TIPE : cycles thermodynamiques pour l'énergie thermique des mers

[invited5e782d8]

Bonjour.

Je suis étudiant en deuxième année de classe préparatoire et j'aurais besoin d'un peu d'aide dans mon travail. Je m'intéresse à la production d'énergie propre à l'aide de la centrale ETM (énergie thermique des mers). Celle-ci utilise la différence de température entre la surface chaude des océans et son fond froid. Ainsi - et c'est important de l'avoir en tête - il n'y a pas d'énergie coûteuse. Tout est gratuit. Cependant une partie de l'électricité produite doit être consommée pour pomper l'eau froide des profondeurs et pour augmenter la pression du fluide de travail.

Je m'intéresse en particulier aux différents cycles thermodynamiques qui ont été proposés pour optimiser la production d'électricité. On part d'un cycle de Rankine, puis d'un cycle de Kalina et enfin d'un cycle d'Uehara (toutes les informations sont situées dans la thèse de Mr Frantz Sinama à partir de la page 37 du pdf ce qui correspond à la page 10 du document. Voici le lien : https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00873263/document).

Mes questions sont les suivantes :
1. En quoi les modifications du cycle de Rankine permettent elles d'optimiser la production d'électricité ? En effet, je remarque que les nouveaux cycles permettent de réduire considérablement le transfert thermique apporté par l'eau chaude vers le fluide de travail (vf la transposition des cycles en diagrammes de Mollier que j'ai réalisé, en pièce jointe).
Cependant cette énergie est gratuite, alors quel est l'intérêt de la réduire ?
Dans le même genre d'idée, l'énergie nécessaire à refroidir le fluide est moins grande, ce qui permet de pomper moins d'eau des profondeurs et donc d'économiser de l'énergie électrique récupérée pour faire tourner les pompes. Est-ce là l'unique intérêt de ces nouveaux cycles ? Comment pourrais-je quantifier cette énergie gagnée ?

2. Pouvons nous définir une efficacité pour ce genre d'engin ? Il n'y a pas d'énergie coûteuse alors je ne vois pas comment. Je ne pourrais donc pas comparer mes résultats à l'efficacité de Carnot.

Je vous remercie d'avance pour votre volonté à m'aider.
Cordialement.
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[albanxiii]

Bonjour,

Comme c'est indiqué ici : http://forums.futura-sciences.com/tp...-tpe-tipe.html les questions scientifiques et/ou techniques doivent êtres posées dans les rubriques correspondantes. La rubrique TPE/TIPE est réservée aux questions d'ordre général, pédagogiques, méthodologiques, etc.

Je déplace votre fil en physique.

Pour la modération.

[invite6dffde4c]

Bonjour.
L’idée d’utiliser la différence de température entre le fond (vers 4°C) et la surface n’est pas récente. Elle est un peu comme le monstre de Loch Ness, et refait surface de temps en temps.
Lors de la première crise pétrolière (1973) on a vu ressortir un tas d’idées « géniales » qui sont vite retombées dans l’oubli.
Notamment cette idée de la différence de température. Je peux même vous dire que grâce à la différence de salinité, on n’a pas besoin de pomper l’eau du fond. Une fois le courant amorcé, l’eau sort comme dans un puits artésien. Et ça a été testé.

Qu’est ce qui subira des cycle de Rankine ou autres ? Ce n’est certainement pas l’eau, mais des gaz réchauffes et refroidis par les eaux. Et c’est là où les idées tombent à l’eau : il faut des échangeurs de chaleur gigantesques qui bouffent le peu d’énergie dont on dispose. Car le rendement d’un moteur thermique dépend de la différence de température entre le côté chaud et le côté froid.
À l’époque on avait proposé d’utiliser un liquide (un Fréon quelconque) qui se vaporiserait à la température de la surface et se condenserait à la température du fond. Cela permettrait d’avoir des différences de pression un peu plus conséquentes pour faire tourner la machine.

Bref, ce furent des idées pas géniales qui ont eu un très bon rendement en subventions gouvernementales. Comme quoi, ça dépend aussi de quel rendement on parle.
Au revoir.

[invited5e782d8]

Bonjour.
Je vous remercie pour votre réponse.

Je vais me renseigner sur l'osmose. Cela peut-être un bon complément. Je trouve ça d'ailleurs plutôt merveilleux qu'il ne faille pas dépenser de l'énergie pour le pompage. J'ai l'impression, probablement erronée, qu'il n'y a aucune dépense énergétique sur l'énergie qu'on produit...?
Je n'ai donc pas compris un point : en quoi les échangeurs de chaleurs consomment de l'énergie ? Ce sont pourtant des pièces fixes.
Concernant le liquide utilisé, il est aujourd'hui en vogue d'utiliser de l'ammoniac ou un mélange eau/ammoniac qui a les propriétés que vous avez cité.
Cela m'étonne que vous dépréciez ce projet. Pourtant, comme vous l'avez mentionné, il est aujourd'hui mis en avant avec l'éntreprise DCNS qui compte en implanter sur les îles.

Cordialement.

[A voir en vidéo sur Futura]

[phys4]

J'ai l'impression, probablement erronée, qu'il n'y a aucune dépense énergétique sur l'énergie qu'on produit...?
Je n'ai donc pas compris un point : en quoi les échangeurs de chaleurs consomment de l'énergie ? Ce sont pourtant des pièces fixes.

Bonjour,
Le rendement de ce type d'installation est faible devant la quantité d'eau à utiliser.
Les échangeurs ne dépensent pas d'énergie, ils font chuter la différence de température utilisable, si chaque échangeur perd 5°, sur une différence de 20° dans l'eau, il ne restara que 10° de différence utilisable, la moitié du rendement serait déjà perdue.
Il faut donc de gros échangeurs pour diminuer les différences de température.
Il faut aussi prévoir des pompes de circulation d'eau, car si la circulation peut être automatique, elle dépend des conditions de température et de salinité, la circulation permanente n'est donc pas garantie. Dans le bilan de ce type d'installation, on compte généralement une perte de la moitié de l'énergie obtenue pour le fonctionnement des accessoires.

[invite6dffde4c]

Bonjour.

...il est aujourd'hui mis en avant avec l'éntreprise DCNS qui compte en implanter sur les îles.

Cordialement.

... Bref, ce furent des idées pas géniales qui ont eu un très bon rendement en subventions gouvernementales. Comme quoi, ça dépend aussi de quel rendement on parle.

Au revoir.

[invited5e782d8]

Bonjour.
Est-ce que vous définissez le rendement comme étant le rapport entre l'énergie consommée par la pompe et l'énergie produite ?

Comment les échangeurs perdent-ils autant de température ? Je ne comprends pas ce phénomène.

Concernant DCNS, vous affirmez qu'ils font un mauvais choix en cherchant à développer cet engin. Je comprends que les rendements n'ont rien avoir avec les centrales à charbon et les centrales nucléaires, mais développer de nombreuses centrales propres est important d'un point de vue écologique. Malgré tout vous pensez que c'est une impasse ?

Cordialement.

[invite6dffde4c]

...
Concernant DCNS, vous affirmez qu'ils font un mauvais choix en cherchant à développer cet engin. ....

Bonjour.
Pas du tout. S’ils l’on choisi c’est que c’est un bon choix... comme source de subventions.
Renseignez-vous sur qui finance le projet.
Ce sont des fonds propres de la boite ? Ou ce sont des subventions ? (Indirectement moi, comme contribuable).
Au revoir.

[invited5e782d8]

Bonjour.

Ce sont des subventions qui financent ce projet.
Est-ce que vous dites que ce projet ne permet que de récupérer de l'argent pour l'utiliser ailleurs ?

Pouvez vous me parler un peu plus du procédé qui permet de pomper l'eau des profondeurs grâce à l'osmose s'il vous plait ? Cela m'intéresse beaucoup et je peine à trouver des informations sur internet.
Je comprends que le procédé permette d'augmenter la pression de l'eau salée mais comment s'y prennent-ils dans les conditions réelles de l'ETM ? A quelle profondeur vont-ils mettre la membrane dans l'océan ? Et pourquoi (y a t-il une zone frontière où la différence de salinité est grande ?) ? Quelle taille fait-elle ?

Cordialement.

[invited5e782d8]

Edit : si vous en avez la connaissance, pouvez vous aussi m'indiquer la pression qu'obtient l'eau salée après osmose s'il vous plait ? Il faut qu'elle puisse combattre les force de pression dues à la profondeur et je suis curieux de connaître à quel point l'osmose est efficace.

(excusez moi pour le double poste. Je n'ai pas trouvé le moyen d'éditer mon précédent message.)

Cordialement.

[invite6dffde4c]

Bonjour.
Je n’ai jamais entendu parler de pompage de l’eau des profondeurs par osmose.
Mais il doit être totalement inefficace. L’osmose est un processus lent.

Ce que j’ai mentionne est le pompage par différence de densité et de température.
L’eau du fond est plus froide mais moins salée. Si on amorce la remontée et le réchauffement de l’eau du fond lors de la remontée, ça peut continuer tout seul. Mais ne comptez pas bouger des montagnes avec cela. Au mieux, en étant doué et en ayant des amis bien placés, vous pourrez décrocher des subventions.
Au revoir.

[invited5e782d8]

Je vous remercie de votre réponse. Je vois que j'ai fait fausse route. Je vais m'intéresser à un autre projet d'énergie renouvelable.

Cordialement.

[ecolami]

Bonsoir,
Des informations interessantes sur http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post6043553
Reportages et photographies des installations d'essais...