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Pantone sur RMC le 11 décembre 2005

Il a encore été question de Pantone sur RMC dans l'émission du dimanche matin sur l'automobile animée par un spécialiste de la question, Jean-Luc Moreau.

C'était le 11 décembre 2005. L'animateur répondant à un auditeur a indiqué qu'il s'était penché plusieurs fois sur ce sujet (nous en avons déjà parlé), qu'il avait même contacté le Ministère concerné dirigé à l'époque par Gilles de Robien.

Il leur a soumis le souhait de voir être réalisée une étude approfondie de ce système qui actuellement fait des progrès uniquement grâce à des bonnes volontés dispersées et sans moyens techniques suffisamment précis pour avancer dans la caractérisation du procédé.

Selon le cabinet ministériel "On " connaît bien le système Pantone..."On" va se pencher sur la question et ce 11 décembre 2005, Jean-Luc Moreau ajoute "no news !"

Quant à lui, il tient à nouveau à dire que, ce système n'est absolument pas une plaisanterie, mais est très sérieux, qu'il fonctionne  et mérite donc l'étude encore attendue...très attendue.

Voir également notre page du 25/04/2004

Métaux en poudre : carburant du futur

http://www.newscientist.com/channel/mech-tech/mg18825221.100

La voiture du futur roulera au métal. Dave  Beach, chercheur à Oak Ridge National Laboratory  (Tennessee) a fait des calculs et en est arrivé à trouver comment transformer notre manière d'alimenter en carburant nos voitures. Il pense à des morceaux de métal tels que fer, aluminium, bore.

En les réduisant en très fine poudre la matière avec une granulométrie de l'ordre du nanomètre, elle devient très réactive. Brûlée, elle libère de bonnes quantités d'énergie. Beach  a calculé qu'une voiture de taille moyenne munie d'un moteur modifié, et d'un réservoir rempli de métal, ferait 3 fois le kilométrage parcouru par une voiture roulant aux hydrocarbures.

Mieux encore, du fait que ce nanocarburant métallique brûle, il ne pollue pas, donc, plus de dioxyde de carbone, de poussières, de suie et de Nox. Et on peut retraiter les nanoparticules usées avec un petit peu d'hydrogène et à nouveau brûler de la matière.

Un nouvel âge du fer ?

Tout pourrait être adapté, pas seulement les voitures, mais toutes sortes de moteurs d'usage domestique, jusqu'aux centrales.

Remplir à ras-bord son réservoir de poudre de fer peut sembler bizarre mais les véhicules roulent bien avec toutes sortes de matières, du méthane à la poussière de charbon ou la poudre à fusil.

La poudre de fer brûlée donne 2 fois plus énergie que la même quantité de pétrole, le bore, 5 fois plus.

Si on utilise déjà la poudre de métal dans fusées, les torpilles, en revanche pour les moteurs de voitures ce n'est pas la même chose car les grains de métal (fer ou aluminium) sont vite recouverts d'oxyde qu'il faut enlever avant de faire brûler. La température nécessaire est d'au moins 2000 °, c'est suffisant pour vaporiser la couche d'oxyde et découvrir le métal dessous. Mais une fois vaporisé, l'oxyde métallique se solidifie et devient de la cendre. Et là, c’est un problème pour les voitures.

Solomon Labinov, également chercheur à Oak Ridge, connaît bien le sujet. Avec les ingénieurs d'un Institute à Kiev (Ukraine), où il était au début des années 1980, il avait beaucoup travaillé sur ce problème avant de le laisser de côté. Les particules utilisées étaient à cette époque de l'ordre du micromètre. En venant à Oak Ridge, en 2003, Solomon a suggéré de travailler avec des particules de la taille du nanomètre.

En chauffant ces particules de 50 nanomètres, vers 250 ° C, ou même avec juste une étincelle, il était plus facile de les faire brûler que les plus gros grains sur lesquels il avait travaillé.

Le rapport surface-volume de particules de cette taille est énorme. Le fer réagissant très vite avec beaucoup d'oxygène, l'oxydation peut produire suffisamment de chaleur pour mettre à feu le métal spontanément. Lors de la fabrication, pour éviter cela, les nanoparticules sont recouvertes d'une couche d'oxyde et la surface de ces particules est telle qu'avec seulement un peu de chaleur, les molécules d'oxygène diffusent à travers et déclenchent la combustion.

Donc, une fois les nanoparticules mises à feu avec une étincelle, elles brûlent très vite, la température monte vers 800 ° C, ce qui est suffisamment chaud pour faire un travail utile mais pas assez pour faire fondre un moteur en alliage.

Ces nanoparticules, contrairement aux micrométriques, ne brûlent pas à une température suffisamment élevée pour vaporiser et même fondre. Elles s'oxydent en laissant un tas de nanoparticules d'oxyde, sans dépôt sur les parois de cylindre et sans encrasser le moteur.

Beach a eu l'idée de réutiliser ce tas d'oxyde de fer laissé par le processus de combustion pour le convertir facilement en carburant utilisable. Il a réussi en le chauffant à 425 ° C dans un flux d'hydrogène. L'oxyde de fer redevient du fer et l'hydrogène et l'oxygène forment de l'eau. Prise séparément, la nanoparticule brûle en un flash et libère sa chaleur en 1 millionième de seconde. Pour les moteurs, il faut que la production de chaleur ne soit pas aussi rapide. Chaque explosion de combustion peut durer entre 5 et 20 millisecondes. Si la chaleur est libérée plus vite, l'efficacité n'est pas optimum.

Pour limiter cette trop rapide combustion, l'équipe a compacté les nanoparticules en amas plus gros. Et ça a marché ! Les amas vont de 1 à 20 milligrammes et la vitesse de combustion peut être réglée selon leur taille, leur forme, et leur densité, la durée de combustion pouvant aller de 500 millisecondes à 2 secondes.

Et maintenant, l'équipe travaille sur le moteur fonctionnant avec le carburant métallique. Il faut modifier les alimentations en carburant et trouver le moyen de récupérer le carburant usé. Il est possible aussi d'utiliser ce carburant sur un moteur Stirling. Ce genre de moteur existe déjà à usage domestique (Whispergen par exemple, ndt) fournissant chaleur et courant et dans les satellites pour les refroidir La NASA et un certain nombre de constructeurs automobiles, y compris Ford, ont déjà expérimenté des moteurs Stirling pour des véhicules. Pour Beach, un moteur diesel modifié pourrait brûler une poudre de nanoparticules tout comme un moteur classique diesel utilise un brouillard de gasoil.

Il pense que la poudre métallique ou les amas peuvent être injectés dans les cylindres à partir d'un réservoir, en utilisant probablement un jet d'air qui fournit aussi l'oxygène pour la combustion. Une bougie déclencherait l'allumage et le carburant brûlé s'en irait du cylindre avec les gaz d'échappement. Pour collecter le carburant usé, on peut le stocker dans le réservoir muni d'une membrane le partageant 2 parties, une pour le carburant neuf, l’autre pour l'usé. Ce dernier peut être recueilli avec un filtre ou un électroaimant puisque la poudre d'oxyde de fer est ferromagnétique. Quand le conducteur a besoin de refaire le plein, il détache son réservoir et l'échange contre un neuf dans une station service et le carburant usé sera ensuite retraité.

Des casses de vieilles voitures deviendraient alors du carburant...

Les moteurs alimentés au carburant métallique n'émettraient pas de polluants formés en général par des températures élevées. Beach a bien noté qu'il pouvait abaisser la température à 525 ° C en faisant varier la taille des amas.

Il reste encore du travail pour trouver le bon équilibre entre la température, la vitesse de combustion et l'efficacité du moteur. Les calculs donnent, pour une même distance parcourue 33 litres de carburant- fer au lieu de 50 litres  de gasoil classique.

Il y a des inconvénients, le plus gênant est le poids, le réservoir ferait environ 100 kg, plus de 2 fois le poids actuel. Le carburant usé étant également conservé à bord (au lieu des sous produits polluants qui sont à l'heure actuelle relâchés dans la nature) ce poids ne diminue pas dans le parcours.

Et ce poids augmentera le coût des allers et retours aux usines de retraitement. C'est effectivement une difficulté.

David Keith, physicien à l'Université de Calgary à Alberta (Canada), préfère l'hydrogène qui, lui, contient au kilo plus de 12 fois plus d'énergie que le fer. Ce à quoi, Beach répond que les gens (comme David et lui) n'ont pas envie de remplir leur réservoir avec de l'hydrogène et que le carburant métallique est plus pratique que l'hydrogène. D’ailleurs les ingénieurs en sont encore à batailler pour trouver le moyen de le stocker à des densités suffisamment élevées pour qu'il soit une alternative au pétrole. (Voir l’information suivante)

Le carburant métal est stable à température ambiante, facile à transporter et utiliser.

Beach mentionne ce que certains climatologues disent à savoir que les rejets-eau (dus à l’usage généralisé de l’hydrogène) créeraient trop de vapeur d'eau augmentant ainsi le réchauffement global. (voir JMM).

Le retraitement du carburant métallique produit aussi de l'eau, mais elle est récupérée dans l'usine et non émise sur les routes. Et on pourrait même utiliser cette eau pour récupérer de l'hydrogène par électrolyse. Et somme toute, on pourrait même se passer de l'hydrogène : si la séquestration du carbone devient viable on pourrait utiliser le monoxyde de carbone pour recycler le carburant métal usé en créant du dioxyde de carbone. Le monoxyde de carbone est un sous produit classique de la gazéification du charbon, une des technologies pouvant devenir plus importante avec les essais faits par l'industrie du charbon pour réduire leur contribution au réchauffement global. L'utilisation de ce monoxyde de carbone directement pour retraiter le carburant ferait que l'industrie obtiendrait plus d'énergie de son charbon qu'avant.

Des solutions pour la question du poids ?

Beach a pensé à l'aluminium, plus léger, donnant 4 fois plus d'énergie au kilo que le fer. Avec du bore, c'est 6 fois, mais ils sont aussi plus chers que le fer, 15 fois plus pour l'aluminium.

C'est vrai nous en sommes aux premiers jours du carburant métal en poudre, Beach et son équipe travaillent sur un brevet de moteur et sur tout ce qui a été décrit ci-dessus. Son idée est une possibilité, une alternative au pétrole. Dans le passé, des milliards ont été gagnés avec le pétrole, le charbon, le gaz.

Et si on devenait riche avec les vieilles bagnoles d'hier devenant le carburant des voitures de demain ?

Quanthomme : Les circuits permettant d'utiliser ces nanocarburants métalliques empruntent les voies habituelles, production, transport vers les stations services, et retour au retraitement, ils sont plutôt générateurs d'emplois en amont et aval et le fait de ne pas évacuer dans la nature les rejets polluants, mais les récupérer pour un retraitement contrôlé, cela est vraiment positif. Actuellement, on dilue tout cela dans l'atmosphère et il a fallu bien trop d'années pour se rendre compte des dégâts provoqués au niveau planétaire.

Reste le problème de poids du réservoir, et de sa manipulation, pas très engageant pour l'automobiliste...

Il vaudrait mieux réserver ces carburants métalliques pour une production énergie locale. On peut bien imaginer des petites unités de production situées sur des casses de voitures (il y en a partout), équipées pour transformer le métal en fine poudre, en toute sécurité (filtres, confinement etc.) faisant disparaître petit à petit des tonnes de vieilles bagnoles, de ferraille, comme on pourrait le faire avec les terrils alimentant, eux des unités de production de carburant Makhonine (notre dossier sera complété l'année prochaine par des documents d'époque). La condition principale serait cependant de produire sur place et en autonomie complète  l'énergie nécessaire pour réaliser le broyage initial donnant les nanocarburants, sinon, le bénéfice global de l'utilisation de ces carburants d'un nouveau genre serait désastreux.

Hydrogène stocké dans des tablettes

http://www.dtu.dk/

Des scientifiques de l'Université technique du Danemark ont inventé une tablette capable de stocker de l'hydrogène dans une matière peu coûteuse et en toute sécurité.

Dr. Tue Johannessen. (Image courtesy of Technical University Of Denmark)

Cette invention permet d'utiliser l'hydrogène sans ses dangers habituels et sans un volume trop important. En effet, pour 600 km parcourus, il faudrait, à température ambiante,  un réservoir de gaz aussi gros que 9 voitures.

Littéralement, on peut avoir cette tablette dans la pioche sans précaution spéciale car elle est faite seulement d'ammoniac (gaz, l'ammoniaque étant liquide -ndt) dans du sel de mer. Cet ammoniac est produit à partir d'une combinaison d'hydrogène avec l'azote de l'air ambiant et la tablette "DTU" contient par conséquent de grandes quantités d'hydrogène. Celui-ci y est stocké aussi longtemps qu'on veut et libéré quand on en a besoin grâce à un catalyseur qui le décompose en hydrogène libre. Une fois la tablette vide, on la recharge en ammoniac et elle est à nouveau prête à l'emploi .

C'est une solution pour devenir indépendant des carburants fossiles dit le Pr Jens Nørskov, directeur du  Nanotechnology Center à DTU, car on peut produire de l'hydrogène avec des sources d'énergies renouvelables comme celle du vent.

Les cinq chercheurs Claus Hviid Christensen, Tue Johannessen, Ulrich Quaade et Rasmus  Zink Sørensen auteurs de cette invention ont fondé une société Amminex avec DTU et SeeD CapitalDenmark, et dont l'objectif porte sur le développement et la commercialisation de l'invention.

Quanthomme : c'est un procédé intéressant, mais assez chimique et demandant là encore un retraitement du matériau, alors qu'il serait tellement préférable que les chercheurs s'orientent vers la production de l'hydrogène à bord, et à la demande...

Le squish de M. Singh

http://www.popsci.com/popsci/index.html

Un bricoleur aux pieds nus, en Inde, Mr Singh, ex pilote de course de moto,  travaille sur l'amélioration de la combustion des moteurs.

L'histoire de ce mécanicien de fortune de Mysore pourrait faire un film à Bollywood. Au milieu d'une  population typique de l'Inde : paysans pauvres, dernier raja dans son palais illuminé, pèlerinages dans la montagne vers la déesse protectrice, femmes en saris colorés, Mr Singh faisait figure d'excentrique. Avec son style rocker, en jeans, champion de course de moto en blouson de cuir, cet amoureux de vitesse, blessé à l'oeil à 10 ans, déçu de ne pas entrer dans l'aviation comme son père, s'est polarisé sur la moto. 120 trophées dans des courses nationales et internationales, et plus de 400 motos équipées, ont fait de lui une célébrité locale qui l'a même amené à figurer dans des films. Depuis 1986, un accident de vélo lui ayant laissé une épaule et clavicule cassée, il est dans son garage à Mysore - un vrai lieu de pèlerinage, ce garage, où dans son bureau encombré, Mr Singh vous donne des explications de son invention, en montrant sur une pièce ressemblant à un cendrier les rainures qu'il pratique dans le métal et dont l'effet est intéressant.

Il a amélioré le système centenaire de Ricardo dénommé "quench", et obtenu une compression plus élevée, tout en réduisant le bruit du moteur et consommant entre 10 et 20 % de moins. Il a observé que l'échappement était plus froid, que sa bougie était devenue bleue, et qu'il n'y avait pratiquement pas d'imbrûlés.

Mr Singh a modifié avec son "squish"  des motos, des voitures, une cinquantaine...

Les conditions de conduite, les régimes améliorés, le bruit très faible des moteurs montraient bien que Mr Singh avait trouvé quelque chose d'intéressant, même s'il ne pouvait pas le prouver scientifiquement.

Il a déposé un brevet en Janvier 1999 et l'a obtenu en Mai 2001 (brevet US n° 6237579). Curieusement, deux mois après que son brevet ait été rendu public, des ingénieurs de General Electric posaient une application et annonçaient, avoir comme Singh, avec son système "direct drive"  une meilleure turbulence, une meilleure efficacité et des émissions réduites.

Muni de ce brevet et de ses prototypes, il restait à introduire son invention dans le monde.

Alors Mr Singh a écrit des douzaines de lettres, détaillées, illustrées, commentées avec ses théories sur la combustion. Il a écrit aux présidents Clinton, à Bush, à Blair. (le 10 Downing Street ayant été le seul à répondre "merci"). Le président Indien A.P.J. Abdul Kalam a reçu ses courriers, a promis, sans donner suite. Mr Singh a écrit aux fabricants de voitures, de Ford à Tata Motors. Cette société indienne a répondu vaguement. Quant à Ford, il lui a été seulement dit  "bonne chance" et conseillé de soumettre sa "suggestion" au site Internet de la société, qui en reçoit environ 5000 par an.

Il a écrit à des scientifiques, des ingénieurs. On lui objecte bien entendu les tests, les évaluations. Mais si la R&D occidentale peut les pratiquer, lui, faute de moyens et d'instruments de mesure n'a pas pu le faire. On lui fait comprendre que son invention convient peut-être aux vieux moteurs - dinosaures utilisés dans son coin que n'importe quelle modification moderne améliorerait. Mais comment, avec ses faibles ressources, Mr Singh peut-il faire faire les tests de puissance qui sont possibles ailleurs, quand on sait qu'un simple test de base coûte 25.000 roupies (550 dollars US, et qu'un indien gagne environ 250 dollars par an). Et même s'il avait l'argent, les installations de tests (3 en Inde) ne sont pas disponibles pour un particulier.

En novembre 2002, Mr Singh a reçu de Briggs et Stratton la permission de tester sa modification sur un de leurs moteurs. Il a emprunté l'argent du voyage, et a eu les dépenses dues à ses 2 semaines d'attente à l'hôtel. Enfin il a pu pratiquer les tests qui ont montré qu'entre 2000 et 2800 tours/min le moteur modifié de Singh utilisait moins de carburant que son jumeau non modifié, entre 10 et 42 % de moins sans pertes de couple appréciables et tout en étant plus froid, 16 ° C de moins. Mais B&S n'était pas intéressé par l'économie de carburant, seulement par les émissions, qui selon le test n'étaient pas bonnes...

Et on continuera de demander à Mr Singh, des tests qu'il ne peut ni payer, ni auxquels il ne peut accéder...jusqu'à ce qu'un jour la firme des Moteurs Tata demande à Mr Singh s'il veut signer un accord de non divulgation et qu'alors ils testeront dans leur labo de Pune, son système...

Quanthomme : Aurons-nous des nouvelles de ces tests un jour  ? Le parcours de Mr Singh, permet de voir que les difficultés restent encore bien présentes devant l'inventeur, autodidacte en général,  non diplômé (c'est le cas de Mr Singh qui a quitté l'école assez tôt) qui veut arriver simplement à présenter un système et le faire évaluer.