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Une idée de moteur à fusion



  1. #1
    thomasbc

    Une idée de moteur à fusion

    J'aimerais avoir vos avis au sujet de mon idée de moteur à fusion. Je précise qu'il ne vaux mieux pas poster pour de la critique
    Par contre si vous pouviez faire avancer le schmilblick, alors là oui


    Un moteur à fusion


    Description

    Il s’agit d’un moteur fonctionnant à l’énergie de masse, par la fusion des isotopes classiques d’hydrogène (deutérium, tritium), créant des explosions de grandes puissances pour permettre la rotation d’un moteur de grande dimension.

    Généralités

    L’idée semble si simple que l’on peut se demander pourquoi elle n’a pas été développée, d’autant que dans ce domaine les recherches sont nombreuses, et réunissent parmi les plus grands scientifiques de notre temps. A ce sujet, des recherches sur la fusion confinée dans de puissants champs électromagnétiques promettent le succès de l’exploitation de cette énergie dans les prochaines décennies (technologie Tokamak).

    Dans ce cas pourquoi réaliser un tel projet ?

    Plusieurs raisons, comme le fait qu’il est tout simplement plus sur de ne pas mettre tout ses œufs dans le même panier, comme l’indique la sagesse populaire. D’autre part, la relative simplicité de ce projet semble indiquer des coûts d’exploitation relativement faible, et une rentabilité énergétique très intéressante. En effet ce qui nous intéresse n’est pas la chaleur produite par le moteur, bien qu’elle puisse être, elle aussi utilisé, mais la puissance de rotation de l’arbre, qui permettait l’entraînement directe des générateurs électriques.
    L’énergie produite serait très importante, et équivaudrait certainement à plusieurs centrales à fission.

    Description technique

    A ce niveau d’étude qui n’est que la suggestion d’un nouveau mode d’exploitation de l’énergie de fusion, la description précise du moteur est difficile. Tout reste à faire donc.
    Cependant on peut déjà supposer de quelques points :
    Le moteur sera de très grande dimension pour des raisons physiques (voir plus loin), (le ?) les pistons seront sans doute d’un diamètre de plusieurs mètres, voir peut être même plus d’une dizaine de mètres.
    Comme dans un moteur classique à explosion, l’énergie sera directement transmise à une bielle et à un vilebrequin.
    L’arbre de transmission d’un diamètre évidemment important lui aussi, entraînera des dynamos de taille en rapport.

    Problèmes et résolutions

    Le problème principal à résoudre et sans doute de réussir à refroidir suffisamment la chambre d’explosion pour que les matériaux ne fondent pas suite à la très grande augmentation de température. Pour cela un des points essentiels est la taille des pistons. En effet plus un gaz est dilaté, plus il refroidit, c’est pour cela qu’avec une chambre de combustion très importante, la chute de température à la descente du piston sera très rapide et permettrait au système de refroidissement de refroidir le moteur suffisamment pour la prochaine explosion. D’autre part la rotation du moteur serait assez lente en raison de sa taille, ce qui serait un plus pour sa durabilité.

    Déclanchement de l’explosion

    Il est possible aujourd’hui de provoquer une explosion de fusion H assez facilement, plusieurs possibilités s’offre pour le déclenchement de l’explosion, comme le laser et la conduction ohmiques (l’arc électrique de forte puissance).
    La conduction ohmique semble à priori plus indiqué car dans une chambre à explosion, les éléments doivent être d’une grande robustesse, ce qui semble plus faisable dans ce cas.
    Les injecteurs seraient sans doutes du genre soupapes.

    Une fois le moteur démarré par la conduction ohmique (une centrale électrique autre s’impose donc au démarrage), il entretiendrait les explosions régulièrement comme dans un moteur à explosion classique.

    Coût et faisabilité

    Il apparaît que de nombreux points sont favorables pour le coût du projet, et pour sa faisabilité.

    D’abord à l’impression de simplicité du projet, se cache bien sur de multiples difficultés dont la résolution apportera reconnaissance et richesse au(x) pays qui aura(ont) mené à bien ce projet.

    D’autre part la connaissance des moteurs à explosions est un atout. Aujourd’hui parfaitement maîtrisée, de puissantes simulations permettraient de calculer les forces en présences dans ce type de moteur, et d’en déduire la forme et constituants.
    Cette étude poussée de simulation devrait alors déboucher directement sur une première version qui serait alors directement exploitable, et donc très rentable.

    Conclusion

    L’idée est simple, elle parait même trop simple. Mais c’est oublier que c’est souvent des choses les plus simples que viennent les meilleures solutions.
    Seul je ne peux rien, je propose donc à toute personne pouvant avoir une influence sur sa réalisation de me contacter en ce sens.
    Pour ce projet ma rémunération serait nulle ou presque (mais pourquoi pas : à votre bon cœur messieurs dames), j’ai pensé cela pour notre planète, et pour répondre à l’augmentation globale de la demande énergétique des activités humaines.

    Moteur : n.m. appareil qui transforme en énergie mécanique d’autres formes d’énergie.

    -----


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  3. #2
    Coincoin

    Re : Une idée de moteur à fusion

    Salut,
    As-tu la moindre idée de la pression et de la température nécessaires pour entretenir une fusion nucléaire ?
    Encore une victoire de Canard !

  4. #3
    thomasbc

    Re : Une idée de moteur à fusion

    Comme je l'ai écrit dans la présentation au dessus, la difficulté n'est pas de créer l'explosion, puisque cela a déjà été fait de nombreuses fois avec la conduction ohmique dés les années 60, mais bien de refroidir le moteur.
    Par contre il serait bien sur très intéressant de calculer avec précision la masse de matière qu'il faudrait faire fusionner pour permettre le déplacement du ou des pistons, et la chaleur dégagée ainsi que la puissance nécessaire. Seul la première explosion nécessiterait la puissance maximale.
    Une fois le moteur lancé, le piston en remontant comprimerait de l'air peut être ou autre chose / il n'y a pas de comburant (pas de consommation d'oxygène). La pression serait donc très forte, et la température du moteur élevé, ce qui réduirait la puissance nécessaire à l'explosion du mélange.
    Attention, il ne s'agit pas d'entretenir une fusion nucléaire, mais d'une succession d'explosion pour un moteur à explosion.

  5. #4
    Coincoin

    Re : Une idée de moteur à fusion

    La pression est colossale et donc tes matériaux ne résisteront pas. Ton moteur explosera.

    La température se compte en millions de degrés. Ton moteur fondra dès que tu initieras la réaction.

    Si tu baisses la pression et la température pour avoir des choses acceptables par les meilleurs matériaux connus, tu n'auras plus de fusion.

    Pour l'instant, les deux voies utilisées sont l'explosion d'une cible bombardée par des lasers, ou le réchauffement à des millions de degrés d'un plasma confiné (ce qui pose tout de même des problèmes actuellement insurmontables de résistance des matériaux).
    Encore une victoire de Canard !

  6. #5
    thomasbc

    Re : Une idée de moteur à fusion

    Voici le problème le plus sérieux, le controle de la température.
    Pas de risque d'explosion du moteur, car il ne s'agit pas d'injecter plus que le moteur ne peux encaisser mécaniquement. Il est bien entendu qu'une énorme explosion atomique même dans un gros moteur, fera partir la culasse en orbite.
    Mais il est parfaitement possible de doser le mélange pour apporter juste la matière qu'il faut. Il en faudra d'ailleurs certainement très peu compte tenu de la puissance de la réaction.
    Pour le refroidissement, la température à l'explosion et effectivement très importante et pourrait faire fondre immédiatement du métal. Mais je vais prendre un exemple, si tu es courageux, tu peux très bien prendre une braise dans ta main et jouer avec (pour ceux qui ont la peau dure) et elle fait plus de 500 degrés. Mais elle ne te brule pas car elle ne reste pas suffisament longtemps en contact avec la peau.
    Pour le moteur ce serait la même chose, l'explosion ferait monter en flèche la température, mais dans un temps très court. La masse d'alliage et le système de refroidissement laisserait une température suffisament basse pour qu'il ne fonde pas alors que le piston serait repoussé et détendrait le gaz.
    Le chalenge est de trouver comment refroidir la chambre de combustion, avant l'explosion suivante.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    Coincoin

    Re : Une idée de moteur à fusion

    A ton avis, quelle température et quelle pression es-tu capable d'atteindre avec un tel système ?
    Encore une victoire de Canard !

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  10. #7
    SK69202

    Re : Une idée de moteur à fusion

    Bonsoir,

    Une explosion thermonuclèaire, c'est avant d'être des gaz très chaud en expansion, un éclair de rayon gamma/neutron, qui seront dans les parois de ta chambre de combustion en 0.01µs.
    C'est le genre de paramètre à pendre en compte.

    Bref t'y arrive, donc:
    Ma question sur ta machine concernera l'échappement, où ils vont les gaz, plutôt toxiques, aprés le temps moteur ?

    @+
    Dans les villages gaulois, ils ne sont jamais tous d'accord. Jules César

  11. #8
    thomasbc

    Re : Une idée de moteur à fusion

    Eh bien la réaction de la fusion des ions deutérium et tritium produit de l'hélium. Ce n'est pas dangereux en soit, même si bien sur le gaz sortira très très chaud.
    L'on m'a aussi fait remarquer que ce moteur risque d'être un peu bruyant. C'est sur que si on oublie de mettre un silencieux, on risque d'entendre les pétarades à des dizaines de kilométres...
    Sinon Coincoin je n'ai pas fait de calculs encore
    Personnellement mes petites études scientifiques sont loin déjà. Ce qui serait formidable c'est que l'on puisse faire une oeuvre collective avec qui voudra pour faire une première projection qui tienne la route.
    Sans doute commencer simple avec un piston, l'énergie nécessaire à sa pousser, et calculer la chaleur dégagée qui doit être absorbée.
    Intuitivement j'imagine que plus le piston aura un diamètre important, moins le moteur chauffera, mais c'est à confirmer...

  12. #9
    SK69202

    Re : Une idée de moteur à fusion

    Re,

    Les résidus de graissage, il en faudra, sur la paroi du cylindre seront activés par les neutrons et vont se retrouver à l'échappement, puis dans l'atmosphère.

    Dans un moteur à combustion interne, le carburant ne sert qu'a chauffer la masse d'air admise, donc pour ta machine il y aura aussi des impuretés activées par les neutrons, malgré les filtres il y en a toujours.

    Voici un gros moteur qui marche:
    http://www.manbw.com/engines/TwoStro...C7&cylinder=14

    @+
    Dans les villages gaulois, ils ne sont jamais tous d'accord. Jules César

  13. #10
    Thrr-Gilag

    Re : Une idée de moteur à fusion

    Peu importe de savoir que tu peux refroidir ton système, pour initier une fusion thermonucléaire, il faut que le système atteingne une pression et une température considérable. Ton matériau ne permettra tout simplement pas d'atteindre de telles températures. Il fondera/explosera bien avant d'avoir les conditions nécessaires à l'inition de la fusion.

    Pourquoi d'après toi, on s'ammuse à contenir le plasma dans un champs magnétique ?

    PS : Ah oui, à de telles températures, faut parler de plasma hein
    Si la matière grise était rose, on n'aurait plus d'idée noire (Pierre Dac)

  14. #11
    thomasbc

    Re : Une idée de moteur à fusion

    Encore une fois il ne s'agit pas de plasma puisque l'on ne cherche pas à créer une réaction continue, le stade plasma sera atteind en une fraction de seconde et immédiatement suivi de son expansion dans la chambre d'explosion.
    Le déclenchement de la réaction est possible comme je le rappelle plus haut de plusieurs façons. Par exemple par les lasers de haute puissance, mais aussi par la conduction ohmique. C'est une décharge électrique de très haute puissance, et concentrée sur un volume faible (le piston est en position haute évidemment, peut être faudra t-il créer un espace particulier qui permette le semi-confinement dans la chambre à la remontée du piston). Effectivement pour initier la réaction, il faut une très grande energie que seul peut fournir une centrale électrique annexe, ou le moteur lui même en réinjectant sa propre électricité.

    Au sujet des neutrons dégagés, c'est un problème qui devrait pouvoir être résolu en injectant à un moment x, un autre composé qui devrait réagir pendant, ou très peu de temps après la réaction. Il reste à le déterminer, c'est pour cela et les autres choses que j'ai besoin d'aide.

    J'ai pensé aussi que finalement la chambre d'explosion se rapprocherait finalement assez d'un coeur de centrale. Il serait intéressant de savoir combien de calorie est transmise du coeur vers le système de refroidissement par unité de temps. On aurait alors une vague idée de ce que pourrait absorber la chambre d'explosion.
    Un autre point positif à ce système et de pouvoir comme dans tout moteur accélérer. En effet, il suffit pour cela d'augmenter la masse injecter à chaque explosion. Cela serait très utile pour la consommation électrique qui, comme vous le savez, est soumise à variation.

    S'il vous plaît, j'ai besoin de personnes motivées par ce projet, plutôt que par des messages uniquement critiques (même si c'est avec les remarques que cela avance aussi). Des problèmes il y en a beaucoup à résoudre. Alors, faites-vous chauffer les neurones !
    Si certains veulent me contacter directement : ###ben ils ne peuvent pas, cf la charte... Pour la modération.###
    Dernière modification par deep_turtle ; 24/01/2007 à 16h31.

  15. #12
    yaer

    Re : Une idée de moteur à fusion

    Pourrais tu nous renseigner sur la puissance electrique a depenser pour initier la reaction de fusion stp? De plus il nous faudrait une idée de la temperature atteinte (meme pendant une fraction de seconde) par le moteur durant l'apogée de la fusion. Car ton idée de braise rapide c'est bien beau mais si la braise n'est plus a 500 degré mais a 10000 degré (dans le cas de la braise ca parrait un peu chaud, mais dans le cas de la fusion ce rapport est probable) ta main sera percée avant meme que tu ai pue penser a relacher la braise...
    Donc merci de donner des chiffres sur ce qui te parrait etre des details mais qui reste le plus important: la possibilité ou l'impossibilité de realisation de ton projet....Plus precisement temperature de fusion des constituants internes, temperature de la reaction, temps minimum de la reaction pour rentabilité maximum du piston, puissance éléctrique necessaire pour initiation. Tes recherches pourrait trés bien te stopper net sur cet idée mais si tu repond à tous ca je me ferais un plaisir de relechir avec toi sur le probleme.

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  17. #13
    obi76

    Re : Une idée de moteur à fusion

    Dans le cas de fusion nucléaire les températures atteinte sont largement supérieures à ce que peux résister n'importe quel matériau, d'où justement le projet Tokamak ou le but est de mettre le plasma en suspension.
    Le problème (pareil je vais pas trop m'avancer) c'est que le plasma est stable pour une certaine dimension de bouteille magnétique (je crois qu'il peut s'autoentretenir pour une bouteille d'un minimum de 5m de diamètre, d'où la dimension du réacteur ITER).
    Il faudrai créer une fusion nucléaire sans toucher les parois de ton moteur, hors pas de contact = pas de pression = pas de travail fourni.....

  18. #14
    thomasbc

    Re : Une idée de moteur à fusion

    Yaer, pour répondre à tes questions, c'est simple je n'en sais précisement rien.

    Comme déjà dit, initier la réaction est techniquement très faisable.

    Au sujet des matériaux, il faut effectivement un matériau avec une température de fusion extrémement élevé, mais aussi qu'il ait la faculté d'être extrémement conducteur. En effet le matériau devra supporter la pointe de température (et le choc), et immédiatement la transmettre au circuit de refroidissement pour être prêt pour l'explosion suivante.
    Tous les calculs de puissances sont en fonction de la taille du moteur, de la quantité de matière injectées...

  19. #15
    thomasbc

    Re : Une idée de moteur à fusion

    http://www.cea.fr/var/plain/storage/...411d4e4511.pdf

    Un article interessant à ce sujet, voir encadré "le choix des matériaux"
    Il ne faut pas négliger la résistance à la température d'un solide puissamment refroidi. La réaction n'a lieu qu'une fraction de seconde, toutes les dix secondes environ (estimation à préciser).

  20. #16
    mamono666

    Re : Une idée de moteur à fusion

    j'ai vraiment lu en diagonal, mais ca parle de température de 1600°C il me semble. Est ce que c'est comparable avec un moteur à fusion??
    Out! Out! You, Demons Of Stupidity!!

  21. #17
    cedbont

    Re : Une idée de moteur à fusion

    Bonjour,
    et bien, en voilà des idées, thomasbc, une imagination débordante ! C'est dommage qu'on ne te l'ai pas dit plus tôt, mais ton projet est irréalisable en réalité.
    Pour une fois réponds aux questions qui te sont posées (tu avanceras plus qu'à t'enfoncer) :
    -sais-tu les températures et les pressions mises en jeux dans une fusion ?
    -connais-tu la notion d'inertie ? l'inertie et les frottements (donc usures) engendrées par la masse des pièces ?

    Rappel : pour qu'un projet industriel soit viable, il doit rapporter des sous ! (Oublie la simplicité annoncée dans ton premier message pour passer de la théorie au modèle en série).

    Désolé.

  22. #18
    Anacarsis_47

    Re : Une idée de moteur à fusion

    c'est magnifique d'avoir des idées et d'en chercher de nouvelles, mais ton projet ne tient pas compte du tout du rapport entre les ordres de grandeur des puissances mises en jeu. Pour amorcer une fusion il faut mettre en jeu des quantités d'énergie colossales, et la quantité d'énergie que tu pourrais récupérer sans tout détruire serait excessivement faible compte tenu qu'il n'y a aucun confinement magnétique et que l'explosion qui pousserait le cylindre reviendrait surtout à faire de l'implantation ionique dans les parois du réacteur

    En effet la quantité d'isotopes que tu pourrais injecter très probablement dans la chambre sans tout détruire serrait de l'ordre de 10-4 torr...

    Et l'ennui dans tout projet c'est qu'il n'y a pas de réaction en chaîne permettant d'entretenir la fusion. Il faut la relancer après chacun des aller-retour du piston et techniquement c'est impossible de le faire dans un temps si court.

    C'est bien de chercher des idées et on ne peut qu'approuver une telle initiative , mais une connaissance plus approndie de la physique et de la chimie ne fait de tord à personne

    ++

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