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Jeu. 30/01/2020 14:00 Amphi Jean Jacques Moreau, Bâtiment 2, RdC

Séminaire
CHERY Jean (Géosciences Montpellier, Université de Montpellier & CNRS)
Développement d’un moteur de Carnot basse température à chauffage externe

Sommaire:

Dans le cadre d’un développement durable, les solutions énergétiques pour la production d’électricité doivent satisfaire deux critères (a) diminuer drastiquement la consommation d’énergie fossile et de matière par habitant (Vidal et al. 2013) (b) être transposables dans des sociétés à faibles ressources économiques, qui forment la majorité de la population mondiale. Ces deux contraintes nécessitent le développement de systèmes autonomes, facilement maintenables, fonctionnant en l’absence d’un réseau de distribution à grande échelle. Ce développement technique est à rapprocher de l’innovation frugale (Radjou et al. 2013), par opposition à l’innovation high-tech restreinte seulement aux pays industriels.
Nous proposons de construire un système thermodynamique destiné à la production d’énergie pour l’habitat, fonctionnant avec deux sources de températures universellement disponibles : l’eau chaude (chauffée par solaire à concentration), et l’air atmosphérique pour le refroidissement du moteur (He et al. 2012). Ce contexte impose une température de source chaude voisine de 100°C, et une température de source froide proche de la température ambiante (20°C). Dans ce cadre, les moteurs classiquement employés sont usuellement de type Rankine ou Stirling. Les rendements réels sont au maximum de 8% (Wang et al. 2016), largement inférieurs au rendement de théorique de Carnot qui est de l’ordre de 20% pour ces températures.
Nous étudions ici la réalisation d’un moteur de Carnot, qui n’a semble t’il pas été explorée de façon pratique. Nous examinons le problème des échanges de chaleur lors du cycle, puis la problématique de la topologie du moteur, enfin celui de son dimensionnement. Ayant réalisé un système de cylindre-piston en PTFE, nous tentons de construire expérimentalement les trajets adiabatiques et isothermes qui forment le cycle de Carnot.

He, M., Beutler, N., Loeder, D., & Sanders, S. (2012, May). Testing of 2.5 kW low temperature Stirling engine for distributed solar thermal generation. In 2012 IEEE Energytech (pp. 1-6). IEEE.
Radjou, N., Prabhu, J., & Ahuja, S. (2013). L'Innovation jugaad: Redevenons ingénieux!. Paris: Diateino.
Vidal, O., Goffé, B., & Arndt, N. (2013). Metals for a low-carbon society. Nature Geoscience, 6(11), 894.
Wang, K., Sanders, S. R., Dubey, S., Choo, F. H., & Duan, F. (2016). Stirling cycle engines for recovering low and moderate temperature heat: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 62, 89-108.


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