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Puissance et énergie à récupérer d'un pendule

Récupération d'énergie

    14 février 2016 à 21:28:49

    Bonjour,

    Ayant en tête un système de récupération d'énergie sur un bateau, je désire savoir comment prendre le problème pour arriver à déterminer la puissance potentielle d'un pendule soumis au roulis et/ou tangage.

    Exemple : solide de 100kg au bout d'un bras de 1mètre (le pendule) actionne un engrenage qui est relié à un générateur.

    Le roulis a une amplitude de 15° d'angle de part et d'autre de la verticale, sa période est d'environ 6 secondes.

    En fait le pendule est considéré comme fixe (ce qui n'est pas vrai en réalité), c'est son support (le bateau) qui roule de 15° de chaque côté.

    Voilà, je ne sais pas comment prendre le problème, voilà pourquoi je demande un peu d'aide.

    Grand merci. Pol

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      15 février 2016 à 0:09:30

      Je ne pense pas que considérer le pendule comme restant parfaitement vertical est une approximation que l'on peut faire. C'est à mon avis assez loin de la réalité. Ton bateau est déjà une sorte de pendule. Le pendule que tu rajoutes est donc comme un pendule fixé sur un autre pendule. Ces deux pendules vont donc s'influencer l'un l'autre.

      De plus, si tu supposes que le pendule reste fixe par rapport au référentiel d'inertie, le pendule lui-même ne va rien générer du tout comme puissance puisqu'il ne bouge pas. C'est plutôt le mouvement du bateau qui pourrait générer une certaine puissance. Il faudrait donc connaître le couple de la houle sur le bateau.

      Cela dit, comment comptes-tu t'y prendre pour transformer le mouvement mécanique de rotation alternée en électricité ?

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        15 février 2016 à 21:24:18

        Bonjour,

        merci de prendre quelques minutes pour lire et répondre.

        Bien entendu le pendule ne peut rester fixe, c'est bien une approximation. C'est effectivement le bateau qui bouge, c'est donc à considérer comme une balançoire sur un bateau avec la balançoire fixe et le montant qui bouge (original !).

        La transmission se fait par des engrenages qui entrainent un petit alternateur (je prépare un proto à l'échelle avec une roue de vélo et une "dynamo" (qui produit de l'alternatif avec une fréquence variant avec la vitesse de rotation, etc, etc...). Donc pour poursuivre dans la logique, comme la "dynamo" génère de l'énergie c'est donc qu'elle l'a faite en s'appuyant sur le moment d'inertie du pendule (qui implique qu'il va forcément bouger en réaction), etc, etc... En fait l'objectif est de trouver une équation qui répond au premier mouvement, puisqu'ensuite il s'agira de mouvements composés entre la période naturelle du pendule pesant (environ période de 2 secondes) et la période du roulis (entre 4 et 10 secondes).

        J'essaierai de faire un dessin pour illustrer la chose.

        Cela étant, on doit pouvoir faire l'approximation suivante : le pendule de ladite balançoire étant amené à l'angle en question (15° et vitesse = 0 ), si la gégène récupère toute l'énergie, il doit arriver au point de repos à vitesse quasi nulle puisque toute l'énergie a été convertie en électricité (dans l'idéal).

        Peut on dire E=mgl(1-cos15) ?

        Si c'est fait en 3s (1/2 période) on en déduit la puissance, suis je proche de la solution ? J'ai besoin de faire valider la chose pour aller plus loin.

        Encore merci pour le coup de main, de pouce, de pied, bref l'aide apportée ;o)

        Pol

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          16 février 2016 à 0:28:21

          Abadie a écrit:

          Cela étant, on doit pouvoir faire l'approximation suivante : le pendule de ladite balançoire étant amené à l'angle en question (15° et vitesse = 0 ), si la gégène récupère toute l'énergie, il doit arriver au point de repos à vitesse quasi nulle puisque toute l'énergie a été convertie en électricité (dans l'idéal).

          Peut on dire E=mgl(1-cos15) ?

          Non, pas si tu fais l'approximation que le pendule ne bouge pas… S'il ne bouge pas, la masse et la longueur du bras du pendule n'ont aucune espèce d'importance ; seul compte l'intégration du couple de la houle sur le bateau.

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            16 février 2016 à 12:49:42

            Bonjour,

            comme je suis incapable de connaitre  le couple de la houle, j'ai pris le parti de considérer les choses de manière "relative" comme dirait A Einstein, donc de considérer le système comme le pendule "balançoire", car il parait évident qu'entre une masse de 1 ou 100kg il va y avoir une différence, de même qu'entre un bras de 1cm ou de 100cm la réaction sera différente.

            Sinon comment résoudre ce problème, je n'ai certainement pas la bonne méthode. L'objectif est de tomber à 10% près pour ne pas faire un proto pour rien (hormis pour constater que ça ne valait pas le coup).

            En tout cas merci de tes réponses bien utiles.

            Concernant le pendule balançoire, ai je faux ??? si oui quelle est la solution ?

            Pol

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              20 février 2016 à 18:27:12

              Bon d'accord, je n'avais vu le texte en rouge.

              La prochaine fois j'essaierai d'être plus explicite.

              Cordial merci.

              Pol

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                20 janvier 2017 à 11:32:47

                Bonjour

                Je travaille sur un système semblable par pendule pour utilisation de la houle afin de produire un peu d'électricité, ou de stabiliser le bateau.

                Avez vous fait des progrès sur le système pendulaire de récupération d'énergie?

                Cordialement

                Michel

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                  23 septembre 2017 à 9:48:35

                  Bonjour 

                  mois aussi je suis en train de faire mon projet de master concernant la  récupération de l’énergie  de vague pour produire l’électricité et mois aussi je travaille sur un système pendulaire c'est à dire lorsque la flotteur subit la force de vagues la roue à l’intérieur de flotteur balance .

                  pouvez-vous m'aidez pour  déterminer  l’énergie récupéré par le flotteur ou par le roue ?

                  cordialement

                  marah  

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                    10 novembre 2017 à 17:06:51

                    Bonjour,

                    je n'ai pas vraiment avancé sur le sujet et ne peut donc vous répondre, j'en suis désolé.

                    Cela étant j'ai découvert des projets qui utilisent le principe. : http://www2.cnrs.fr/sites/communique/fichier/08searev.pdf 

                    Gros projet, pas forcément simple mais tout est dit !

                    Bon courage.

                    Cordialement.

                    Pol

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                    Puissance et énergie à récupérer d'un pendule

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