LE LABORATOIRE HYDRO-DYNAMIQUE MARIN DE BIARRITZ EN LABOURD AU PAYS BASQUE EN 1934 (cinquième partie)

   

LE LABORATOIRE HYDRO-DYNAMIQUE MARIN DE BIARRITZ EN 1934.

A partir de 1929, l'ingénieur Paul Grasset essaya d'exploiter l'énergie des vagues à Biarritz pour produire de l'électricité à moindre coût.

LABORATOIRE HYDRO-DYNAMIQUE MARIN DE BIARRITZ
PAYS BASQUE D'ANTAN

Voici ce que rapporta à ce sujet le bulletin de la Société des sciences, arts & lettres de Bayonne, le 

1er juillet 1934 :

... VII Description du Bélier-Siphon Maritime à Chambre Barométrique.

SCHEMA D'UN BELIER-SIPHON A CHAMBRE BAROMETRIQUE

C'est un appareil qui tient à la fois :

1e du Bélier hydraulique de Montgolfier.

2e du Siphon

3e du Baromètre à colonne liquide, équilibrée par la pression atmosphérique.

Son fonctionnement constitue la synthèse du processus de ces trois sortes d'appareils à la fois.

Comme l'appareil inventé par Montgolfier, il est un Bélier hydraulique, c'est-à-dire un appareil qui reçoit l'impulsion d'une masse d'eau en mouvement, pour en transformer l'énergie cinétique en énergie potentielle de gravité par le soulèvement d'une colonne d'eau barométrique, c'est-à-dire préalablement équilibrée, pour l'emmagasiner dans l'espace vide d'un réservoir barométrique, qui remplira à la fois l'orifice d'accumulateur de l'énergie, de régulateur de la hauteur de chute et de distributeur permanent de l'eau dans les turbines.

Cet appareil constitue également un siphon formé par les deux colonnes, ascendante et descendante, la première munie d'un clapet de retenue et la seconde comportant les turbines qui reçoivent le mouvement.

Ces deux colonnes sont à la fois en équilibre entre elles, et en équilibre avec la pression atmosphérique. Réunies par l'eau contenue dans le réservoir, elles constituent un siphon à branches égales. Tel quel, ce siphon ne pourrait fonctionner ; mais périodiquement, toutes les dix secondes environ, l'impulsion venant de la mer soulèvera la colonne d'eau de la branche ascendante, l'équilibre se trouvera rompu et l'écoulement se produira à travers les turbines par la branche descendante.

L'intermittence de l'impulsion amène périodiquement, dans le vide de la chambre barométrique, des masses d'eau qui trouvent leur exutoire dans cet espace vide, mais ces masses d'eau s'écoulent d'une façon continue par les tribunes. Comme dans tous les siphons, la pression atmosphérique qui exerce de chaque côté, sur les orifices de l'appareil, une action égale mais de sens contraire, et qui s'annule par conséquent, n'aura aucune influence sur le fonctionnement du Bélier-Siphon Maritime à chambre barométrique. Les seules actions qui peuvent se produire dans l'appareil ne seront plus que des effets négatifs puis positifs de la gravité, négatifs par le soulèvement de la colonne d'eau par l'impulsion (travail contre la gravité) et positifs par la chute d'eau de la colonne descendante à travers le récepteur (travail de la gravité).

VIII Fonctionnement du Bélier-Siphon Maritime à Chambre Barométrique.

PLAN D'ENSEMBLE D'UN BELIER-SIPHON A CHAMBRE BAROMETRIQUE

Nous avons vu quelle était la puissance considérable des impulsions de la Mer, leur résultante est horizontale.

L'action du Bélier hydraulique consiste à la transformer en une résultante verticale du mouvement de l'eau pour l'élever ainsi dans un réservoir. En changeant le sens de la résultante, qui devient vertical, il arrive que les masses d'eau qui y échappaient auparavant, puisque cette résultante était horizontale, entrent immédiatement dans le champ d'action de la gravité.

Il en résulte que, comme pour tous les Béliers, la force vive de l'impulsion première, se transforme, en élevant une masse d'eau à travers la colonne montante de l'appareil, en un travail contre la gravité, qui s'incorpore sous forme d'énergie potentielle de gravité dans l'eau amenée dans le réservoir.

L'appareil est en même temps un siphon, et un siphon barométrique, c'est-à-dire surmonté d'une chambre à vide, ce qui se produit quand la longueur des branches verticales d'un siphon s'élève au-dessus du plan d'eau du liquide à transvaser, à une hauteur qui dépasse celle de la colonne liquide, ce qui équilibre la charge atmosphérique. Tels sont, le siphon barométrique de Pascal et d'autres modèles que nous avons expérimentés nous-mêmes.

Ces siphons fonctionnent exactement et dans les mêmes conditions que le siphon ordinaire. De même que dans celui-ci, la plus faible cause d'inégalité entre les deux charges des deux colonnes équilibrées, suffit pour déterminer le mouvement.

Les deux branches de notre siphon plongeant toutes deux au-dessous du même niveau, celui de la plus basse Mer, sont exactement en équilibre statique, et il ne s'y produirait aucun mouvement s'il n'intervenait pas une action extérieure. Mais toutes les dix secondes, l'impulsion soulève la colonne montante, l'équilibre est rompu, le niveau monte dans le réservoir, au-dessus du niveau d'équilibre, et l'écoulement se produit dans la colonne descendante. Pendant que cette eau s'écoule dans les turbines, une nouvelle impulsion apporte une nouvelle quantité d'eau et ainsi de suite, l'écoulement sur le récepteur devenant ainsi continu.

Le système fonctionne donc exactement comme une balance dont les plateaux seraient chargés de poids égaux, son fléau serait alors horizontal. Si l'on ajoute à l'un des plateaux, un poids si petit soit-il, l'équilibre est rompu, le plateau surchargé descendra en soulevant l'autre.

Il en sera aussi de même dans notre appareil ; les impulsions de la Mer, si petites ou si fortes soient-elles, seront toutes utilisées dans le système, et l'énergie recueillie, transformée en élévation de masses d'eau, sera proportionnelle à la puissance de l'impulsion  qu'elle qu'en soit la valeur.

En outre, l'impulsion ne se produit pas sous la forme d'un choc, elle est progressive de forme sinusoïdale et par conséquent, passe par un maximum.

Rencontrant la masse d'eau équilibrée de la colonne montante, qui de ce fait ne lui offre pas une résistance absolue, la masse d'eau apportée par l'impulsions soulève la colonne montante jusque dans la chambre barométrique et apporte dans celle-ci une quantité d'eau d'autant plus grande que l'impulsion est plus puissante.

Les masses d'eau du réservoir s'écoulent ensuite par la branche descendante et retournent à la mer après avoir actionné les turbines. A ce circuit de l'eau de l'impulsion allant de la mer au réservoir et du réservoir à la mer, s'applique rigoureusement le principe de la conservation de l'énergie, qui, dans ce cas particulier, s'exprime ainsi. Dans ce système, la quantité d'énergie qui entre est égale à celle qui sort, à un rendement près.

D'autre part, comme les colonnes d'eau des deux branches de notre siphon sont de hauteur toujours égales par rapport au niveau de la mer sur laquelle elles semblent flotter, la variation du niveau de la Marée qu'elle soit haute ou basse, n'influencera en rien le fonctionnement et le rendement du système. Les effets de la Marée seront donc complètement éliminés de telle sorte que les appareils fonctionnent sans arrêt. A des impulsions égales se produisant à n'importe quel moment de la Marée, correspondront des quantités égales d'eau amenées dans le réservoir barométrique.

La manoeuvre de la vanne de la conduite de dérivation permettra d'évacuer directement à la mer une partie de l'eau des impulsions qui seraient trop fortes, de manière à régler dans une certaine mesure la hauteur de l'eau dans le réservoir barométrique, ce qui aura pour effet de faire fonctionner les appareils récepteurs sous une hauteur de chute sensiblement constante.

On nous a demandé quel serait le pourcentage du coût de la production du vide nécessaire au fonctionnement de notre système. Disons tout d'abord que le vide à opérer n'aura lieu qu'à l'amorçage, au début de la mise en marche. Par suite il y aura lieu de l'entretenir au taux de la dépression de régime adoptée et à expulser l'air dissous dans l'eau, qui pourrait s'accumuler dans la chambre barométrique. Nous nous en référerons à ce sujet aux travaux de Messieurs Georges Claude et Boucherot auxquels leurs appareils travaillant au 1/300e d'atmosphère, imposaient des conditions beaucoup plus difficiles encore à ce point de vue que dans notre système, où nous ne travaillerons guère qu'avec une colonne d'eau équilibrée de 8 à 9 mètres. Il résulte de leurs travaux que le coût du maintien du vide dans leur installation ne sera que de 8 à 9% au maximum. Nous pouvons accepter ces données, comme un grand maximum qui ne sera jamais atteint, dans les applications à notre procédé.

Notre but se trouve ainsi complètement rempli : recueillir toutes les impulsions de la mer, quelle qu'en soit la puissance, avec le rendement spécifique le plus grand, et nous arrivons ainsi à satisfaire aux desiderata formulés plus haut.

COUPE PAR L'AXE DE LA CONDUITE D'ADDUCTION
D'UN BELIER-SIPHON A CHAMBRE BAROMETRIQUE

En résumé, le bélier-siphon maritime à chambre barométrique donnera les résultats suivants :

a) Il capte et recueille toutes les impulsions produites par la mer, en proportion des dimensions de ses prises et de leur nombre, décalées sur la longueur d'onde.

b) Il régularise l'effet des variations de puissance des différents degrés des agitations de la Mer.

c) Il obtient la continuité du travail sur le récepteur, en raison du volume d'eau contenu dans le réservoir qui compense l'effet de l'intermittence des impulsions et les variations de puissance d'une lame à l'autre.

d) Les récepteurs sont à l'abri des coups de mer et ne seront pas brisés dans les tempêtes, puisqu'ils travaillent dans les mêmes conditions que celles des chutes d'eau ordinaires.

e) Les masses d'eau qui, dans les grosses mers, pourraient être en excès, seront évacuées à la mer par le tuyau de trop-plein et par la conduite de dérivation spéciale qui communique directement avec la Mer.

f) L'influence de la variation du niveau de la marée n'a pas d'action sur notre système qui travaille sans arrêt et quel que soit son niveau momentané.

g) Notre système répond aussi, et à la fois, aux conditions de simplicité, d'économie de construction et de possibilité d'être installé dans toutes les mers.

Notre appareil utilisera donc toujours et sans arrêt, avec le meilleur rendement possible, la orce d'impulsion de toutes les lames de la mer.

Nous pouvons donc dire que le bélier-siphon maritime à chambre barométrique satisfait entièrement à toutes les conditions du programme que nous nous étions tracé, et fournit la solution du problème que nous nous étions posé.

D'autre part les digues maritimes des Ports et des Avants-Ports peuvent être considérées comme des freins passifs destinés à absorber le choc des lames de la mer, de manière à constituer un bassin tranquille où les navires puissent s'abriter contre les tempêtes..."

A suivre...

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