d'entre elles.

Le circuit hydraulique 132 comprend en outre unaccumulateur de pression 220 relié à la conduite 162 par une vanned'isolement manuelle 222.

En fonctionnement, les vannes d'isolement manuelles 160,161, 174, 180, 196 et 222 sont ouvertes. Elles ne sont ferméesque pour des opérations d'installation et/ou de maintenance,notamment pour la réparation des pompes hydrauliques 142.

En fonctionnement normal, alors que les roues 34, 36,38 de la turbine 14 sont entraînées en rotation par les chaînes40 sous l'action de l'écoulement sur les voiles 2 6, les vannesd'isolement avec actionneur 186 sont fermées et les vannesd'isolement avec actionneur 158 et 159 sont ouvertes. Le fluidehydraulique est mis en circulation dans la conduite HP par lespompes hydrauliques 142 et entraîne le moteur hydraulique 144,qui à son tour entraîne le générateur électrique 134. Le fluidehydraulique est aspiré depuis le réservoir 164 dans la conduiteBP et traverse le filtre 167 et le dispositif de refroidissement166. La pompe hydraulique attelée 178 entraînée par le moteurhydraulique 144 assure également la mise en circulation du fluidehydraulique dans la ligne BP. L'énergie électrique fournie par le générateurélectrique 134 est régulée par la commande du débit du fluidehydraulique entraînant le moteur hydraulique 144. En effet, uneaugmentation de l'ouverture de la vanne de régulation avecactionneur 192 entraîne une diminution du débit du fluidehydraulique traversant le moteur hydraulique 144, le débittraversant le moteur hydraulique 144 étant minimal, voire nul,lorsque la vanne de régulation avec actionneur 192 estcomplètement ouverte. Une diminution de l'ouverture de la vannede régulation avec actionneur 192 entraîne une augmentation dudébit du fluide hydraulique traversant le moteur hydraulique 144,le débit traversant le moteur hydraulique 144 étant maximallorsque la vanne de régulation avec actionneur 192 estcomplètement fermée.

Pour faciliter la mise en rotation des roues 34, 36, 38,notamment lors de la mise en place de l'hydrolienne dansl'écoulement, lors d'une phase de démarrage, les vannes 158 sontfermées au moins partiellement et les vannes 159 et 18 6 sontouvertes. Le fluide hydraulique peut alors circuler en partie dansla conduite 182 qui présente une perte de charges moins importanteque la ligne HP sur laquelle est disposé le moteur hydraulique144, ce qui permet aux roues 34, 36 d'actionner les pompes hydrauliques 142 avec une contrepression basse. Lorsque les roues34, 36, 38 tournent normalement, les vannes 186 sont ferméesprogressivement et les vannes 158 sont ouvertes progressivement.

Des modes de réalisation particuliers ont été décrits.En outre, diverses variantes et modifications apparaissent àl'homme de l'art. En particulier, les modes de réalisation duconvertisseur mécanique-électrique 16 décrits précédemment enrelation avec les figures 19 à 22 peuvent être mis en oeuvre avecles modes de réalisation de la turbine décrits précédemment enrelation avec les figures 14, 15, 16, 17 et 18.

Claims

REVENDICATIONS

1. Turbine (14 ; 105 ; 110 ; 115), destinée à être aumoins partiellement immergée dans un écoulement d'un fluide,comprenant deux supports (24), au moins un flotteur (20) reliéaux supports, et, entre les supports (24), des voiles (26)motrices reliées à chaque extrémité à un organe de transmissioncomprenant une chaîne (40) ou une courroie formant une bouclefermée, la turbine comprenant en outre des roues (32, 34, 36)entraînées par les organes de transmission, dont au moinscertaines sont montées libres en rotation sur les supports, chaquevoile (26) comprenant un bord d'attaque (28) et un bord de fuite(30) et étant reliée à chaque organe de transmission par uneliaison pivotante (62), la turbine comprenant en outre, pour aumoins l'un des organes de transmission et pour chaque voile, unepremière pièce (66) fixée à la voile et adaptée à venir en butéecontre un élément (60) fixé à l'organe de transmission lorsque lavoile pivote par rapport à l'organe de transmission d'un premierangle de débattement par rapport à un plan de référence (Ref) dansun premier sens de rotation et une deuxième pièce (68) fixée à lavoile et adaptée à venir en butée contre ledit élément lorsque lavoile pivote par rapport à l'organe de transmission d'un deuxièmeangle de débattement par rapport au plan de référence (Ref) dansun deuxième sens de rotation opposé au premier sens de rotation. 2. Turbine selon la revendication 1, dans laquellel'écoulement de fluide est un cours d'eau. 3. Turbine selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle,pour chaque voile (26), l'axe de rotation (P) de la voile parrapport aux organes de transmission (40) est situé dans la moitiéde la voile du côté du bord d'attaque (28). 4. Turbine selon l'une quelconque des revendications 1à 3, dans laquelle chaque voile (26) est reliée mécaniquement auxsupports (24) seulement par l'intermédiaire des organes detransmission (40). 5. Turbine selon l'une quelconque des revendications 1à 4, comprenant des moyens (72, 74) pour modifier les premier etdeuxième angles de débattement. 6. Turbine selon l'une quelconque des revendications 1à 5, comprenant, pour chaque support (24), des première etdeuxième roues (34, 36) montées libres en rotation sur le supportet une troisième roue (38) reliée au support par un dispositif demaintien (116) adapté à modifier la position de la troisième rouepar rapport aux première et deuxième roues. 7. Turbine selon la revendication 6, dans laquelle ledispositif de maintien (116) comprend un piston (118) . 8. Turbine selon l'une quelconque des revendications 1à 7, comprenant au moins des première, deuxième et troisième zonesde parcours (80, 82, 84) dans lesquelles chaque organe detransmission (40) s'étend de façon rectiligne, les bords d'attaque(28) des voiles (26) étant disposés de façon horizontale à 5° prèsau moins dans les première et deuxième zones de parcours (80, 82),les voiles étant complètement immergées au moins sur une partiedes première et deuxième zones de parcours. 9. Turbine selon la revendication 8, dans laquelle lesvoiles (26) sont émergées en totalité hors de l'écoulement defluide (78) dans la troisième zone de parcours (84). 10. Turbine selon la revendication 9, comprenant, enoutre, des éléments de guidage (102) adaptés à commanderl'inclinaison des voiles (26) lors de la pénétration des voiles(26) dans l'écoulement de fluide (78). 11. Turbine selon l'une quelconque des revendications 1à 10, dans laquelle les voiles (26) sont adaptées, sous l'actiondes forces hydrodynamiques, à se cambrer vers l'aval par rapportà l'écoulement de fluide (78) dans les première et deuxième zonesde parcours (80, 82). 12. Système (10 ; 151 ; 152) de récupération d'énergiecinétique d'un cours d'eau (78) comprenant au moins une premièreturbine (14) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 et un convertisseur (16) de l'énergie mécanique fournie par lapremière turbine en une autre forme d'énergie.
13. Système selon la revendication 12, dans lequel leconvertisseur (16) comprend un circuit hydraulique (132)comprenant une première partie (138) portée par le flotteur (20)et une deuxième partie (140) au sol hors du cours d'eau (78), lapremière partie comprenant au moins une pompe hydraulique (172)adaptée à être entraînée par au moins l'une des roues (32, 34,36) et à mettre en circulation un fluide hydraulique dans lecircuit hydraulique, la deuxième partie comprenant au moins unmoteur hydraulique (144) adapté à être entraîné par le fluidehydraulique. 14. Système selon la revendication 13, dans lequel leconvertisseur (16) comprend un régulateur (146) du débit et/ou dela pression du fluide hydraulique atteignant le moteur hydraulique(144) . 15. Système selon la revendication 14, dans lequel leconvertisseur (16) comprend un réservoir (164) du fluidehydraulique et une première conduite (HP, 162) reliant la pompehydraulique (142) au réservoir et dans laquelle le fluidehydraulique est destiné à circuler de la pompe hydraulique versle réservoir, le moteur hydraulique (144) étant situé sur lapremière conduite, le convertisseur comprenant, en outre, unedeuxième conduite (182, 184) reliant la pompe hydraulique auréservoir et dans laquelle le fluide hydraulique est destiné àcirculer de la pompe hydraulique vers le réservoir, la perte decharge du fluide hydraulique sur la deuxième conduite étantinférieure à la perte de charge du fluide hydraulique sur lapremière conduite, le convertisseur (16) comprenant en outre desvannes (158, 159, 186) d'isolement avec actionneur adaptées àautoriser la circulation du fluide hydraulique dans la premièreconduite et interdire simultanément la circulation du fluidehydraulique dans la deuxième conduite et à interdire lacirculation du fluide hydraulique dans la première conduite et autoriser simultanément la circulation du fluide hydraulique dansla deuxième conduite.
16. Système (151 ; 152) selon l'une quelconque desrevendications 12 à 15, comprenant en outre une deuxième turbine(14) selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 et danslequel le convertisseur (16) est adapté à convertir l'énergiemécanique fournie par la deuxième turbine en ladite autre formed'énergie.