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RÉSUMÉ
La conversion d’énergie chimique en énergie mécanique dans une machine thermique s’effectue avec un rendement intrinsèque de conversion modeste. Il convient de privilégier la récupération partielle des énergies fatales pour produire une énergie utilisable additionnelle en chaleur chaude, froide comme en énergie mécanique complémentaire, dans le but d’améliorer la sobriété énergétique du système en acceptant une complexité et une cherté accrues. Cet article rappelle les concepts scientifiques qui régissent la conversion d’énergie, insiste sur le couplage des transferts cycliques de masse et d’énergie inhérent aux machines thermiques volumétriques, et présente les technologies de valorisation des énergies fatales dans les installations de production combinée d’énergie.
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Mohammed MEBARKIA : Maître de conférences, - Docteur des Mines de la Faculté des Sciences de la Terre de l’Université de Badji Mokhtar Annaba, Algérie - Master en électromécanique, Laboratoire d'Environnement, Université de Tébessa, Algérie
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Georges DESCOMBES : Conseiller scientifique international en physique énergétique, - Dr h.c. de l’université de Pitesti en Roumanie, - Professeur honoraire des universités au Cnam, - Docteur ès sciences physiques, ingénieur motoriste du Cnam, Paris, France
INTRODUCTION
Les énergies fatales sont les énergies thermiques dissipées dans l’atmosphère à l’instar de la chaleur, de la vapeur, des fumées et d’autres énergies résiduelles non compensées qui sont évacuées dans l'environnement et rejetées par les procédés industriels et par les machines thermiques.
Il convient donc de récupérer et de valoriser au moins partiellement, en fonction des niveaux de température, cette énergie fatale afin de réduire à la fois la consommation d’énergie primaire et d’augmenter le taux d’utilisation de ladite énergie entrante tout en participant à réduire les émissions de gaz à effet de serre.
Dans le contexte énergétique et climatique actuel, la récupération et la valorisation des énergies fatales dans les installations de production d’énergie sont appelées à se développer significativement du fait de leur capacité à améliorer l’efficacité globale de la conversion d’énergie et sa sobriété au prix d’un surcoût technologique et économique.
On se réfère à quelques-unes des technologies de récupération les plus usuelles telles que les échangeurs thermiques, les systèmes de poly-génération qui produisent simultanément de l’énergie mécanique et électrique, ainsi que de la chaleur ou du froid, les pompes à chaleur industrielles, de même que les turbines à vapeur et les cycles combinés.
Outre les technologies de valorisation des énergies fatales développées dans cet article, il ne faut pas omettre la valorisation d’énergie fatale par la thermoélectricité, la thermo-acoustique, la turbo suralimentation combinée et les cycles thermodynamiques exotiques [BE 8 061] [BE 8 080] [K 730].
Il en est de même de la géothermie qui constitue une énergie fatale renouvelable en plein essor, à l’instar des Açores qui assurent à elles seules près de 50 % de la production locale d’énergie décarbonée de l’Archipel, de même que dans bien d’autres contrées [BE 8 590].
Enfin, une approche multicritère du cycle de vie thermo-économique en ressources et en valeur via les avancées de la thermodynamique contemporaine sera conduite dans l’un des articles de cette même collection pour évaluer les performances intrinsèques de ces machines thermiques poly-générées à faible pouvoir réchauffant.
Le lecteur trouvera en fin d'article un glossaire des termes utilisés.
MOTS-CLÉS
thermodynamique contemporaine énergie mécanisable bilans d'énergie et d'exergie moteur à isolation thermique poly-génération
DOI (Digital Object Identifier)
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - ARRHENIUS (S.A.) - On the influence of carbonic acid in the air upon the temperature of the ground. - London, Edinburgh & Dublin, Philosophical Magazine & Journal of science, (fifth series), vol. 41, p. 237-275.51 (1896).
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(2) - JOUGUET (E.) - Théorie des moteurs thermiques. - Éditions O. Douin et fils (1909).
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(3) - FOURIER (J.) - Théorie analytique de la chaleur. - Éditions Firmin DIDOT, père et fils, p. 639 (1822).
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(4) - Accords de Paris. - https://unfccc.int/fr/processus-et-reunions/l-accord-de-paris/ (2015).
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(5) - ROYAL (S.) et al - Du Sommet de Rio à la Cop 21 : peut-on encore sauver la planète ?. - https://generation-demain.fr/ (2021).
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(6) - FABIUS (L.) - Rouge Carbone. - Éditions...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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Pompes à chaleur – Systèmes à compression de vapeur.
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Moteur 2 temps léger – Caractères spécifiques et domaines d’application.
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Moteur 2 temps lourd – Caractères spécifiques des systèmes auxiliaires.
ANNEXES
PRÉVOND (L.) et al. – Brevet international WO 02057612 publié le 25.07.2002.
FRANÇOIS (P.), PRÉVOND (L.), DESCOMBES (G.). – Extension internationale n° PCT-FR02-00173 du 17.01.02 du brevet initial France IFB 00 CNA LIN du 14.11.2000, publiée sous le n° WO 02057612 en date du 25.07.2002 avec date de priorité actée le 17.01.2001, Groupe électrogène à mouvement linéaire alternatif à base de moteur Stirling et procédé de mise en œuvre (2002).
HAUT DE PAGE2.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
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2.2 Organismes – Fédérations – Associations (liste non exhaustive)
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