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Quelques infos

Transformer la chaleur en électricité avec le son

Des physiciens de l’Université de l’Utah ont mis au point de petits appareils qui transforment la chaleur en son, puis en électricité grâce à une conversion piézoélectrique. Une technologie prometteuse pour transformer de la chaleur gaspillée en électricité, pour optimiser l’énergie solaire et refroidir les ordinateurs et les radars.

Oreste Symko dit : « C’est une nouvelle source d’énergie renouvelable à partir de chaleur perdue ».

Cinq étudiants préparant un doctorat (voir en fin d'article) ont récemment conçu des méthodes permettant d’améliorer l’efficacité des appareils acoustiques à chaleur destinés à transformer la chaleur en électricité. Leurs découvertes ont été présentées le 8 juin 2007 au congrès annuel de la Société d’Acoustique américaine à l’Hôtel Hilton à Salt Lake City.

Symko projette de tester les appareils sur un an dans deux installations : une, militaire, de radars et une produisant l’eau chaude à l’Université.

Il dit que la recherche est financée par l’Armée. « S’occuper de la chaleur gaspillée perdue provenant des radars, et produire une source d’énergie électrique portable et utilisable sur les champs de bataille pour faire fonctionner les appareils électroniques » intéresse l’Armée.

D’ici deux ans, Symko s’attend à ce que les appareils soient utilisés pour transformer la chaleur solaire en électricité ce qui serait une alternative aux cellules photovoltaïques, pourrait refroidir les ordinateurs portables ou non dont la chaleur croît avec la complexité de leur électronique. Et il envisage aussi de se servir de ces appareils pour récupérer la chaleur gaspillée émise par les tours de refroidissement des centrales nucléaires.

Comment cela fonctionne-t-il ?

Les travaux de Symko proviennent de la recherche qu’il mène encore afin de mettre au point de minuscules réfrigérateurs thermoacoustiques destinés à refroidir l’électronique.
Ce projet, prévu sur 5 ans a débuté en 2005. Il se nomme Thermal Acoustic Piezo Energy Conversion (TAPEC). Symko travaille avec des collaborateurs des Universités de l’Etat de Washington et du Mississippi.

Ces deux dernières années, le projet a été financé à hauteur de 2 millions de dollars, et Symko espère que le budget augmentera au fur et à mesure que des petits appareils tels les MEMS (Microelectromechanical systems) se miniaturiseront.

Deux éléments clés dans l’utilisation du son pour convertir la chaleur en électricité:

1 – D’abord Symko et ses collègues ont développé différents nouveaux appareils à chaleur pour la première étape : convertir la chaleur en son.
2 – Ensuite, ils ont converti le son en électricité avec des appareils piézoélectriques (technologie existante) qui sont compressés y compris par des ondes sonores et changent cette pression en courant électrique.

La plupart des appareils construits dans le laboratoire par Symko sont contenus dans des résonateurs cylindriques qui tiennent dans la paume de la main. Chaque cylindre ou « résonateur » contient une pile de matériaux ayant une grande surface comme des plaques de plastique ou de métal ou des fibres de verre, de coton, ou de laine d’acier placées entre un échangeur de chaleur froid et un échangeur de chaleur chaud.
Quand on chauffe, avec des allumettes, ou une lampe à souder, ou un élément de chauffage, la température s’élève jusqu’à un certain seuil, ensuite l’air chaud en mouvement produit un son sur une fréquence unique semblable à de l’air passant dans une flûte.

Symko dit : « On a de la chaleur, chaotique, désordonnée, et tout d’un coup on a un son qui en sort à une fréquence unique »

Ensuite les ondes sonores font vibrer l’appareil piézoélectrique, ce qui produit un voltage électrique. Symko compare cela à la décharge qui se fait dans le coude lorsqu’on le cogne et ressent une impulsion nerveuse douloureuse.
Des cylindres résonateurs plus longs produiront des tons plus graves, de plus courts en produiront de plus aigus.
Ces appareils n’ont pas de pièces mobiles donc pas besoin d’une maintenance importante et peuvent durer longtemps. Ils n’ont pas besoin d’une grande précision de construction comme elle est nécessaire pour des pistons de moteur dont l’efficacité, elle, diminue avec l’usure.
Symko dit que « ces appareils ne créeront pas de pollution sonore, d’abord puisque ce sont les plus petits appareils qui sont développés, et qu'ils convertiront la chaleur en fréquences ultrasoniques que les gens ne pourront entendre. Et puis le volume de son diminue lorsqu’il est converti en électricité. Finalement, il est facile de contrôler le bruit en entourant l’appareil d’un absorbeur de sons »
 

Les doctorants de Symko travaillent sur l’amélioration de la conversion acoustique de chaleur en électricité.

Bonnie McLaughlin a montré qu’il était possible de doubler l’efficacité de cette conversion grâce à une géométrie optimisée, à l’isolation du résonateur acoustique et en injectant directement la chaleur dans l’échangeur de chaleur chaud. Elle a fabriqué des appareils cylindriques de 3,81cm de long et 1,27cm de large et a travaillé à une amélioration portant sur la quantité de chaleur  qui devait être transformée en son plutôt que de se perdre. Une différence de température entre les échangeurs de chaleur aussi faible que 32°C engendrait du son. Certains appareils produisaient un son à 135 décibels - aussi fort qu'un marteau-piqueur.

Un autre étudiant,  Nick Webb  a démontré qu'en mettant de l'air sous pression  dans un résonateur de même taille que le précédent , il pouvait produire plus de son et donc plus d'électricité. Il a aussi montré qu'en augmentant la pression de l'air il fallait, entre les échangeurs, une différence de température  plus faible pour que la chaleur soit transformée en son. C'est ce qui rend ces appareils pratiques pour refroidir les ordinateurs portables et d'autres appareils électroniques qui n'ont que peu de chaleur dissipée. Selon Symko il faudra de nombreux appareils de ce genre pour le solaire, ou pour refroidir des sources industrielles de chaleur.

Brenna Gillman, elle, sait comment monter ces appareils en série, en les couplant  pour leur faire produire ensemble la même fréquence. Pour cela elle s'est servie de différents métaux comme support de 5 appareils. Elle a découvert que les appareils pouvaient être synchronisés si un support était fait d'un métal moins dense comme l'aluminium, et surtout s'il y avait un rapport précis entre le poids du support et le poids total des appareils. Et même la synchronisation pouvait être encore meilleure s'ils étaient couplés au moment où leurs ondes sonores entraient en interaction avec une cavité du support contenant de l'air.

Ivan Rodriguez, pour sa part, a utilisé une approche différente: au lieu d'un cylindre, il a choisi un résonateur fabriqué à partir d'un tube d'acier creux d'un diamètre de 0,6cm, recourbé de manière à former un anneau mesurant 3,3cm. Dans les résonateurs cylindriques, les ondes sonores rebondissent aux extrémités du cylindre, alors que dans le résonateur de Rodriguez, les ondes sonores continuent de tourner dans l'appareil sans rien pour les réfléchir. Selon son professeur, cette version est deux fois plus efficace que les versions cylindriques, parce que la pression et la vitesse de l'air dans cet appareil en anneau sont toujours synchronisées contrairement aux modèles cylindriques.

Myra Flitcroft, quant à elle, a conçu un appareil cylindrique trois fois plus petit mais qui donne un son plus élevé que les autres résonateurs. Quand on le chauffe, il produit un son de 120 décibels (du niveau d'une sirène ou d'un concert de rock). Selon Symko, c'est un des plus petits appareils thermoacoustiques fabriqué et il ouvre la voie à un montage en série.

source : http://pesn.com/2007/06/05/9500475_Symko_Thermoacoustic/

La voiture à air comprimé de Guy Nègre

Quelques nouvelles de la voiture à air comprimé mise au point par Guy Nègre

En Août 2008, 6000 véhicules urbains sont prévus en Inde (le nom de Tata a été cité). Sauf changement de dernière minute, le véhicule choisi est la CityCAT, un modèle maniable à 12700 dollars qui atteint ses 108km/h et a une autonomie de 200 km. En quelques minutes, aux stations équipées,  elle recharge son air comprimé pour 2 dollars. Avec le compresseur de la voiture la recharge se fait en 4 heures. Bien entendu, cette petite voiture n’a guère de chance de se retrouver dans des magasins américains particulièrement parce qu'elle a une construction collée. Mais cela ne signifie pas que les constructeurs automobiles peuvent la rayer d’un trait de plume  parce que c’est une expérimentation faite en Inde. D’autres accords ont été signés avec une douzaine d’autres pays dont l’Allemagne, Israël et l’Afrique du Sud .

source :  http://www.popularmechanics.com/automotive/new_cars/4217016.html

Inutile de chercher des constructeurs français parmi les industriels intéressés.
Merci Laurent pour ce rafraîchissement de mémoire !

A signaler aussi dans la revue n° 22 de Juin-Juillet "Sacrée Planète",  la lecture, recommandée vivement  sur 5 pages d'interview de Guy Nègre par Marie-Hélène Courtat. Le point sur cette technologie et les difficultés pour la faire arriver sur le marché.

Toujours publié par "Sacrée Planète", dans le même numéro  un article sur le Gaz de Brown rédigé en grande partie à partir de nos pages.

Une turbine aéro-dynamique

Cette turbine en attente de brevet inventée par Phi Tran se sert du couple provenant de l’énergie cinétique et pneumatique du flux du fluide, qu'il soit vent ou eau. Puisque les forces d’ascension résultent du flux artificiel du fluide, air ou vent autour du centre de la turbine, la turbulence, le pire ennemi de la turbine est neutralisée.

L’efficacité annoncée est suffisamment élevée pour en faire une turbine compétitive avec l’électricité produite par les carburants fossiles. Elle peut fonctionner par vent faible, et est idéale pour les toits des villes, les jardins ou les arrières-cours puisqu’elle n’a pas besoin de tour. Une telle turbine de 10000 à 15000 dollars produirait par exemple l’électricité (cuisine et climatisation) d'une maisonnée californienne. Son utilisation peut être adaptée au vent, à l’eau, aux courants océaniques, aux flux des marées…

source : http://peswiki.com/index.php/Directory:Neo-AeroDynamic

Voilà qui nous ramène à l'éolienne présentée par Pierre Dieudonné dans notre nouvelle du 24/02/07

Chas Campbell Generator

Un inventeur australien retraité, Chas Campbell a conçu et testé un générateur montrant une surunité qui crée suffisamment d’énergie pour s’autoalimenter, tout en produisant un bon surplus d’énergie. Cette machine consiste en une série de roues lestées de différentes tailles qui sont toutes entraînées par un moteur électrique de 800 watts qui fait fonctionner un alternateur de 3500 watts. La machine produit suffisamment d’énergie pour faire fonctionner une scie circulaire de 2500watts, une perceuse, plusieurs lampes et un ventilateur.
 

M Campbell dit « qu’il peut fabriquer une machine  pour qu’elle produise jusqu’à 1000 KVA,  1MW d’électricité..."

L’inventeur n’a reçu aucun soutien, ni de la communauté scientifique, ni du gouvernement australien  car ils disent que la machine ne fonctionne pas comme il l’annonce.

A ce qu’on en sait, la technologie n’a pas encore été vérifiée de manière indépendante.

source avec d'autres images : http://peswiki.com/index.php/Directory:Chas_Campbell_Generator

Une turbine hydrocinétique

Verdant Power, leader mondial dans la commercialisation de solutions cinétiques basées sur l'énergie de l'eau - rivières, marées et canaux, a un prototype qui produit actuellement du courant pour des consommateurs.

source : http://peswiki.com/index.php/Directory:Verdant_Power

Et en français dans le n° 14 d'Octobre-Novembre 2006 de la revue Energie et Développement Durable (merci Bruno !)

et toujours dans les pages de

 http://peswiki.com/index.php/Main_Page

Faire de l'hydrogène à la demande avec de l'aluminium, de l'eau, du gallium. Celui-ci agit comme catalyseur et n'est pas consommé. l'aluminium oxydé peut être recyclé. Le procédé est proche d'être compétitif avec le pétrole.

source http://pesn.com/2007/05/17/9500471_Hydrogen_via_Aluminum_Gallium/
 

SCORE  promue par un projet regroupant plusieurs institutions, est intéressante pour 2 milliards au moins d'humains qui cuisinent sur le feu. SCORE  se présente comme une technologie thermoacoustique en convertissant du gaz chauffé en ondes sonores utilisables pour la cuisine, pour la réfrigération et/ou produire de l'électricité.

http://peswiki.com/index.php/Directory:Acoustic_Generator:SCORE:Stove_for_Cooking,_Refrigeration_and_Electricity
 

revoir peut-être le réchauffeur de Davey

la poire de Tim Lucas

Fuelless Heater : Des lecteurs de notre site sont en train d'expérimenter ce système, nous aurons l'occasion d'en reparler ...

source : http://www.fuellessusa.com/FUELLESSHEATER.html