Aux admins du site : si vous estimez que ce sujet serait mieux approprié à un autre endroit, aucun souci pour que vous le déplaciez !
Bonjour à tous, et merci de prendre la patience de lire ce long message.
En bon habitué de ce forum, j'ai remarqué que de nombreuses questions ou remarques surgissent inévitablement autour de la demande d'un naute. Cela va du "C'est pour faire quoi?" au "Pourquoi tu ne fais pas comme ci ou comme ça?", en passant par les traditionnels "tu vas acheter chez Untel, c'est moins compliqué et moins cher"...
Et je ne parle même pas des interventions des inévitables trolls, qui font du remplissage pour n'importe quel motif.
Bref, si je fais ce préambule, c'est parce que je vais faire l'effort d'expliquer toute une partie du contexte afin que ceux qui réfléchiront au problème soient en possession du maximum de données. En revanche, je tairai les identités des intervenants (j'ai d'ailleurs changé de pseudo sur ce forum à cet effet), les lieux précis où cela se passe et un certain nombre d'éléments qui permettraient d'identifier le projet. Il y a deux raisons à cela.
La première est que ce projet est celui d'un petit groupe de bénévoles qui s'est investi personnellement dans diverses tâches relevant de l'énergie gratuite pour les déshérités. Cette action est apolitique et indépendante de toute structure importante (ONG ou groupe industriel) et entend le rester.
La seconde, qui est la conséquence de la première, est que nous n'entendons pas être "récupérés" par qui que ce soit, même au prétexte de mécénat. Nous ne voulons pas non plus nous tourner de nous mêmes vers un industriel pour solutionner nos problèmes, sauf à arriver à des conclusions d'infaisabilité pour notre groupe. Et, comme pour l'instant nous avons des pistes sérieuses, nous entendons continuer ainsi.
Ajoutons à ces deux points le fait que l'invention sur laquelle nous travaillons est susceptible de donner lieu à un dépôt de brevet, et d'être utilisée en plusieurs endroits du globe. Nous n'entendons pas non plus nous faire déposséder de nos idées ni favoriser tel ou tel groupe.
Toutes ces précautions oratoires étant faites, merci donc d'avance à tous ceux qui feront l'effort de donner, sinon des solutions, tout au moins leurs avis ou leurs pistes.
Une dernière précision : notre groupe est constitué d'une vingtaine de personnes, parmi lesquels figurent aussi bien des intellectuels que des manuels. Nous sommes en contact relativement étroit avec les autochtones du lieu de notre projet, et certains d'entre nous s'y sont rendus fréquemment. L'un de nous réside d'ailleurs à proximité et peut nous donner assez facilement des renseignements lorsqu'il nous en faut.
Voici donc maintenant exposé le projet et ses problèmes.
Il existe en Afrique dans un lieu semi désertique un ensemble de petits villages (quelques habitants à quelques dizaines) séparés entre eux par des distances de l'ordre de 4 à 10 km. La population totale de ces villages doit avoisiner les cinq ou six cents personnes. Leur niveau de vie est ridiculement bas, ils sont en permanence au seuil de la famine et sont totalement à l'abandon de toute structure étatique, notamment en raison du contexte géographique (isolement du reste du pays, géographie difficile...). Il va de soi qu'on peut laisser l'exode rural continuer et ces villages finir de se vider, ou alors tenter de leur apporter une aide technologique qui permettra à ceux qui veulent rester "au pays" de garder le contact avec leurs racines. Et dans cette aide technologique, il y a l'électricité, car elle n'arrive pas jusque là. Dans l'absolu, il faudrait que chaque village (9 en tout) dispose d'une arrivée 220v en 8 ampères, afin de pouvoir y installer une borne télématique permanente (télévision et téléphonie par satellite). Un téléviseur par village serait déjà une révolution ! Alors le téléphone...
La solution "groupe électrogène" n'est pas viable : elle nécessite de l'entretien très régulier, du carburant etc etc. Bref, elle serait hors de prix pour ces populations. La solution photovoltaïque n'est pas viable non plus : outre son coût prohibitif à l'investissement, elle pose des problèmes pour le stockage de l'énergie destinée au besoin nocturne, les batteries actuelles n'ayant en outre qu'une durée de vie très limitée. Enfin, la solution éolienne offre un rendement trop irrégulier et parfois inexistant. En revanche, et c'est ce qui nous avait valu d'être contactés par l'européen qui réside à proximité, il existe une forme de géothermie qui pourrait être exploitée.
Ainsi, au pied d'un petit massif montagneux démarre une cavité naturelle, qui descend en pente variable et circonvolutions variées jusqu'environ mille mètres sous la surface. La pente est variable car parfois il y a des verticales (dont une de près de soixante mètres), et il faut parcourir près de deux kilomètres, verticales comprises, pour arriver au bout de cette cavité. Elle est à cet endroit encore assez large pour laisser place à 5 ou 6 personnes de front et fait environ 3 mètres de haut. De là part un boyau beaucoup plus étroit (passage pour deux personnes à la fois mais légèrement courbées), à peu près rectiligne et presqu'horizontal d'environ une trentaine de mètres, au bout duquel s' ouvre un puits vertical et presque circulaire d'environ un mètre de diamètre.
Il n'était pas possible de descendre dans ce puits et vous allez en comprendre la raison. Une sorte d'échographie radar a permis de révéler que ce puits débouche sur une galerie presque cylindrique et du même diamètre, en très légère déclivité, galerie dans laquelle circule un courant d'eau chaude qui l'emplit aux trois quarts. La pose d'une sonde et d'un enregistreur a permis de révéler que la température de cette eau est quasiment constante : sur 3 mois, elle a évolué dans une fourchette allant de 85 à 87 degrés Celsius.
Nous avons consulté un géologue pour comprendre d'abord pourquoi l'eau ne montait pas plus haut. Comme nous n'avons pas recensé de résurgence d'eau chaude à cent kilomètres à la ronde, selon lui, cette eau remonte de couches plus basses, et redescend ensuite vers des couches plus lointaines où est formé probablement un lac souterrain. Cette remontée et cette redescente s'effectuent à peu près au niveau de la galerie que l'échographie a révélé. Comme ni le volume d'eau ni la pression (dûe notamment à sa température) ne sont suffisamment élevés, l'eau s'écoule par la galerie en question sans remonter dans le puits, mais il n'est pas exclu que cela puisse se produire un jour.
J'évoque l'enfer dans le titre, et ce n'est pas pour rien. Au bout de la cavité, mais sans aller jusque dans le boyau, la température est de 55 degrés, avec une atmosphère surchargée en humidité. On peut y rester environ une heure, et il faut changer d'équipe et remonter d'environ quatre cents mètres pour trouver une température (40°) et une atmosphère supportables. Ajoutons que le boyau, lui, est le début de l'accès à l'enfer : envahi d'une brume d'humidité constante, il s'achève au bord du puits à un peu plus de 70 degrés étouffants avec la vapeur. Pour ceux qui connaissent les saunas finlandais, il faut imaginer la même chose mais avec beaucoup plus de vapeur... Bref de quoi cuire un homard...
Enfin, se pose à cet endroit le problème du renouvellement d'air. La carbonation dûe à la respiration s'évacue certes grâce à la vapeur chaude qui crée un mouvement d'air ascendant, mais la longueur de la cavité permet, selon nos calculs, un renouvellement de la poche d'air terminale seulement en 48 à 72 heures.
La conclusion qui s'impose à ce premier niveau de constatations est que si l'on veut exploiter l'hydrothermie du lieu, il faut tenir compte des conditions de travail tant pour les hommes que pour le matériel.
L'idée qui germe naturellement est de placer dans la galerie noyée un générateur de type marémoteur, actionné par le courant d'eau chaude (environ 1m/s). La descente dans le puits étant impossible, sous peine de jouer à l'écrevisse, il faut pouvoir installer ce générateur à l'aide de perches. Sa conception doit permettre de le mettre en place en plusieurs éléments facilement emboitables et qui prennent place le long de la galerie noyée.
La conception mécanique du générateur (en fait, onze générateurs identiques, chacun emboité derrière un autre), ne nous pose pas trop de problèmes. C'est plutôt la partie électrique qui nous en pose.
D'abord, parce qu'un générateur classique utilise des aimants néodyme (en fait néodyme fer bore) ou alnico. Or, si l'alnico possède une résistance à la température relativement élevée, son magnétisme est relativement faible et son rendement s'en ressent donc. Quant au néodyme, il est hors de question de l'utiliser au delà de 80° : il se démagnétise et se détruit. Les aimants samarium-cobalt supportent un peu plus de température que le néodyme, mais à 85° ils entrent déjà dans leur plage critique, et sont en outre très chers. Enfin les aimants au dysprosium ne peuvent être envisagés, il leur faut des températures extrèmement basses (sans parler de leur prix...).
Reste donc la solution des aimants classiques, mais suffisamment puissants pour générer ce que nous avons calculé. L'alnico devant être écarté pour des raisons de rendement, il ne reste qu'une solution : fabriquer nos propres aimants. Ce point est presque résolu : nous pouvons nous procurer facilement les matériaux, peu chers (essentiellement de la poudre de fer à très faible granulométrie, de la poudre de magnétite et un agent liant vitrifiant l'ensemble). Le problème qui reste à résoudre sur ces aimants est qu'il faut, une fois qu'on les a mécaniquement fabriqués, les soumettre à un champ magnétique d'environ 25000 gauss pendant un bref instant (de l'ordre du quart de seconde) et si possible sous une température comprise entre 250 et 275°. On obtient alors des aimants très puissants (cependant moins que le néodyme), qualification selon nos sources entre N25 et N30.
Comme nous n'avons pas de spécialiste es-bobinages dans notre groupe, voici donc venir les deux premières questions.
1) Pour un électro-aimant fonctionnant en 12 ou 24 volts, combien faut-il prévoir de spires pour générer un tel champ ? (sachant qu'il serait intéressant que le noyau métallique de l'électro aimant ait un diamètre d'environ 52mm qui serait celui des aimants à fabriquer)
2) Est-il possible de concevoir cet électro aimant de façon à ce qu'il supporte justement une température de 275° (gaine thermorétractable ? isolant spécifique ?...) ? Et dans l'affirmative, comment procéder ?
Pour info, les onze générateurs utiliseraient chacun 72 aimants de 52mm, ce qui devrait, selon les calculs qui nous ont été fournis, permettre de générer au total une puissance permanente supérieure à 140 ampères.
Le reste de nos problèmes découle de la conduction électrique des courants. Transporter un courant très basse tension suppose des pertes importantes à cause de la résistivité des conducteurs. Et la HT, elle, génère des pertes de puissance à cause des rayonnements qu'elle génère. Si l'on néglige les quelques dizaines de mètres qui séparent les générateurs de la première installation de transformation, il restera encore environ 2km pour sortir l'énergie de la cavité (c'est à dire arriver à l'air libre). Cela entraîne les deux questions suivantes.
3) Selon vous, connaissant les conditions climatiques régnant "dans le trou", quelle serait la tension idéale à adopter pour transporter l'énergie depuis le fond de la cavité (1er transfo) jusqu'à l'air libre ? Personnellement, "au pif" je suis tenté de penser qu'une tension de 650 volts pourrait bien faire l'affaire, mais ce n'est justement que du pif et je suis pas un pro...
4) Devons-nous envisager la régulation du courant seulement une fois que celui-ci est à l'extérieur de la cavité, ou bien pouvons nous envisager A BAS COUT un appareillage résistant aux conditions d'hygrométrie et qui soit installé au niveau du 1er transfo ?
Notre dernier problème qui est celui du coût du cablage vers les villages n'en est pas vraiment un. Il existe un fonds africain spécifique qui pourra le financer si nous arrivons à "sortir du jus de l'enfer" ! Mais votre avis sera précieux, surtout si vous avez travaillé dans la distribution d'énergie. Donc, selon vous, vaudra-il mieux prévoir une distribution en "étoile", c'est à dire faire arriver l'électricité vers le centre du dispositif, et, de là, rayonner vers les villages (environ 77 km de cables nécessaires), ou bien prévoir le chemin le plus court (38km), quitte à ce que, dans ce cas, chaque connection soit dépendante de la précédente ? Et quelle tension de transport adopter dans chaque cas ?
Merci d'avoir eu la patience de lire et merci pour vos avis. A noter qu'aucun contact ne sera pris avec des particuliers, associations ou entreprises qui répondraient en souhaitant s'associer au projet. Ce serait prématuré pour l'instant, et en plus hors de nos volontés actuelles ainsi qu'énoncé en préambule.
A bientôt de vous lire
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Envoyé par azureen 
