Bonjour à tous
Je viens de tomber sur ce forum en faisant des recherches sur lénergie. Jai souvent des idées saugrenues .Comme beaucoup dincultes, lidée de convertir lénergie dans la quelle on baigne est parvenue jusquà ma cellule grise. Je serais bien heureux que quelquun puisse mapporter des éléments de réponses simples. Je nai aucun bagage technique. ). Jai numéroté ces réflexions , essayez autant que possible de répondre point par point en évitant des démonstrations mathématiques trop complexes.
(Niveau cap électricien dans le bâtiment).
Davance merci
Le béotien
1 -En partant dun principe physique simple deux masses identiques même poids , suspendues à la même hauteur (facultatif cest pour limage), accrochées à une ficelle passant par une poulie sont en équilibre.
2- Lénergie pour créer une différence de hauteur entre les deux masses (si ma poulie est parfaite, friction nulle ou négligeable, pas de frottement dans lair, etc..) est récupérée lors de larrêt du mouvement. (Bilan énergétique 0, je ne sais pas si terme est approprié).
3- Par une principe similaire des masses différentes sur un système à levier sont en équilibre si le rapport des bras de leviers est égal au rapport entre les masses. Idem pour un système multiplicateur ou démultiplicateur à poulie.
4- En faisant lanalogie avec la chaleur on retrouve la même similitude. Daprès la loi de conservation de lénergie. Si jélève un litre deau de 1° et que jabaisse un autre litre deau de 1° le bilan global est nul (pour linstant je nai pas la poulie thermique
).
5- On peut imaginer que dans un système fermé parfait , lenthalpie reste constante (jusquà ce quun élément atteigne 0K) .Lénergie se trouve simplement à des instants différents dans des états différents un peu comme dans lunivers, mais la somme globale est toujours la même).
6-Toujours par analogie au système mécanique à levier (toujours dans un système fermé) pour élever de 2°, 1 litre deau, je peux puiser 1°, dans 2 litres deau. Bilan global 0)
A partir de maintenant dans ma tête cest un peu la confusion due à lignorance.
7- Toujours daprès la loi de conservation de lénergie, si je chauffe de leau (ou autre chose) avec une résistance électrique, la température de leau monte, lintégralité de lénergie électrique est convertie en chaleur et se retrouve dans leau.(je suppose bien sûr, que comme ma poulie parfaite, mon vase est, thermiquement, parfaitement isolé). Jai une augmentation de lenthalpie égale à la transformation Joule/Thomson (bilan 0 ou rendement 100° je ne sais pas ce quil faut dire).
8- Si il existait une machine autonome et parfaite capable de transformer les calories en électricité, je pourrais donc récupérer la même quantité délectricité que celle que jai fournie pour réchauffer leau. Je naurais rien créé, jaurais simplement passé dune forme dénergie à une autre.
9- il existe plusieurs moyens de déplacer des calories, le plus connu et répandu étant la pompe à chaleur. Le problème est quelle nest pas autonome. Je dois lui apporter de lénergie pour quelle fonctionne. Si par exemple, dans un système isolé , je puise des calories dans une masse1 et que je les transfère dans une masse2, je retrouve dans la masse2 les calories absorbées à la masse1, plus lénergie que jai fournie à la pompe (intégralité de la puissance électrique fournie est transformée en chaleur par les différents éléments de lensemble motopompe, je néglige les pertes par rayonnement électromagnétique du moteur ).Ceci implique naturellement que la pompe est refroidie par la masse2.
10- Je pars de lhypothèse quau début les masse1et masse2 sont identique et à la température ambiante. Après action de la pompe, la température masse1 est plus basse que la température ambiante et la température de la masse2 plus élevée. La différence entre t°masse1 et t° ambiant + énergie fournie par la pompe. Pour linstant pas de miracle, seule lentropie à augmentée entre les 2 masses. La notion dentropie pour moi est un peu floue. Je la vois comme la propension qua leau à sécouler du point le plus haut vers le point le plus bas, ou bien le courant électrique à aller du potentiel le plus élevé vers plus faible, ou encore moi à manger du chocolat noir sans avoir faim. Mais elle ne constitue pas une énergie, seulement un potentiel à migrer dun niveau vers lautre naturellement.
11- Cest en utilisant cette propension de retour à léquilibre, que je peux construire des machines capables de transformer des énergies. Je transforme lénergie électrique en chaleur (radiateur) ou en énergie mécanique (moteur), ou mécanique en électricité ( alternateur) mécanique chaleur ( pompe à chaleur), chaleur en électricité (thermocouple) , chaleur en énergie mécanique (turbine, Stirling, Ericsson
.) , radiations
12- Alors comme tous les crétins, je me dis ya quà transformer lénergie dans laquelle on baigne ( ce nest pas ce qui manque quand on connaît la masse de la terre, température ambiante 296K) , la transformer et la stoker, pour avoir la puissance désirée au moment choisi. Cest pas plus compliqué que çà.
13 La différence entre les crétins, et les gens intelligents qui démontrent tout scientifiquement, cest la bêtise. La bêtise contrairement à lintelligence et la culture, na pas de limite connue ( un peu comme la température, vers le haut on ne connaît pas la limite). Cet axiome, nous permet (nous, les crétins) de toujours aller plus loin. Ca me permet aussi de me représenter linfini, chose pas forcément évidente.
14- Si je repars de lhypothèse (10) à létat tel que : la masse1 est plus froide que la masse2, mais aussi plus froide que la température ambiante. Il me suffit mettre en contact la masse1 en contact avec le milieu ambiant et hop. Miracle !. La température de la masse2 na pas changé (je vous rappelle quelle est parfaitement isolée). Celle de la masse1 à augmentée et comme je suis un peu débrouillard (cest ça les gars du bâtiment) je récupère en passant, avec un moteur Stirling, un peu dénergie mécanique . Naturellement ce que je récupère mécaniquement est sans commune mesure, avec ce que jaurais obtenu sur larbre dun moteur électrique, en considérant lénergie que jai du fournir pour déplacer ces calories. Mais cest joli un moteur Stirling et encore plus merveilleux si il ne sert à rien.
15- Je me retrouve donc dans une situation ou jai réussi à élever la température de la masse2, davantage que si je lavais chauffée directement avec une résistance électrique. Daprès la loi de conservation de lénergie jai donc crée de lénergie. La tête me tourne je viens daccomplir un miracle. Soudain une voix grave se manifeste et me dit :
- Crétin !!!
.. tu nas rien créé. Tu as simplement déplacé des calories dun système vers un autre..
- Mais alors je ne suis pas D..
- Tas simplement fait une usine à gaz au rendement plutôt minable, mais digne de toi. Va chez un fabriquant reconnu de pompe à chaleur. Et demande une pompe à chaleur pour la géothermie.
- Ah, bon.. Mais ça a quel rendement..
- Au moins 4
- Ouah !!!.
- Puis tu ferais bien de continuer à creuser la saignée dans le béton, plutôt que de te creuser, dans le vide, les méninges.
- Ah
., oui
., tas raison
collègue.( je viens de prendre une claque, mon collègue na pas beaucoup de tact)
16- 2 jours plus tard ( la réflexion du crétin est lente, minime mais ininterrompue).
Cest génial ce truc !. Ca ressemble à nouveau à un système mécanique à levier, dans lequel le contrepoids ne descend pas. En effet la masse la calorique de la terre est suffisamment grande pour que le puisage ou le remplissage de celle-ci soit perceptible. Jentends déjà les écolos dire : Pas du tout cest à cause des transformations fossiles que
et atomiques.. et des gaz à effet de serre
et des flatulences des vaches
. et des crapauds qui fument
. que la planète se réchauffe
.
Avec la mauvaise fois qui me caractérise je pense quils nont pas tous tort à 100% .
Pour en revenir au système de la pompe à chaleur, ça ressemble bien à mécanisme à poulie où les forces de friction ne sont pas négligeables.
17- Lidée me revient naturellement de vouloir stocker cette énergie. Car un certain monsieur Carnot à dit que dans une machine thermique le travail fourni est égal à la variation denthalpie. Cest comme si en faisant en effort de 1 je fournissais un travail de 5.Soit 1 travail fourni plus 4 volés impunément dans ma planète.
Donc si on réalise une machine convertisseur de forme dénergie avec un rendement de 50% je suis gagnant.
Ya donc pu ka faire la conversion. Cest là que ça se corse.
18 - Pars la faute de Carnot, japprends, que le rendement dune machine thermique à détente de gaz dépend de la différence de température entre le point chaud et le point froid . Rendement = 1-t1/t2. Pour avoir un rendement de 50% en considérant le milieu ambiant comme point froid 300K je dois élever la masse2 à 600k (330° C).
19- Tout ça cest génial, mais « ça fait pas la rue Michel » la pompe à chaleur que jai acheté sort à 60°C. Pas de problème. Y a juste à remettre une deuxième pompe à chaleur en série et hop !. Sauf que cette fois je ne peux plus voler des calories impunément, je suis dans un système fermé, que ce maudit Carnot a décortiqué . La variation denthalpie correspond cette fois uniquement à la conversion énergétique que jai du apporter pour élever la température.
20 - Si je reprends les données que jutilise avec ma pompe à chaleur voleuse. Exemple je compresse un gaz (du R134a), qui vient juste de sortir de la terre après avoir volé presque tout ce quil pouvait m=1, t=270k , p= 2bar, H=400Kj/kg . Je compresse en sortie je retrouve le même gaz pas de transformation chimique avec m=1, t=330K, H=440Kj/kg.
Je nai rien gagné cette fois la variation denthalpie est uniquement due à lénergie que jai fournie au compresseur. Sur le plan calorique global je nai rien gagné. Mais jai augmenté lentropie de mon système. Avec un travail de 200kj je peux donc dans le deuxième étage dune machine convertisseur de température ( car je ne pompe plus rien hélas) obtenir m=1, t=600K, H=640kj/kg. (ça ressemble à convertisseur électrique courant- tension)
21- je remet tout ça dans un moteur à gaz chaud type Stirling ou autre modèle de mon délire de bricoleur dans le bâtiment. Avec un rendement de 50% que mindique mon copain Carnot je récupère un travail de 320kj moins les 240 kj que jai fourni il reste 80kj. Par rapport aux 240 que jai placés à la banque ya un an à 4,5% ya pas photo mon truc est nettement plus rentable. Aussi amis lecteurs pour maider à réaliser un prototype, pour multiplier la chaleur de vos espoirs ou de vos angoisses envoyez-moi du chocolat noir exclusivement.
22- Je pense que le moteur icetori utilise dans les grandes lignes la même philosophie. Je nai pas trouvé la description de son principe. Mais il sappuie sur le travail que fourni leau en gelant. Cest pas plus délirant que mon truc. On retrouve, je suppose toujours la pompe à chaleur voleuse, mais cette fois au lieu dutiliser la compression détente des gaz, pour transformer son delta t° en travail, il utilise celle de leau en glace. Pourquoi pas ce système a pour moi lavantage de travailler avec un delta t° très faible (pas besoin dun étage convertisseur de température, donc certainement meilleur rendement). Mais je nai aucune info sur le travail que peut fournir la glace en changeant détat. Les variations de volume sont faibles les pressions très importantes. Où peut-on trouver des diagrammes température, pression, masse, volume de leau dans ces plages de fonctionnement. La température de congélation de leau diminue avec la pression, quel est le rendement dun tel moteur ?
Les contraintes mécaniques seront très importantes dans la transformation chaleur-travail. Dans lhypothèse où ça fonctionne, quel est le coût du Kilowatt récupéré. Quel peut être la puissance de cette machine ? Linertie thermique est préjudiciable au fonctionnement de ce type de machine. Naïvement je pensait que si la source énergétique était gratuite le kilowatt laurait presque été. Ben faux archi faux, le kilowatt des éoliennes revient plus cher que celui du nucléaire. Les capteurs photovoltaïques sont presque une aberration, il faut autant dénergie pour les construire que ce quils pourront produire pendant leur durée de vie sous nos latitudes .
23- Je pense quil faut tout de même continuer à chercher à faire un moteur à faible delta t°, simple, sans entretien, afin de valoriser plus efficacement les énergies renouvelables. Il faut aussi savoir que presque les 2 tiers de lénergie dun centrale thermique est rejetée dans leau ou dans lair
24 Pour les crétins rêveurs dont je fais parti, Imaginez alors un bateau qui se déplacerait en utilisant la chaleur de leau sur laquelle il flotte en laissant derrière lui une traînée deau refroidie. Puis en arrivant au port il viderait ses réservoirs quil aurait rempli dhydrogène liquide.
25 Avec tout ça le plâtre, pour boucher la saignée dans le béton à durci. Jai pu ka rcomencer (bonjour le rendement). Mais heureusement, jai du chocolat noir dans les poches, des idées loufoques sous les cheveux. Euh !
Cest une machine thermo-acoustique à ondes stationnaires entretenues . Les ventres (haute pression) sont plus chaud que les points neutres . En créant un couplage judicieux entre mes éléments, je pompe la chaleur qui
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