Gyerg

Principe

Ce document décrit les principes d'une entité de production d'énergie électrique puisée dans la rotation du globe terrestre.

Voici le principe. Des cylindres semblables de grande taille, à fort moment d'inertie (leur rayon est bien plus grand que leur hauteur, comme des disques) sont placés près de la surface de la planète, loin des pôles et loin de l'équateur. Leurs axes de rotation sont verticaux, parallèles à une ligne de gravité. Les frottements des rotations sont minimisés. La rotation peut être accélérée par apport d'énergie électrique, ou freinée par extraction (et donc production) d'énergie électrique. Si la vitesse de rotation d'un cylindre atteint une valeur critique, alors par effet Coriolis, la rotation du globe terrestre induit également une accélération du cylindre. A partir de cette valeur, le cylindre peut être maintenu dans une situation de production permanente d'électricité, pour autant que l'apport énergétique de la rotation du globe terrestre soit égale à l'électricité délivrée, additionnée des inévitables pertes dues aux frottements.

Unité de production électrique Gyerg

Une unité de production est composée de plusieurs modules Gyerg cylindriques et, pour les contrôler, d'un dispositif de régulation. Un module = un cylindre.

Les modules cylindriques peuvent être disposés de manière quelconque, mais de préférence empilés verticalement, pour des raisons d'encombrement et de gestion, les axes de rotation étant alors confondus. L'organisation des modules doit obéir à des critères de fonctionnalité et de sécurité.

Module Gyerg

Chaque module Gyerg contient les composants suivants

• Le cylindre (ou rotor) emmagasine une quantité variable d'énergie, quantité qui peut devenir importante en phase de production. L'une des caractéristiques du cylindre est sa vitesse critique. A vitesse critique, le cylindre peut maintenir une vitesse constante sans apport ni extraction d'énergie, les pertes de frottement compensant exactement l'apport de la rotation du globe terrestre. L'énergie critique du cylindre est la quantité d'énergie emmagasinée dans la rotation du cylindre lorsque celui-ci tourne à vitesse critique. En phase de production, le cylindre tourne à une vitesse supérieure à la vitesse critique, et l'apport d'énergie venant de la rotation du globe terrestre compense la sortie d'énergie par production externe et freinage, plus les pertes de frottement. Dans cette situation, il existe un risque d'emballement (accélération sans limite) si le freinage est impossible ou si la régulation est défaillante. En phase de démarrage, le cylindre tourne à vitesse sub-critique ou proche de la vitesse critique, et est accéléré par apport d'énergie électrique extérieure jusqu'à la vitesse souhaitée. En phase de régulation, le cylindre tourne à vitesse sub-critique, et est utilisé comme réserve d'énergie réglable en fonction des besoins de production externes, et en fonction de la logique de régulation de l'ensemble des cylindres d'une unité de production. Beaucoup de solutions sont envisageables pour la forme et la composition du cylindre.
• Le moteur électrique fonctionne à double sens. Il peut accélérer la rotation du cylindre par apport d'énergie du réseau externe (en phase de démarrage et en phase de régulation). Il peut freiner le cylindre et délivrer de l'énergie au réseau externe (en phase de production et en phase de régulation).
• Le support du cylindre est assuré par des coussins et rails magnétiques, en utilisation les principes de sustentation électromagnétique. La qualité du dispositif est déterminante pour la minimisation des pertes de frottement. Il s'agit donc d'un dispositif de lévitation. Les coussins magnétiques assurent la lévitation du cylindre (forces verticales) et des rails assurent la précision de sa position autour de son axe (forces obliques ou horizontales). Pour que le dispositif magnétique opère, le cylindre doit être équipé d'électro-aimants.
• Un caisson dépressurisé entoure ces composants. Le cylindre (ainsi que le moteur électrique et le dispositif de support) est placé dans un espace sous vide, de manière à minimiser les pertes de frottement liées au mouvement du cylindre dans un fluide gazeux.
• Des dispositifs de mesures (vitesse, température, déformation...) et des dispositifs de commande (dosage de l'action positive ou négative du moteur électrique) sont liés au régulateur global de l'unité de production.

Environnement

Une unité de prodution Gyerg n'a aucun impact environnemental chimique ou biologique.

Elle peut générer de légers impacts mécaniques (vibrations), sonores ou thermiques, mais l'isolement et l'emballage des modules permettent de minimiser ces impacts. 

Une unité de production Gyerg a également un effet sur la vitesse de rotation de la planète, qui est réduite. Compte tenu des ordres de grandeur présents coté disponibilité d'une part, coté demande d'autre part, cette incidence (voir calcul) peut être considérée comme dérisoire: plus de 8 milliards d'années de couverture des besoins planétaires actuels ralentiraient en théorie la rotation de la Terre d'une seconde par jour.

Risques

Les risques à évaluer sont de deux natures.

• Le risque endogène d'emballement (accélération non-contrôlée) ne se présente que si le dispositif de régulation est défaillant. Dans ce cas l'énergie emmagasinée par un cylindre pourrait croître dangereusement, jusqu'à rupture du cylindre et libération brutale de l'énergie mécanique qu'il contient.
• Les risques exogènes sont liés à des perturbations majeures des conditions de fonctionnement de l'entité de production. De tels risques peuvent résulter principalement de (a) tremblement de terre (b) attaque terroriste (c) confits armés.

Pour prévenir les risques exogènes et endogènes, des dispositifs de freinage d'urgence et d'absorption de l'énergie mécanique sont inclus dans chaque cylindre. Le freinage d'urgence peut être assuré par injection de fluide dans le caisson qui n'est donc plus dépressurisé. Les dispositifs d'absorption d'énergie n'interviennent qu'en dernier recours. Ils sont passifs, et consistent en masse de matériaux entourant les cylindres et capable d'absorber par déformation les morceaux d'un cylindre rompu. Un vaste volume de sable peut jouer ce rôle.

Le contrôle des risques exogènes fait intervenir des mesures de protection particulières non discutées ici.

Régulation

L'ensemble des cylindres d'une unité de production est régulé globalement.

A tout instant un cylindre est dans un des trois phases suivantes: production, régulation ou démarrage (démarrage = excitation).

L'énergie emmagasinée dans un seul cylindre obéit à une équation de conservation simple:

E' = R - P - F - C

• E est l'énergie emmagasinée et E' est sa dérivée par rapport au temps.
• R est l'apport énergétique de la rotation du globe terrestre (R est proportionnel à E^1/2 ou à E?).
• P est la production d'énergie du cylindre. Cette quantité est positive en phase de freinage et de production électrique. Elle est négative en phase de démarrage. Elle est positive ou négative en phase de régulation. En terme de régulation c'est une variable de commande (réglée par les ordinateurs assurant la régulation).
• F est la perte énergétique de frottement. F est toujours positif, et est fonction monotone croissante de E.
• C est l'énergie consommée par les dispositifs de suspension du cylindre, ainsi que par les dispositifs de mesure et de commande. C est toujours positif.

Lorsque le cylindre est passif (c'est à dire lorsque P est nul), la variation d'énergie devient

E' = R - F - C

• Quand R < F + C, la vitesse est sub-critique, l'énergie est sub-critique, et le cylindre ralentit.
• Quand R > F + C, la vitesse est sur-critique, l'énergie est sur-critique, et le cylindre accélère.
• Quand R = F + C, le cylindre est précisément à la vitesse critique, l'énergie est au niveau critique, et le cylindre a une vitesse constante.

Dans une unité de production, la régulation doit obéir (au minimum) aux règles suivantes:

1. il faut toujours au moins un module-cylindre en état sub-critique (donc en phase de régulation ou de démarrage).
2. la moyenne des énergies des modules-cylindres doit rester significativement inférieure à l'énergie critique (coefficient de sécurité).
3. les contraintes (1) et (2) étant respectées, un cylindre au moins doit parvenir au stade de production.
4. les contraintes (1) et (2) étant respectées, la somme des valeurs P des cylindres doit répondre autant que possible à la demande externe (si celle-ci est connue), ou bien elle doit être maximisée (si la demande externe est inconnue ou illimitée). Ce point (4) vise à maximiser le rendement de l'installation.

Analyse Mathématique Dynamique

L'analyse et les résultats détaillés se trouvent à la page Gyerg Math.

 

Expérience de la divergence hémisphérique

Cette expérience vise à mesurer l'efficacité du transfert énergétique de la rotation de la Terre vers les cylindres Gyerg.

Il s'agit de mettre en place deux cylindres Gyerg identiques et proches, mais tournant en sens opposés en phase d'excitation. L'excitation est exactement égale en intensité pour les deux cylindres.

Ensuite, selon les effets Coriolis, l'un des cylindres sera accéléré, tandis que l'autre sera freiné par la rotation planétaire.

Les deux cylindres seront également freinés par les effets de frottement et de dissipation.

En mesurant la moitié de la différence des effets cinétiques dans le temps, on aura une estimation assez précise de l'impact Coriolis.

Par ailleurs, si des mesures précises sont possibles, les effets de frottement et de dissipation peuvent être évalués, en prenant la moitié de la somme des effets cinétiques dans le temps.

Il peut être instructif de réaliser cette expérience sous diverses latitudes (mais il n'y aura normalement là qu'une confirmation des prédictions de modèle mécaniques).

 

 

Etudes préalables et étapes

Le principe de Gyerg semble prometteur.

Pour être concret dans cette approche, il faudrait procéder selon la séquence suivante.

1. Vérifier la disponibilité du brevet, la brevetabilité de l'approche, le coût des brevets (voir patents.google.com et espacenet).
2. Au plan technique, vérifier le fondement du principe général (le transfert d'énergie de la rotation de la planète vers des cylindres)
3. Au plan technique, affiner les réponses suivantes
   • Quels sont les paramètres énergétiques critiques (vitesse de rotation, rayon, moment d'inertie...) des cylindres ?
   • La sustentation électro-magnétique est elle exploitable ?
   • Quels sont des paramètres acceptables (fourchettes raisonnables) pour la géométrie et pour les matériaux utilisés ?
4. Rédiger les brevets

En s'inspirant de brevets existants. En anglais. Trois sections nécessaires: Presentation / Description / Claims. Cette rédaction devrait être réalisée avec l'aide d'un mandataire agréé.

1. Déposer les brevets
2. Chercher des partenaires pour des études de faisabilité plus précises (domaines: mécanique, effets gyroscopiques, sustentation, énergies renouvelables).
3. Contacter des instances publiques et/ou des investisseurs pour réaliser un prototype à échelle réduite
4. Avec le prototype, réaliser l'expérience de la divergence hémisphérique
5. Vérifier expérimentalement les limites de rupture et les vitesses critiques

 

Contacts et promotion

1. RV le 3 août 2017 à Angleur avec Pi Carré (Germaine Zocchi).
2. Recherche d'antériorité par PG 4-8 août 2017.
   1. Mots-clés pour recherche d'antériorité: mécanique giratoire, gyroscope, Coriolis, énergie renouvelable, inertie, rotor.
   2. Anteriority keywords : gyratory mechanical, gyroscope, Coriolis, renewable energy, susstainable energy, inertia, rotor.