Energie thermique – Moteur Stirling – Air comprimé – Moteur pneumatique & Expanseur

Jean MEZIERES · 02/07/2006, 21h07

Nous sommes en 2006 et souffrons sous des températures de 35° à l'ombre. Par nos activités, la température de notre planète va encore augmenter de quelques degrés d'ici 2100. Alors nous devrions concentrer cette chaleur tombée du ciel en énergie pneumatique, électrique ou autre, au lieu de consommer encore plus d'énergie pour la combattre.

Mon idée est simple : concentrer de cette énergie thermique sur un moteur "Stirling" ou dérivé, coupler un compresseur pneumatique directement à ce moteur avec récupération du dégagement de chaleur, stocker l'air comprimé dans des citernes, utiliser ultérieurement de cet air dans des moteurs pneumatiques pour voiture et vélo ou dépenser ce gaz dans un expanseur pour refroidir ou rafraîchir l'habitation ainsi que l'atmosphère.

La voiture et le vélo à air comprimé, les pompes à chaleurs existent ainsi que le moteur "Stirling" (énergie solaire et thermique) ou autres capteurs. Je cherche à faire le chaînon manquant. Est-ce réalisable même avec des rendements minables ? Sans compter l'investissement initial, cela fonctionne en autonomie sans aucun apport. L'air comprimé se conserve très bien la nuit.

J'en appelle aux spécialistes en thermodynamique et en mécanique.

On aura au moins gagné une consommation de cette chaleur qui nous écrase. Comme nous respirons l'oxygène, c'est simplement du vol d'énergie solaire ou de chaleur atmosphérique naturelle et humaine. Le problème; il n'y aura plus de TIPP ou de taxes en tous genres pour faire vivre la collectivité. Devrons-nous avoir une taxe sur le litre d'air comprimé ou sur la capacité de la citerne ou sur le véhicule non polluant ?

La seule alternative aujourd'hui c'est les batteries polluantes, l'électricité nucléaire ou autre et les taxes sur le kW/h. C'est un peu juste comme champ d'investigation ?

**yoda1234** · 02/07/2006, 21h24

Message déplacé.

LTHOMAS · 02/07/2006, 22h51

Effectivement, l'air comprimée est une solution interressante. Contrairement à l'électricité elle peut se stocker façilement (faut-il encore fabriquer d'immenses cuves résistantes !). Cette énergie pourrait être utilisée dans les entreprises tout d'abord, avant de fabriquer un vélo à air comprimée, où je pense que la pression est produite à partir d'un grand compresseur électrique. De plus, presque tous les équipement et machines industrielles peuvent fonctionner à l'air comprimée : vérins, perçeuses, moteurs, capteurs... L'air évite aussi l'échauffement des appareils tout en déployant une énergie considérable ! Le seul inconvénient : le risque d'explosion...

borvan53 · 02/07/2006, 23h38

Citation:

Posté par LTHOMAS

Contrairement à l'électricité elle peut se stocker façilement

Ben... 1 mètre cube à 100 bar, ca donne 90 CV pendant 1 min

(avec un rendement proche de 100%, alors que le rendement d'un moteur à air comprimé ne dépasse pas 30%).
Personnellement, le stockage de l'énergie sous la forme chimique me semble le plus pratique. Cette énergie n'étant pas forcément d'origine fossile... j'en arrive à proposer les carburants d'origine agricole: la transformation énergie solaire/énergie utilisable ne demande qu'un faible investissement par rapport à nos machines actuelles

Tropique · 03/07/2006, 08h43

Citation:

Posté par Jean MEZIERES

Nous sommes en 2006 et souffrons sous des températures de 35° à l'ombre. Par nos activités, la température de notre planète va encore augmenter de quelques degrés d'ici 2100. Alors nous devrions concentrer cette chaleur tombée du ciel en énergie pneumatique, électrique ou autre, au lieu de consommer encore plus d'énergie pour la combattre.
(snip)

Le problème, quand tout l'environnement se réchauffe, c'est que la deuxième loi de la thermodynamique ne permet pas de récupérer ce supplément de chaleur: toute machine thermodynamique, moteur Sterling compris, a besoin d'une source chaude et d'une source froide pour pouvoir fonctionner.
A+

Simplemind · 11/07/2006, 14h09

[HS]

Bonjour,

Je voudrais biens savoir qui a inventer cette stupide loi thermodynamique qu'on balance à la tête de tous les inventeurs qui voudraient s'en affranchir.

Finalement nous sommes des esclaves et pas des affranchis.

[HS]

Kaess · 11/02/2007, 13h15

Citation:

Posté par Simplemind

[HS]

Bonjour,

Je voudrais biens savoir qui a inventer cette stupide loi thermodynamique qu'on balance à la tête de tous les inventeurs qui voudraient s'en affranchir.

Finalement nous sommes des esclaves et pas des affranchis.

[HS]

Sadi Carnot est considéré comme le père de la thermodynamique moderne.

Il n'a rien inventé.. Il a découvert.

Voici un extrait de son facicule « Réflexions sur la puissance motrice du feu ».

La production de puissance motrice est donc due ... non à une consommation réelle de chaleur, mais à son transport d'un corps chaud à un corps froid, c'est à dire à son rétablissement d'équilibre... D'après ce principe, il ne suffit pas, pour donner naissance à la puissance motrice, de produire de la chaleur: Il faut encore se procurer du froid; sans lui la chaleur serait inutile.

Kaess · 11/02/2007, 13h18

Un moteur Stirling est utilisé habituellement pour liquéfier de l'air. Alors quel est l'interet d'utiliser de l'air comprimé alors que nous pouvons avoir de l'air liquide.

Bourkanieche · 11/02/2007, 20h28

Citation:

Posté par Kaess

Un moteur Stirling est utilisé habituellement pour liquéfier de l'air. Alors quel est l'interet d'utiliser de l'air comprimé alors que nous pouvons avoir de l'air liquide.

Un moteur stirling sert à obtenir une mouvement de rotation à partir de deux sources de chaleur de températures différentes. Ici comme la dit tropique, nous n'avons qu'une seule source de chaleur donc il est inutilisable. (A moins par exemple de plonger un fluide 1-2 mètre sous terre là ou ce serait plus frais en été et se servir donc efffectivement de la chaleur de l'air ambiant). Quand on l'utilise pour faire du froid "liquéfier l'air" on l'utilise en sens inverse: on lui fournie la rotation il nous fournie la différence de température. Mais ce n'est pas ce qui avait été proposé au départ de ce post.

_Goel_ · 12/02/2007, 01h11

Bonsoir,

Actuellement, on stoke l'électricité du secteur (je crois, avec des rendements assez corrects). La solution retenue sont les centrales hydroélectriques.

**papykiwi** · 12/02/2007, 07h25

Bonjour

Citation:

La solution retenue sont les centrales hydroélectriques.

Qui dit centrale hydroélectrique dit barrage; donc catastrophe écologique en amont ou en aval (voir Assouan et chez nous l'étang de Berre et il y a d'autres exemples).
Et puis, aux heures de pointe on produit de l'électricité, et aux heures creuses on se sert de cette production pour "turbiner", c'est à dire, en gros, remonter l'eau de bas en haut du barrage pour pouvoir produire à nouveau. Bonjour le rendement final......
Et la perte d'énergie (rendement inférieur à 1 par définition) se nomme.......chaleur

Dans l'industrie, l'air comprimé est considéré comme une source d'énergie "horriblement chère" à cause de rendements désastreux (donc on fabrique de la chaleur)

S'il existait une solution simple, elle serait déjà trouvée

A suivre

_Goel_ · 12/02/2007, 21h19

Citation:

Dans l'industrie, l'air comprimé est considéré comme une source d'énergie "horriblement chère" à cause de rendements désastreux (donc on fabrique de la chaleur)

C'est pour ça qu'on utilise la solution hydrolique, c'est pas terrible, mais c'est déjà pas mal, et on sait pas encore faire mieux !

alopex · 12/02/2007, 22h15

Bonsoir,

Excusez la reaction explosive que je vais vous infliger mais il est un moment ou on perd son calme!
SimpleMind:
Je concois la frustration que peut produire le 2nd principe de la thermodynamique sur tous les hysteriques du mouvement perpetuel encore nombreux sur ces forums.
Les lois de la physique ne sont pas nos inventions! Elles sont des regles qui gouvernent la realite dont nous ne sommes que des elements. Nous apprehendons a grand peine cette realite par des concepts forcement imparfaits et dont la seule verite reside dans le fait qu il nous permettent de batir un edifice intellectuel coherent avec lequel nous pouvons interagir.
J entend deja la rengaine des tenants de ces fariboles! Voyez la gravite newtonienne balayee par la relativite generale...Il en sera de meme du 2nd principe. Il est vrai que toute theorie n est qu une etape et peut etre que la thermodynamique devra elle aussi evoluer pour apprehender des phenomenes exotiques. Pourtant, le 2nd principe va bien au dela de la seule thermodynamique et evoque des choses aussi fondamentales que l irreversibilite du temps.
Pour revenir sur terre, ce qui est passionant pour l inventeur, c est d explorer tout ce que les regles du jeu permettent de faire et pas de regretter que celles ci ne soient differentes.
Apprenez au lieu de delirer!

Kaess · 14/02/2007, 10h15

Citation:

Posté par Bourkanieche

... Quand on l'utilise pour faire du froid "liquéfier l'air" on l'utilise en sens inverse: on lui fournie la rotation il nous fournie la différence de température. Mais ce n'est pas ce qui avait été proposé au départ de ce post.

Un moteur Stirling est par principe réversible. Avec l'apport de sourceS de chaleur, soleil et eau par exemple Il peut produire de l'électricité. (Sunpower, Solo, STM).
Avec cette electricité on peut animer une pompe à chaleur basée sur le cycle de Stirling et liquefier de l'air ( Philips cryogenic). Le rendement global n'est pas fantastique car il y a accumulation de pertes mais l'energie pour produire de l'air liquide serait gratuite.
Il est tout de même plus facile de contenir de l'air liquide que de l'air comprimé .. Je me trompe ?

Pour ce qui est de la théorie de la thermodynamique, j'ai cité Carnot dans un post précedent. J'ai oublié de citer Claudius , Clapeyron et Kelvin qui mirent en équation les reflexions de Carnot. Ces travaux definissent des limites que nous ne pouvons franchir en nous laissant toutefois une belle marge de manoeuvre.

_Goel_ · 14/02/2007, 19h04

Alopex :

Citation:

Apprenez au lieu de delirer!

=> Je crois que simplemind faisait juste un peu d'humour !

Eloi · 20/07/2007, 19h46

Je vois que ce sujet a été laissé à l'abandon durant quelques mois, mais il y-a deux petites choses qui me chagrinent :
-Si pour faire fonctionner un moteur stirling on utilise l'air ambient comme source chaude et le sol comme point froid, on va transférer de la chaleur de l'air vers la terre. ça repousse le problème.

Citation:

utiliser ultérieurement de cet air dans des moteurs pneumatiques pour voiture et vélo ou dépenser ce gaz dans un expanseur pour refroidir ou rafraîchir l'habitation ainsi que l'atmosphère.

-Si on décomprime de l'air comprimé pour créer du froid, on ne fait que réabsorber la chaleur qui s'est dégagée lors de la compression, sans compter les pertes.

Citation:

Un moteur Stirling est par principe réversible. Avec l'apport de sourceS de chaleur, soleil et eau par exemple Il peut produire de l'électricité. (Sunpower, Solo, STM).
Avec cette electricité on peut animer une pompe à chaleur basée sur le cycle de Stirling et liquefier de l'air ( Philips cryogenic). Le rendement global n'est pas fantastique car il y a accumulation de pertes mais l'energie pour produire de l'air liquide serait gratuite.

-Cette idée n'est pas magnifique car le premier stirling convertit une énergie thermique en énergie méanique. il est relié à un alternateur qui convertit cette énergie mécanique en énergie électrique. on relie un moteur électrique à cet alternateur afin de convertir l'énergie électrique en énergie mécanique. ce moteur entraine le second stirling.
On pourrait simplifier en retirant l'alternateur et le moteur électrique, ce qui réduirait considérablement les pertes.

Il y a une chose qu'il ne faut pas oublier : lorsque on entraine en rotation un moteur stirling il se "crée" du froid d'un côté du déplaceur, mais également du chaud de l'autre côté.

Eloi

chatelot16 · 20/07/2007, 20h19

reponse a Jean MEZIERES :

oui il y a bien une taxe sur l'air comprimé : c'est le controle obligatoire de l'apave sur les reservoirs d'air comprimé : cela coute bien cher et n'est pas proportionnel a l'usage que l'on en fait

il y a moins d'energie dans un reservoir d'air comprimé a 200 bar que dans une batterie au plomb mais l'air comprimé a quelques avantages : quand il n'y a pas de fuite il n'y a pas de perte avec le temps contrairement aux batterie qui on une autodecharge importante : la vitesse de charge ou de decharge peut etre tres grande et moins limité qu'une batterie : la durée de vie d'un reservoir est tres longue contrairement aux batterie qui perde leur qualité rapidement

il y a eu des tracteur de train dans les mines grisouteuse en 1920 qui ressemblait a des locomotives a vapeur avec des reservoir d'air comprimé a la place de la chaudiere : le systeme est bien compliqué pour exploiter toute l'energie sur toute la gamme de pression mais ca a marché

comme source d'energie principale d'un vehicule je trouve cela moins bon que la batterie au plomb : mais pour un systeme hybride chargé de recuperer l'energie des freinage , c'est exactement ce qu'il faut en utilisant les pistons du moteur thermique comme compresseur ou moteur a air comprimé

mais cela ne serait interressant que pour un vehicule qui accelere et freine souvent comme un bus urbain ou un camion poubelle : pour une voiture de tourisme le poid mort suplementaire ferai perdre le benefice ( un peu comme les voitures hybrides )

Eloi · 20/07/2007, 20h25

pour l'automobile un canadien a inventé une turbine a air comprimé d'un genre nouveau : la quasiturbine.
http://quasiturbine.promci.qc.ca/

Eloi