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"DISPOSITIF ET PROCEDE DE PRODUCTION D'ELECTRICITE"
La présente invention se rapporte à un procédé de production
d'électricité, en particulier, à un dispositif de production d'électricité
utilisant
la pression de l'eau, la gravité et la poussée d'Archimède pour générer un
mouvement permettant d'entraîner un générateur.
L'invention procure un procédé qui ne nécessite pas
d'infrastructure coûteuse, sans génie civil exagéré, qui ne défigure pas le
paysage environnant, propre, utilisant uniquement des ressources
naturelles, sans production d'oxydes de carbone et d'une simplicité
remarquable.
Il est prévu suivant l'invention, un procédé de production
d'électricité comprenant :
- un déplacement dans l'eau d'une pluralité d'éléments mobiles
solidaires en mouvement présentant chacun un premier
compartiment et un deuxième compartiment reliés l'un à l'autre de
manière à permettre alternativement un isolement et une
communication entre eux, ce déplacement comportant pour chaque
élément mobile :
^ une descente jusqu'à une profondeur prédéterminée, pendant
laquelle le premier compartiment est isolé dudit deuxième
compartiment comprenant :
= une ouverture d'un passage vers l'extérieur dudit
premier compartiment qui contient ainsi de l'eau dans
laquelle ledit élément mobile est immergé et dans
laquelle un gaz est dissous, le gaz dans ledit premier
compartiment présentant, au moins à ladite profondeur
prédéterminée, une pression prédéterminée, ledit
premier élément mobile présentant à ladite profondeur
prédéterminée un poids volumique correspondant à
ladite pression prédéterminée, et
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= une fermeture dudit passage à ladite profondeur
prédéterminée, ladite descente étant simultanée à une
ascension d'au moins un autre élément mobile,
^ une mise en communication dudit premier compartiment avec
ledit deuxième compartiment, à ladite profondeur
prédéterminée,
^ une ascension dudit au moins un premier élément mobile
initialement par entraînement et ensuite par diminution
progressive de pression de l'eau avec expansion dudit gaz
dans ledit deuxième compartiment et une diminution dudit
poids volumique, ladite ascension étant simultanée à une
descente dudit au moins un autre élément mobile, et
- une transformation de ce mouvement en une énergie électrique.
Selon l'invention, une pluralité d'éléments mobiles se
déplacent en circuit fermé et sont solidaires en mouvement, générant un
mouvement qui peut être transmis à un générateur dans le but de produire
de l'électricité. Lorsqu'un élément mobile descend, un autre remonte, et
ainsi de suite.
Les éléments mobiles s'entrainent mutuellement et le fait
d'avoir un nombre pair d'éléments mobiles placés symétriquement permet
d'atteindre l'état d'équilibre. Les poids s'annulent et il ne reste que la
poussée d'Archimède plus importante sur les éléments mobiles en remontée
par diminution dudit poids volumique
Le premier élément mobile suivant le procédé selon l'invention
descend dans l'eau sous l'effet de son propre poids et donc de la gravité.
Les éléments mobiles sont conçus pour subir le moins de frottement
possible et dès lors pour que leur descente ne soit pratiquement pas freinée
(ni par les frottements, ni par la viscosité de l'eau). Simultanément, un
autre
élément mobile remonte. Dès lors les poids des deux éléments mobiles
placés symétriquement s'annulent et la poussée d'Archimède s'exerce avec
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une force supérieure sur l' élément en ascension que sur l'élément en
descente. L'élément mobile situé à la profondeur prédéterminée est soumis
à la pression qui s'exerce sur lui et il contient une quantité d'eau saturée
(ou
proche de la saturation) en gaz dissous (état d'équilibre) qui a été prélevée
à ladite profondeur prédéterminée et dès lors, il contient une quantité de gaz
sous pression confinée dans le premier compartiment et maintenus dissous
par la pression de l'eau. Lorsqu'un élément mobile arrive à ladite profondeur
prédéterminée, il possède une énergie cinétique qui est égale à l'énergie
potentielle qu'il possédait avant la descente. L'énergie cinétique que
l'élément mobile possède, ainsi que le fait que les forces de poids de cet
élément mobile et de l'autre élément mobile s'annulent, lui procure une
inertie suffisante pour l'entraîner dans son ascension conjointement avec la
descente d'un autre élément mobile.
Entre la descente et l'ascension de chaque élément mobile,
une mise en communication du premier compartiment avec le deuxième se
produit. Dès lors, en offrant un volume plus grand au gaz dissous dans l'eau
(gaz sous pression), le gaz dissous aura tendance à se volatiliser lorsque la
pression diminuera (au fur et à mesure de la remontée) et à occuper tout
l'espace disponible, ce qui entraîne une ascension dudit élément mobile. En
effet, la pression s'exerçant sur l'élément mobile diminue en même temps
que la profondeur diminue et puisque la communication entre les deux
compartiments offre un volume plus important au gaz sous pression, il peut
alors occuper tout l'espace. Le gaz dissous subit dès lors une ex-solution et
les molécules de gaz mélangées à l'eau prélevée à ladite profondeur
prédéterminée s'échappent vers l'espace disponible. La masse volumique
du premier élément mobile diminue puisque pour une masse donnée, le
volume de l'élément mobile augmente et celui-ci remonte donc vers la
surface. Au fur et à mesure que l'élément mobile remonte, au moins grande
est la pression s'exerçant sur celui-ci, et au plus l'élément mobile remonte.
En effet, le gaz sous pression est libre d'occuper un volume plus grand
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puisque de l'espace lui a été offert suite à la mise en communication du
premier et du deuxième compartiment. De plus comme la pression
extérieure, et donc celle qui s'exerce sur le gaz sous pression diminue avec
la remontée, le gaz sous pression est de moins en moins comprimé et
passe donc dans le deuxième compartiment à l'état expansé ou ex-sous.
Ceci entraine l'élément mobile en question vers le haut (comme un ballon
immergé qui remonte à la surface). Ce mouvement d'ascension et de
descente des éléments mobiles génère un mouvement qui est transmis à un
générateur pour la production d'électricité.
Ceci est un procédé donc entièrement propre, qui utilise des
gaz dissous dans l'eau de manière naturelle, qui ne produit pas d'oxydes de
carbone et qui ne nuit absolument pas à l'environnement. Un des aspects
avantageux réside dans le fait que c'est principalement de l'air qui est
extrait
des fonds marins et dès lors que le gaz libéré dans l'atmosphère est
principalement de l'air. Lorsque d'autres gaz sont collectés, l'invention
prévoit de les collecter dans le but de les récupérer (par exemple, le
méthane).
Toutefois, de manière très surprenante, il a été montré suivant
l'invention que la quantité de gaz dissous était bien supérieure à celle qui
était attendue théoriquement. En effet, la quantité d'air qui est en solution
dans l'eau à ladite profondeur prédéterminée est très importante et dès que
l'on lui permet de quitter la phase liquide en lui offrant un volume plus
grand
(mise en communication du premier et du deuxième compartiment) et en
diminuant la pression de l'eau du fait du seul abaissement de la hauteur de
la colonne d'eau, le gaz dissous s'échappe dans le deuxième compartiment,
ce qui entraîne l'élément mobile vers le haut.
Il a en effet été trouvé de manière surprenante (voir exemple
décrit simultanément avec la figure 9) que dans le cas d'une eau de surface,
au départ sous saturée en gaz, l'eau de surface devient plus dense par le
fait qu'elle dissout de l'air. Cette augmentation de densité a été observée en
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laissant une quantité d'eau dans un récipient et en effectuant des pesées
répétées. Le poids de l'ensemble augmente au cours du temps. S'il n'y avait
pas d'augmentation de densité à cause de la dissolution du gaz
(incorporation de molécules dans le réseau moléculaire de l'eau liquide) et
5 par le fait que l'ensemble se trouve dans ce même gaz qui se fait dissoudre
(le récipient contenant de l'eau est en contact avec l'air atmosphérique), la
poussée d'Archimède compenserait très exactement cette dissolution.
Puisque cette eau de surface augmente en densité, elle coule
dans l'eau moins dense (eau sous-jacente) et cette eau moins dense la
remplace à la surface. En descendant dans l'eau moins dense, la pression
qui s'exerce sur cette dernière est plus élevée qu'en surface, il y a donc un
phénomène de compression qui se produit et un échauffement. Celui-ci a
pour résultat une libération du gaz incorporé qui est directement capturé par
l'eau alentour qui est en outre plus froide et donc plus encline à absorber du
gaz. De cette façon la densité de l'eau alentour augmente et elle coule
jusqu'à rencontrer de l'eau qui a la même densité. Une compression se
produit à nouveau et le phénomène va continuer jusqu'à l'obtention de la
saturation pour la pression correspondante à chaque profondeur. Il y a donc
une alimentation en gaz du fond de l'eau.
C'est donc pour cette raison que la quantité d'air dissous dans
de l'eau à une profondeur prédéterminée est plus élevée que ce qui était
attendu par les modèles existants qui utilisent un modèle linéaire pour
approximer cette quantité basé sur la loi de Henry. De plus, ces gaz, étant
mélangés à l'eau, sont limité par cette eau dans leur agitation et doivent
donc être présent en plus grande quantité pour exercer une même pression
que s'ils étaient sous forme gazeuse. Ils agissent en effet comme s'ils
étaient seuls, (loi de Dalton).
Avantageusement, le procédé selon l'invention comprend
entre ladite descente et ladite ascension de chaque élément mobile, un
déplacement sensiblement horizontal dudit élément mobile au cours duquel
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a lieu ladite mise en communication des deux compartiments simultanément
ou non à l'isolement de l'ensemble du milieu extérieur et/ou, entre ladite
ascension et ladite descente de chaque élément mobile, un déplacement
sensiblement horizontal dudit élément mobile au cours duquel a lieu ledit
isolement dudit deuxième compartiment par rapport au premier
compartiment, simultanément ou non à l'ouverture du premier compartiment
vers le milieu extérieur.
Ceci permet que la pression s'exerçant sur l'élément mobile
lorsque le premier compartiment et le deuxième compartiment entrent en
communication soit constante pendant la durée de la mise en
communication.
Dans une forme de réalisation préférentielle, le procédé
comprend une agitation de l'eau contenue dans ledit premier compartiment
de façon à faciliter l'expansion du gaz dissous dans cette eau. L'agitation
peut être réalisée directement dans le premier compartiment, ou le long de
l'ascension par des dispositifs externes et/ou internes d'agitation.
De préférence, le gaz expansé est expulsé dudit élément
mobile après l'ascension dudit élément mobile. Le gaz expansé est donc
libéré sous l'eau et remonte à la surface afin de se libérer dans l'air
surplombant la surface de l'eau ou est libéré à la surface de l'eau.
Avantageusement, le procédé selon l'invention comprend en
outre avant ladite ascension (et donc à la profondeur et pression
prédéterminée) une introduction d'une quantité d'air également sous-
pression au travers d'un matériau poreux, visant à faciliter l'ex-solution des
molécules de gaz dissous, incorporées dans les molécules d'eau qui ont été
prélevées à ladite profondeur.
D'autres formes de réalisation du procédé suivant l'invention
sont indiquées dans les revendications annexées.
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L'invention se rapporte également à un dispositif de
production d'électricité comprenant:
- une voie de transport immergée dans l'eau comprenant au moins un
tronçon de descente et un tronçon d'ascension,
- une pluralité d'éléments mobiles (1) solidaire en mouvement sur ladite
voie de transport, chaque élément mobile comprenant un premier et
un deuxième compartiment et des moyens de liaison permettant une
communication ou un isolement de ces compartiments entre eux et
avec le milieu alentour, et
- des moyens de transmission du mouvement dudit élément mobile à
au moins un générateur capable de transformer ce mouvement en
une énergie électrique par absorption de l'énergie engendrée par la
poussée d'Archimède (démultiplication en surface au niveau du lien
entre le système et un générateur)
Il ressort clairement de ceci que le dispositif selon l'invention
comprend uniquement des éléments propres, ne donnant naissance à
aucun polluant et particulièrement simples à mettre en ceuvre, qui utilisent
la
force de la gravité, la poussée d'Archimède et la pression de l'eau à une
profondeur prédéterminée.
D'autres formes de réalisation du dispositif suivant l'invention
sont indiquées dans les revendications annexées.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de
l'invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre non
limitatif et en faisant référence aux dessins annexés.
La figure 1 est une vue en coupe d'un élément mobile d'une
forme de réalisation du dispositif selon l'invention.
La figure 2 est une vue en coupe d'un élément mobile d'une
forme de réalisation variante du dispositif selon l'invention.
Les figures 3A et 3B sont des vues en coupe selon la ligne III-
III à la figure 1 ou 2 des moyens de liaison et du premier moyen de
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fermeture entre le premier compartiment et le deuxième compartiment de
l'élément mobile illustré à la figure 1 ou 2, respectivement en position
ouverte (figure 3A) et en position fermée (figure 3B).
Les figures 4A et 4B sont des vues en coupe selon la ligne IV-
IV à la figure 1 ou 2 du deuxième moyen de fermeture entre le premier
compartiment et l'eau environnante de l'élément mobile illustré à la figure 1
ou 2, respectivement en position ouverte (figure 4A) et en position fermée
(figure 4B).
La figure 5 est une vue en perspective du dispositif selon
l'invention comprenant deux éléments mobiles tels qu'illustrés à la figure 1.
La figure 6 est une vue de face d'une forme de réalisation
particulièrement préférentielle du dispositif selon l'invention comprenant une
pluralité d'éléments mobiles tels qu'illustrés à la figure 1.
La figure 7 est une représentation schématique d'un dispositif
expérimental permettant d'illustrer le phénomène d'ex-solution.
Sur les figures, les éléments identiques ou analogues portent
les mêmes références.
Comme on peut le voir à la figure 1, l'élément mobile 1
comprend un premier compartiment 2 et un deuxième compartiment 3. Le
deuxième compartiment 3 est un élément extensible protégé par une
structure de protection de type manchon 9. La structure de protection de
type manchon 9 peut présenter une section transversale carrée,
rectangulaire, triangulaire, ronde, ovale ou encore d'autres formes
imaginables, telles qu'un hexagone, un pentagone, etc.
L'élément mobile illustré à la figure 1 comprend, un moyen de
liaison 5 (tiroir rotatif constitué des parties R,R'), un premier moyen de
fermeture (partie R" d'un tiroir rotatif). Le premier moyen de fermeture R"
est
illustré avec les moyens de liaison 5 aux figures 3A et 3B.
La partie R' comprend 8 ailettes 6' et 8 orifices 8' dans sa
partie circonférentielle qui s'étend de la zone d'attache 33 du deuxième
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compartiment (3) au premier compartiment (2) jusqu'à la circonférence de la
partie R'. De préférence, la partie R' présente sensiblement le même
diamètre que le premier compartiment 2 duquel elle est solidaire. La partie
R comprend également 8 ailettes 6 et 8 orifices 8 dans sa partie centrale
s'étendant du centre à la zone d'attache 33. La partie R dudit tiroir rotatif
présente un diamètre identique à celui du rétrécissement de la zone
d'attache 33 illustré à la figure 1 entre le premier compartiment 2 et le
deuxième compartiment 3.
La partie R' et R sont solidaires entre elles avec la zone
d'attache 33.
Sous le moyen de liaison 5 se trouve une partie R"
comprenant également 8 ailettes 10 et 8 orifices 11. La partie R" est la
partie mobile du tiroir rotatif susdit, présente également sensiblement le
même diamètre que ledit premier compartiment 2 et permet d'ouvrir le
passage de l'eau environnante dans le premier compartiment 2. Lorsque les
ailettes 6' de la partie R' solidaire dudit premier compartiment 2 sont
superposées à celles (10) de la partie R", les orifices 8' et 11 sont
également superposés (voir figure 3B) et le premier compartiment 2
communique avec l'eau environnante. Dans cette configuration, le premier
compartiment 2 est isolé du deuxième compartiment 3, les ailettes 10 et les
ailettes 6' obturent l'orifice de communication entre les deux compartiments
2et3.
La partie R' est solidaire de la partie R et décalée de cette
dernière de telle façon que lorsque la partie R est en position ouverte pour
permettre la communication entre le premier 2 et le deuxième compartiment
3, les ailettes 10 de la partie R" sont juxtaposées à celles de la partie R'
de
façon à empêcher la communication entre l'eau environnante et le premier
compartiment 2. Les moyens de liaison 5 (tiroir rotatif comprenant les parties
R et R") et le premier moyen de fermeture (partie R' et partie R") sont donc
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agencés pour que l'un soit dans ladite position ouverte lorsque l'autre est
dans la position fermée et vice versa.
La partie R" comprend en outre des taquets de
fermeture/ouverture 12 qui par un choc sur un point fixe entraîneront le
5 rotation de la partie R". Dans le cas présent, les ailettes sont au nombre
de
8, les taquets entraineront donc une rotation de la partie R" d'un seizième
de tour par rapport à la partie R', solidaire dudit premier compartiment 2.
A titre d'exemple, dans cette forme de réalisation, les parties R
et R' comprennent chacune 8 ailettes 6,6' séparées de 8 orifices 8,8' et le
10 passage de la position de communication à la position de communication se
fait par une rotation de la partie mobile R d'un seizième de tour par rapport
à
la partie fixe solidaire R' du premier compartiment 2. Il va de soi qu'une
rotation de 3/16, de 5/16, de 7/16, de 9/16, de 11/16, de 13/16 ou de 15/16
aura le même effet et que ces rotations sont donc comprises dans la portée
de l'invention revendiquée. De même, chaque partie R, R' et R" peut
comporter 4 ou 6 ailettes -séparées de 4 ou 6 orifices respectivement et le
passage de la position de communication à la position d'isolement se fera
alors par une rotation de la partie mobile R d'un huitième ou d'un douxième
de tour par rapport à la partie fixe solidaire R' du premier compartiment 2
La figure 3a illustre une variante d'un élément mobile 1 du
dispositif selon l'invention.Le premier compartiment 2 comprend également
un deuxième moyen de fermeture 13 constitué d'un autre tiroir rotatif
(illustré
aux figures 4A et 4B). Comme on peut le voir aux figures 4A et 4B, le
deuxième moyen de fermeture 13 est situé au bas dudit premier
compartiment 2. Le deuxième moyen de fermeture comprend également
une partie fixe 14 et une partie mobile 15. La partie fixe 14 est solidaire du
premier compartiment 2 et la partie mobile 15 pivote sur un point de pivot 16
solidaire de la partie fixe 14. Le diamètre de ces parties 14 et 15 est
sensiblement identique au diamètre dudit premier compartiment 2. De
préférence, les parties 14 et 15 sont identiques aux parties R' et R" (sans la
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partie R) de façon à synchroniser aisément les ouvertures et fermetures et
de façon à ne pas générer de contraintes de forces dans le premier
compartiment 2 et le nombre d'ailettes et d'orifices sont identiques.
Ledit deuxième moyen de fermeture 13 et le premier moyen
de fermeture R" sont agencés pour être simultanément en position de
fermeture ou d'ouverture de telle manière que lorsque le premier
compartiment 2 est isolé de l'eau environnante par le premier moyen de
fermeture R", il l'est également par le deuxième moyen de fermeture 13 et le
premier compartiment 2 est en communication avec le deuxième
compartiment 3.
Comme on peut le voir aisément à la figure 1 ou 2, les parties
R', R" et les parties 14 et 15 sont légèrement courbées aux extrémités
latérales de telle façon que le récipient soit constitué par les parties
susdites. Les parties R' et 14 qui sont les parties fixes sont reliées par une
membrane souple 17. les parties R" et 15 sont les parties mobiles et sont
chacune reliées à un taquet 12 permettant la rotation de celle-ci.
Ceci étant une forme de réalisation, tous autres moyens de
fermeture et ouverture, connus en soi, peuvent bien entendu être utilisés
sans quitter le cadre de l'invention (vannes, couvercles basculants,
couvercles glissants,...)
Comme on peut le voir à la figure 5, le dispositif selon
l'invention comprend une voie de transport 19 immergée dans l'eau
comprenant au moins un tronçon de descente 19a et un tronçon
d'ascension 19b.
Lors de la descente, le premier compartiment 2 est isolé du
deuxième compartiment 3 et est en communication avec l'eau environnante
car les premier et deuxième moyens de fermeture sont en position ouverte.
L'eau passe donc librement au travers de l'élément mobile 1. Rappelons
que la structure de protection 9 est de type manchon, c'est-à-dire non
fermée. Avantageusement, ledit deuxième compartiment 3 extensible est
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fixé en un point audit manchon afin de le maintenir dans la position la plus
favorable.
Lorsque ledit élément mobile 1 arrive à une profondeur
prédéterminée (en bas du tronçon de descente 19a), il entoure une quantité
prédéterminée d'eau présente à la profondeur prédéterminée. A cette
profondeur prédéterminée, la rotation de la partie R" et de la partie 15 est
commandée et le premier compartiment 2 est isolé de l'eau environnante.
Le premier compartiment 2 de l'élément mobile 1 confine donc une quantité
d'eau prélevée à ladite profondeur prédéterminée. Cette eau confinée
présente une grande quantité de gaz dissous, comme on l'a mentionné
précédemment. La rotation de la partie R" a eu lieu en même temps que
l'ouverture de la communication entre le premier 2 et le deuxième
compartiment 3. L'ouverture susdite offre donc au gaz dissous un espace à
occuper, à savoir le deuxième compartiment 3. Le gaz va donc entrer en
expansion lors de l'ascension et remplir le deuxième compartiment 3. La
masse volumique de l'élément mobile 1 diminue puisque le gaz occupe un
espace (dans le ballon 3) qui provoque pour une même masse, une
augmentation de volume. La masse volumique diminue et l'ascension de
l'élément mobile 1 commence et la poussée d'Archimède qu'il subit
augmente. Au plus l'élément mobile 1 remonte, au moins la pression due à
la profondeur est élevée, et au plus le gaz augmente de volume et au plus le
gaz dissous dans l'eau ou incorporé reprend sa forme gazeuse, ou quitte la
phase liquide. Ce phénomène continue jusqu'à l'arrivée au point le plus haut
du tronçon d'ascension 19 b.
Lorsque l'élément mobile 1 est en haut, la rotation de la partie
15 est commandée et le premier et le deuxième compartiment sont
ensemble en communication avec l'eau environnante. Ceci permet
l'expulsion du gaz et de l'eau relativement ensemble. Avantageusement, le
gaz expansé est libéré sous l'eau, ce qui présente l'avantage de vider
complètement le deuxième compartiment du gaz expansé par la pression de
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l'eau environnante exercée sur lui. Il peut aussi être libéré lorsque le
deuxième compartiment est en surface. Sa vanne de purge haute sera alors
maintenue ouverte jusqu'au début de la descente afin qu'il se vide
complètement sous l'effet de l'entrée dans l'eau. La fermeture de la purge
haute étant commandée par tous moyens, par exemple un flotteur type
chasse de WC.
La rotation de la partie R" est commandée de façon à isoler le
deuxième compartiment 3 du premier compartiment 2 avant la descente,
pour éviter que le ballon 3 ne se remplisse d'eau et le cycle peut à nouveau
commencer.
L'élément mobile 1 est solidaire d'une courroie 20 en
mouvement sur ladite voie de transport 19. Dans la forme de réalisation
illustrée, la courroie 20 est soutenue lors de son mouvement par des poulies
21. Le dispositif selon l'invention comprend en outre des moyens de
transmission 23 du mouvement dudit élément mobile à au moins un
générateur 22 capable de transformer ce mouvement en une énergie
électrique. Ces moyens de transmission sont connus en soi et sont ici
schématisés grossièrement.
Dans la forme de réalisation illustrée à la figure 6, les élément
mobiles 1 sont reliés à deux courroies 20 identiques de façon à maintenir
l'élément mobile 1 dans la même position pendant son mouvement. En effet,
lors de la descente, l'élément mobile 1, il entraîne le mouvement de la
courroie 20. L'élément mobile est de préférence placé entre les deux
courroies pour ne pas gêner le passage de ces dernières autour des
poulies.
Les deux éléments mobiles illustrés sont situées
symétriquement sur la courroie de façon à ce que les forces de poids
(gravité) s'équilibrent et s'annulent. C'est la poussée d'Archimède qui
s'exerce avec une force supérieure sur l'élément mobile en ascension qui
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entraîne le mouvement de la courroie, initié par l'énergie cinétique et la
gravité d'un élément mobile en descente.
A la figure 1 ou 2, on peut également voir qu'il est avantageux
de prévoir une membrane 17 dans le premier compartiment pour permettre
une certaine dilatation dûe au changement entre les différentes profondeurs
par lesquelles passe le dispositif selon l'invention et de profiter de la
souplesse qui permet d'obtenir une plus grande surface d'évaporation dès
que la pression dans le premier compartiment devient plus grande que la
pression extérieure. On peut également envisager une paroi double que l'on
peut amincir mécaniquement dans le but d'obtenir une surface d'évaporation
aussi grande que possible.
Egalement, il est envisagé selon l'invention de prévoir des
moyens de vibration 18 du même type que ceux illustrés à la figure 8, mais
dans le premier compartiment de façon à favoriser l'expansion et la
vaporisation des gaz dissous. Par exemple, les moyens de vibration
seraient des agitateurs destinés à augmenter la vitesse de dégazage. Ils
peuvent comprendre des lamelles reliées entre elles par des ressorts et
seront agitées par de petites secousses imprimées à l'ensemble par le
passage sur des vibreurs. Les lamelles peuvent également tourner autour
d'un axe en communication étanche avec, à l'extérieur de l'élément mobile,
un galet frottant sur un câble et faisant donc tourner en permanence les
agitateurs internes.
La figure 2 illustre une forme de réalisation variante d'un
élément mobile selon l'invention. Dans cette variante, un réservoir
compressible-extensible 25 est relié au premier compartiment 2. La
communication entre ces derniers est commandée et peut être par exemple
un tiroir rotatif ou un clapet (non illustré). Dans la variante, le réservoir
compressible-extensible 25 est un piston. Ce réservoir 25 comprend une
quantité prédéterminée d'air atmosphérique. Au fur et à mesure de la
descente, l'air qu'il contient sera soumis à la pression correspondant à la
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profondeur atteinte par l'élément mobile (1), et donc comprimé. En effet, la
pression règnant à la profondeur prédéterminée s'exerce dans toutes les
directions existantes et comprimera la quantité d'air (ou de tout autre fluide
compressible) contenu. Dès lors, le bras du piston coulissera dans le sens
5 de la compression jusqu'à ce que l'équilibre des pressions soit atteint.
La quantité d'air atmosphérique contenue est faible par
rapport au poids de l'ensemble de manière à ne pas empêcher la descente
de l'élément mobile et le réservoir compressible-extensible 25 présente
également un orifice obturable (non représenté) qui permet le
10 renouvellement de l'air atmosphérique contenu.
A la profondeur prédéterminée susdite, le premier
compartiment (2) est rempli d'eau. La surface supérieure du volume d'eau
contenu coïncide donc avec celle du premier compartiment 2 de l'élément
mobile (1). En effet, le premier compartiment 2 étant immergé, l'eau
15 environnante occuperait l'espace disponible dedans.
Afin d'augmenter la surface d'échange et de faciliter l'ex-
solution du gaz dissous, à la profondeur prédéterminée, la communication
entre le réservoir compressible-extensible 25 et le premier compartiment 2
est réalisée. Ceci a pour résultat une pénétration de l'air comprimé du
réservoir compressible-extensible 25 dans le premier compartiment 2 de
l'élément mobile 1 par l'intermédiaire d'un matériau poreux 34.
Comme on peut le voir à la figure 2, le réservoir est relié à un
matériau poreux 34 collé sur les ailettes de la roue 15 mobile du tiroir
rotatif.
Un axe central creux 35 est également présent. Ce dernier est solidaire de
la roue mobile 15 du tiroir rotatif. Le matériau poreux 34 est situé à
l'extérieur de l'axe creux et la partie dans l'axe creux 35 est étanche au
gaz.
Un autre axe central 36 est quand à lui solidaire de la roue fixe R' et R. Les
deux axes centraux 35 et 36 sont reliés par un pas de vis. Lorsque la roue
mobile 15 effectue une rotation d'un seizième de tour, par exemple, l'axe
central creux 35 effectue également une rotation qui a pour effet d'écarter le
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tiroir rotatif du haut de celui du bas (écartement rendu également possible
par les membranes souples 17). Cet écartement via la membrane souple 17
permet une augmentation de volume de ce premier compartiment et dès
lors, le gaz ayant tendance à se diriger vers le haut, la surface d'échange de
l'eau contenue est abaissée (le volume du premier compartiment augmente
et donc le niveau descend) et dès lors, l'échange est amélioré. De plus,
étant donné la forme particulière des parois, la surface d'échange est
augmentée et l'ex-solution encore plus favorisée.
Les bulles créées par la détente du gaz dissous (qui subit l'ex-
solution) et/ou de l'air comprimé, ainsi que par les éléments poreux
deviennent à leur tour des surfaces d'échange ainsi qu'un agitateur et ceci
amplifie de manière synergique l'ex-solution par le phénomène connu des
bulles d'un liquide petillant qui grossissent au fur et à mesure de leur
remontée).
La figure 6 illustre une forme de réalisation particulièrement
préférentielle selon l'invention. Le fonctionnement du dispositif est
similaire
à celui mentionné pour la figure 5. La voie de transport 19 donc le tronçon
de descente 19a, le tronçon d'ascension 19b, le tronçon haut sensiblement
horizontal 19c et le tronçon bas sensiblement horizontal 19d. De plus, la
voie de transport comprend une pluralité de palier 19e jouant le rôle de
palier de décompression afin d'améliorer la vaporisation du gaz dissous
contenu dans l'eau. Plusieurs éléments mobiles 1 sont entraînés l'un par
l'autre, c'est-à-dire que ceux se trouvant dans des paliers horizontaux 19
c,d,e sont entraînés par ceux en ascension ou en descente. Les éléments
mobiles 1 se déplacent dans l'eau, de manière solidaire l'un de l'autre par
l'intermédiaire de la courroie 20. A chaque palier on peut observer des
moyens de vibration qui augmente le rendement de l'évaporation de gaz
dissous. Avantageusement, ces paliers peuvent être en légère montée, ceci
afin que les paliers ne deviennent pas consommateurs d'énergie.
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La figure 7 illustre un dispositif expérimental ayant permis de
quantifier pour une quantité d'eau prédéterminée, la quantité de gaz dissous
susceptible de subir l'ex-solution.
Le dispositif expérimental comprend un premier réservoir 26
surplombé d'un tuyau 27. Le tuyau 27 présente une vanne 28 ayant une
position ouverte et une position fermée. En position ouverte, le réservoir 26
est en communication avec le tuyau 27. Entre le réservoir 26 et la vanne 28,
le tuyau 27 comporte une dérivation 29. La partie supérieure du tuyau 27
aboutit dans un récipient 30 ayant une section supérieure à celle du tuyau et
dans lequel aboutit également la dérivation 29.
La dérivation 29 comporte en outre une ramification se
terminant par un récipient extensible 31 (un ballon).
Le récipient 30 est muni d'un couvercle de fermeture 32.
On a ôté le couvercle 32 et on a fermé la vanne 28. On a
versé une quantité d'eau prédéterminée X dans le tuyau 27 et on a laissé
l'équilibre s'établir. L'eau dans le tuyau 27 présente une hauteur de colonne
H. On laisse en fait le gaz atmosphérique se dissoudre dans l'eau contenu
dans le tuyau 27 (si le niveau de l'eau contenu dans la colonne atteint le
fond du récipient 30, les échanges et donc la dissolution du gaz
atmosphérique est accéléré par augmentation de la surface d'échange
(situation A).
Après une heure environ (le quart si le niveau de l'eau
contenu dans la colonne atteint le fond du récipient 30), on a replacé le
couvercle 32 sur le récipient 30, le récipient 31 étant à l'état "dégonflé" ou
"comprimé". On ouvre la vanne 28 et l'eau contenue dans le tuyau 27
s'écoule dans le réservoir 26 et présente à ce moment une hauteur h. On
laisse le gaz dissous dans l'eau subir l'ex-solution (situation B).
Puisque le système est fermé, le gaz qui s'ex-sout va
augmenter le volume du récipient extensible 31 (le ballon) et celui-ci va
gonfler sous l'effet de l'ex-solution (situation C).
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Il sera alors possible de mesurer le volume de gaz ex-sout par
exemple par immersion du ballon dans un volume connu d'eau. Les
résultats obtenus sont présentés dans un tableau ci-dessous.
Tableau
Quantité Hauteur de Hauteur de Volume de Volume de
d'eau colonne H colonne h gaz ex-sout gaz attendu
X (litre) dans (cm) (cm) (litre) selon
le tuyau approximation
de la loi de
Henry (litre)
24,7 280 2,11 60 0.46
0,45 45 2,5 0,54 0.0075
1,00 90 5 1,03 00.17
Comme on peut le voir, les quantités de gaz ex-sout sont très
élevées par rapport à la quantité d'eau utilisée ainsi que par rapport à la
quantité attendue.
En outre, de cet exemple, on peut s'attendre à ce que la
quantité de gaz qui va subir l'ex-solution à partir d'une eau présente à
ladite
profondeur prédéterminée, par exemple 250 ou 300 m soit très élevée et
provoque dès lors une remontée des éléments mobiles subissant une
poussée d'Archimède proportionnelle (générant une production d'électricité
également plus grande). Ce dispositif a été mis au point afin d'illustrer
particuliérement l'efficacité du dispositif selon l'invention. L'eau qui se
trouve
en bas de colonne (dans le tuyau 27) est soumise à une pression
correspondant à la hauteur de la colonne H, à la façon de l'eau prélevée
dans les fonds marins à la profondeur prédéterminée. Le transvasement
dans un récipient présentant une section bien plus grande qui soumet donc
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ladite eau à une pression inférieure correspondant à la hauteur h(<H)
simule la remontée de l'élément mobile.
La quantité de gaz qui s'ex-sout spontanément correspond à
celle qui serait récoltée dans le ballon (deuxième compartiment).
Il semble dès lors très claire que le dispositif selon l'invention
est particulièrement efficace pour la création d'un mouvement permettant
d'entrainer un générateur et donc de produire de l'électricité.
Il est bien entendu que la présente invention n'est en aucune
façon limitée aux formes de réalisations décrites ci-dessus et que bien des
modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre des
revendications annexées.
Alternativement, les moyens de vibrations comprennent des
éléments poreux qui favorisent l'ex-solution.
De même à titre d'exemple, la partie haute du deuxième
compartiment comprend un orifice de sortie des gaz. Dans ce cas, la partie
15 et la partie R" se ferment simultanément et non plus consécutivement et
les gaz s'échappent par l'orifice de sortie lorsque l'élément mobile 1 entame
le tronçon haut horizontal.
Dans une autre variante, il est avantageux de prévoir que les
parties R' et R" présentent une épaisseur qui est réduite au centre et plus
importante aux extrémités. Dans ce cas, les parties R' et R" serviraient de
moyen de guidage au gaz par l'intermédiaire de la pente crée par
l'épaisseur réduite au centre. Ceci évite de plus la stagnation du gaz
expansé dans le premier compartiment.
Il est également prévu selon l'invention que lesdits deux
compartiments de l'élément mobile soit un seul compartiment dont les
caractéristiques sont de pouvoir changer de volume.
