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4 mars 2008 2 04 /03 /mars /2008 18:46
Si le terrain dont vous disposez ne se prête pas à l’installation d’un capteur horizontal (voir billet précédent), il vous reste quatre solutions que je connais moins bien : d’abord le capteur vertical ; on fore un, ou mieux deux puits verticaux, et on y installe un tube de 15 à 20 centimètres de diamètre. On placera deux tuyaux destinés à faire circuler de l’eau dans chaque tube. Il faut prévoir en moyenne deux tubes descendant chacun à une profondeur d’au moins 50 mètres.
 
L’eau ainsi envoyée dans le sous-sol sera réchauffée, puis remontée par une pompe ; les documentations indiquent que le sous-sol reste à environ 10° en dessous de 15 mètres, mais il ne faut pas croire que cela vous donnera de l’eau à 10°. En effet, la chaleur « migre » d’un corps à une température donnée vers un corps à une température inférieure, et ce d’autant plus vite que la différence de température est grande.
 
Donc, vous obtiendrez au mieux une température de 8°, à condition que le sous-sol ait une bonne conductivité thermique, ce qui est le cas des roches et en particulier du granite. C’est pourquoi ce type de capteur est répandu en Suisse. Ajoutons qu’il faut une autorisation (DDE ?) pour ce genre d’installation et bien sûr un accès pour la machine de forage. Pour une construction neuve, on peut prévoir d’installer le capteur sous la maison.
 
Si le coût de cette solution vous rebute, vous avez peut-être une nappe phréatique sous votre terrain ; vous pourrez alors pomper de l’eau de cette nappe et la renvoyer en circuit ouvert, avec deux inconvénients : cette eau peut être chargée de calcaire ou d’autres impuretés entraînant une dégradation des canalisations, et les crépines ont toujours tendance à se boucher. Enfin, les nappes phréatiques peuvent voir leur niveau varier.
 
Si vous avez un cours d’eau dans votre jardin, c’est encore mieux mais une faible source alimentant un petit étang va geler en quelques semaines d’hiver, puisqu’on prend sa chaleur en plus du froid ambiant. Se brancher sur le lac du Bourget est idéal mais cela me semble réservé aux collectivités, ne serait-ce qu’à cause de la propriété des berges. Dans tous ces cas particuliers, il faut rechercher quelles sont les autorisations nécessaires et cela peut être compliqué selon le type de cours d’eau. Il est en tout cas interdit de renvoyer l’eau de la nappe phréatique à l’égout.
 
Dernière solution, qui est plutôt moins coûteuse mais moins performante : l’aérotherme. Un ventilateur extérieur dirige sur un radiateur (échangeur de chaleur) l’air ambiant qui va porter de l’eau glycolée à une température légèrement inférieure à celle de l’air. Ensuite, on se trouve dans le cas d’une pompe à chaleur classique.
 
Ce système comporte plusieurs inconvénients : le ventilateur extérieur est (relativement) bruyant ; il se salit et s’oxyde et il faut privilégier la qualité. Le plus important sous nos climats est que le rendement sera mauvais lors, par exemple, d’une semaine à – 15° alors que le sol connaît des variations de température beaucoup plus lentes ; c’est plutôt une solution d’appoint à un autre chauffage. Ici un site, plus forum, qui donne une large gamme de renseignements. Si vous espérez la solution idéale, attendez le réchauffement climatique !
 
                                                                     LA VACHE !
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3 mars 2008 1 03 /03 /mars /2008 19:37
Détaillons les questions qui se posent au sujet du capteur horizontal : si vous n’avez pas 12 à 15 ares de terrain à peu près horizontal, vous pouvez éviter la lecture de ce billet. Sinon, allez d’abord faire un tour au cadastre pour vous assurer que ce terrain n’est pas frappé d’une réserve de propriété dans le but de faire un rond-point de plus. Il vous faut un terrain relativement plat et débarrassé de ses arbres.
 
Le capteur sera constitué d’un réseau de tuyaux à poser sur un lit de sable bien horizontal. On peut envisager un capteur légèrement en pente mais il faudra alors installer un regard supplémentaire à l’endroit le plus haut pour permettre le remplissage. La fouille fera entre 400 et 500 mètres carrés de surface (un rectangle approximatif) ; les installateurs prévoient souvent 200 mètres carrés pour minimiser le devis.
 
La profondeur sera comprise entre 1,50 mètres et 2 mètres ; beaucoup de sites recommandent 60 à 80 centimètres mais, à mon appréciation, ce n’est valable que pour le midi de la France. Il existe des tuyaux spéciaux en polypropylène pour de tels capteurs mais j’ai considéré que la présence de nombreux cailloux dans mon terrain nécessitait l’utilisation de tuyaux standard d’arrivée d’eau plus épais et plus solides.
 
Dans ce dernier cas, l’échange thermique est un peu moins bon mais l’inconvénient d’un tuyau écrasé ou percé par un caillou est minimisé. Car le terrain bouge et les cailloux ont tendance à s’enfoncer. Le capteur ne devra pas être trop éloigné de la maison où sera installée la pompe à chaleur mais cette distance n’est pas critique.
 
Les tuyaux du capteur contiendront de l’eau « glycolée » (450 litres dans mon cas) … pas très écologique … mais ne gelant qu’en dessous de – 15°, car votre pompe à chaleur va refroidir le terrain puisqu’elle lui prend de la chaleur : j’ai ainsi refilé toutes mes taupes aux voisins, pas folles, les petites bêtes ! Actuellement, ma pompe à chaleur absorbe de l’eau à 3° en début de cycle et la renvoie à -1° ; en octobre, c’est 8° et 4°.
 
Une fois la fouille creusée, un lit de sable fin étalé (protection des tuyaux et transmission de la chaleur), et les tuyaux posés (800 mètres dans mon cas) avec leurs collecteurs, on peut procéder au remplissage sous pression pour détecter les fuites ; il restera de l’air dans les tuyaux au début, qui s’éliminera en quelques mois au moyen d’un dégazeur posé sur la conduite principale.
 
On peut ensuite reboucher avec précaution la fouille : attention aux cailloux pointus près des tuyaux et ne vous pressez pas trop de semer du gazon car le terrain va mettre un ou deux ans à se tasser irrégulièrement. Ne replantez pas d’arbres aux racines profondes et ne faites de terrasse bétonnée : ce sont le soleil et la pluie qui vont vous chauffer maintenant.
 
Je vous fournis un lien vers un site commercial que je ne connais pas, mais qui donne à la page 7 une bonne description des capteurs horizontaux. Ne manquez pas de chercher assidûment sur Internet car qui n’entend qu’une cloche (moi, par exemple) n’entend qu’un son et n’oubliez pas : l’écologie, c’est beaucoup de réflexion et pas mal d’huile de coude !
 
                                                                  LA VACHE !
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2 mars 2008 7 02 /03 /mars /2008 16:06
Il faut se méfier des sites Internet, même non commerciaux, qui traitent des pompes à chaleur, y compris du mien. Ils ne sont pas de mauvaise foi mais ne tiennent pas compte des différences entre les régions et des caractéristiques géologiques et météorologiques ; disons aussi tout de suite que le coût final de l’installation a toutes les chances (?) d’être supérieur aux estimations fournies.
 
L’ADEME a fait un site intéressant pour s’initier aux pompes à chaleur et, si vous avez suivi mon propos au sujet du réfrigérateur, vous devez vous y retrouver dans les schémas qu’elle vous fournit … sinon, vous êtes bons pour une révision. Leur site donne aussi d’autres renseignements que la page vers laquelle je vous ai dirigé : n’hésitez pas à vous y promener.
 
Pour une fois, je vais aussi vous envoyer vers un site commercial détaillant les données techniques complètes de la pompe que j’ai fait installer chez moi : ce site est un modèle de ce que peut faire un fournisseur germanique pour renseigner ses prospects … L’écologie, c’est un peu plus compliqué que les beaux blablas qui se sont tenus au Grenelle de l’environnement.
 
On l'a déjà dit hier : une pompe à chaleur est un réfrigérateur qui fonctionne « à l’envers » et capte de la chaleur à l’extérieur, à condition d’aller la chercher avec un liquide qui peut être de l’eau, et restitue dans votre plancher chauffant ou vos radiateurs de l’eau chaude … en partant d’eau (glycolée) à zéro Celsius, on « fabrique » de l’eau à 50° Celsius pour votre maison ... miracle de la physique.
 
Bien sûr, pour réaliser cette performance, le compresseur va consommer de l’électricité … nucléaire … tant pis pour les écologistes. Le rendement apparent est même nettement supérieur à 1, de l’ordre de 3 ou 4, c’est-à-dire que pour 1 kWh consommé, on récupère 3 ou 4 kWh de chaleur. C’est un abus de langage puisque les 2 ou 3 kWh de différence proviennent de la chaleur prélevée dans un sol qui vous parait « froid ».
 
Donc, il vaut mieux parler de « COP » ou Coefficient de Performance, et le second théorème de la thermodynamique que vous connaissez par cœur est toujours valable … ouf ! Ce COP est souvent présenté comme une caractéristique de l’appareil mais il dépend en fait des températures des fluides mis en jeu.
 
Une fois que vous avez choisi votre belle machine, il vous faut un « capteur » permettant de récupérer la chaleur de la terre. Il y en a trois sortes : horizontal qui demande de préférence une surface supérieure à celle que le fournisseur vous recommandera … plus la surface sera importante, plus vous récupérerez de chaleur … N’oubliez pas non plus la surface nécessaire pour déposer provisoirement les déblais avant de reboucher la fouille, 15 ares sont confortables pour un capteur de 400 à 500 mètres carrés.
 
Les deux autres possibilités sont le capteur vertical descendant entre 50 et 100 mètres mais vous devez obtenir une autorisation de la commune, et un cours d’eau ou une nappe phréatique … Si vous n’avez pas déjà renoncé, vous aurez la suite demain. Mais, pour conserver votre attention, je peux quand même vous dire que je possède une installation qui fonctionne sans histoire depuis trois hivers.
 
                                                                    LA VACHE !
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1 mars 2008 6 01 /03 /mars /2008 09:37
Le principe du réfrigérateur est de capter de la chaleur à l’intérieur d’une armoire pour la restituer à l’extérieur ; il suffit (?) de vaporiser un liquide (le faire passer à l’état gazeux) à l’intérieur : selon le principe de la chaleur latente, il captera beaucoup de chaleur, et de le condenser (le faire repasser à l’état liquide) à l’extérieur : selon le même principe, il dégagera autant de chaleur.
 
Compte tenu des températures mises en jeu : température de l’ordre de -5 Celsius à l’intérieur et de +20 à l’extérieur, on a l’intuition qu’il faut disposer d’un produit qui soit gazeux à nos températures habituelles et qui se transforme en liquide (qui condense) par exemple à -6 Celsius. Ce type de gaz appartient à la famille des CFC (chlorofluorocarbones) aujourd’hui interdits et remplacés par ce qui porte le doux non de R134a ou tétrafluoroéthane. Ce gaz ne porte pas atteinte à la couche d’ozone comme le précédent mais contribue à l’effet de serre … rien n’est simple en écologie !
 
Reste à imaginer le dispositif technique : deux radiateurs (ou échangeurs de chaleur), l’un à l’intérieur de l’armoire, l’autre à l’extérieur, sont montés en série de manière à constituer un tube fermé qui peut schématiquement se représenter par une longue chambre à air de vélo et c’est là qu’intervient une loi physique supplémentaire.
 
Dans une Cocotte Minute™, l’eau vaporise à plus de cent degrés à cause de la pression qu’on y maintient, régulée par une soupape ; inversement, le fabricant de votre café soluble vaporise sous vide l’eau (ou la glace : sublimation) qu’il contenait pour ne pas être obligé de trop le chauffer lors de sa dessiccation (déshydratation). Autrement dit, plus la pression est forte, plus le liquide « bout » à haute température, plus la pression est basse, plus le gaz qui résulte de la transformation précédente « gèle » à basse température.
 
Nous avons maintenant tous les éléments pour suivre le processus : Les deux demi chambres à air, l’une à l’intérieur de l’armoire, l’autre à l’extérieur, sont séparées par deux « portes » aux frontières de l’armoire. L’une de ces portes est un compresseur qui augmente la pression du gaz vers l’extérieur, l’autre est un détendeur qui diminue cette pression vers l’intérieur.
 
Résultat : le gaz mis sous pression et envoyé à l’extérieur par le compresseur y devient liquide, dégageant de la chaleur (chaleur latente), et le liquide qui en résulte, une fois revenu à l’intérieur après être passé par le détendeur, vaporise sous faible pression en empruntant de la chaleur. La pompe à chaleur fonctionne sur le même principe mais elle va emprunter de la chaleur à l’extérieur (la terre) et le restituer à l’intérieur (votre maison) et, autre différence, elle échangera de la chaleur avec deux circuits d’eau.
 
Remarques incidentes. Premier principe de l’écologie : on ne peut pas cumuler tous les avantages. Deuxième principe de l’écologie : l’écologie coûte cher en réflexion, astuces et dépenses techniques. C’est sans doute ce qui freine son développement car nos ânes économistes veulent fabriquer des choses faciles en ramassant tout le fric, donc en n’ayant que les avantages.
 
                                                                      LA VACHE !
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28 février 2008 4 28 /02 /février /2008 07:56
Nous nous dirigeons tout doucement vers un sujet écologique plus concret : la pompe à chaleur, que l’auteur connaît bien pour en avoir fait installer une chez lui ; ce ne fut pas simple, mais cela fonctionne depuis trois hivers … et il faudrait songer à quelques nouveaux perfectionnements pour améliorer encore commodité et rentabilité … pffuuuiii !
 
Tout le monde parle de géothermie sans trop savoir de quoi il s’agit : il y a deux manières de récupérer la chaleur de la terre, qui sont réservées aux collectivités : d’abord le forage à très grande profondeur (géothermie haute énergie), plusieurs milliers de mètres, qui permet de récupérer de l’eau très chaude, voire de la vapeur ; on peut alors produire de l’électricité mais l’investissement est important.
 
Le forage à moyenne profondeur permet, selon les régions, d’accéder à de l’eau, ou des terrains (et dans ce dernier cas il faut injecter de l’eau froide en vue de la réchauffer), à moins de cent degrés (géothermie basse énergie). Cette source d’énergie permet alors le chauffage mais pas de fabriquer de l’électricité.
 
Je me garderai bien de me lancer dans la démonstration, mais le deuxième théorème de la thermodynamique enseigne que le rendement obtenu dépend de la différence de température entre la « source chaude » (eau, vapeur, gaz chauds résultant d’une explosion) à l’entrée du système de transformation de l’énergie et la « source froide » (air ambiant en général, ou eau froide) qui se trouve à sa sortie.
 
C’est pourquoi la troisième possibilité, celle qui reste à l’utilisateur particulier de récupérer la chaleur à très faible profondeur (entre un et cent mètres, géothermie très basse énergie) … est la moins rentable, mais c’est mieux que rien. On récupèrera alors la chaleur de la terre, d’une nappe phréatique, d’eau courante ou d’un étang entre -5 et 10 degrés en général …
 
 … Tiens ! Récupérer de la chaleur à partir d’une température négative ? C’est qu’il n’y a pas de température négative et que tous les corps connaissent des agitations moléculaires correspondant à de la chaleur transférable vers un corps encore plus « froid », tant qu’il n’est pas au zéro absolu, ou zéro kelvin … si vous sentez le besoin de réviser, ne vous en privez pas !
 
Avant de parler de pompe à chaleur, il est nécessaire de s’intéresser au réfrigérateur : si vous pensez que la réfrigération consiste à « fabriquer du froid », vous avez tout faux car il s’agit en fait d’extraire de la chaleur d’un corps qui nous parait « froid » … allez, soyons clairs : le froid n’existe pas, il n’y a que des températures « inconfortables ».
 
Lorsque vous transpirez, vous éprouvez une sensation de rafraîchissement : c’est que l’évaporation de l’eau prélève de la chaleur à votre corps. La notion de chaleur latente (même révision que ci-dessus) permet de comprendre qu’évaporation et vaporisation, qui correspondent toutes les deux à une transformation de liquide en gaz, sont grosses consommatrices de chaleur, c’est le principe du réfrigérateur et de la pompe à chaleur ... attachez vos ceintures !
 
                                                                       LA VACHE !
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26 février 2008 2 26 /02 /février /2008 15:25
Pendant que nous avons encore les pieds dans l’eau, un commentaire me signale l’abbaye de Fontenay proche de Montbard, et sa forge, qui a pu inspirer les travaux de Buffon. Les Cisterciens furent de grands aménageurs et sans doute des écologistes avant l’apparition du mot … on en reparlera.
 
Les moins jeunes et les cinéphiles se souviennent peut-être du film L’Eau Vive, commandité par EDF et à sa gloire. Il illustrait le type de centrale hydroélectrique le plus connu : le barrage de haute vallée, dit encore de chute moyenne. Par la surface de terres qu’il submerge, ce n’est peut-être pas le plus écologique mais, en général, ce type d’installation a d’autres fonctions que la production électrique : écrêtement des crues, irrigation, régulation.
 
Il existe deux autres types d’installations hydroélectriques : d’abord l’équipement de haute chute qui consiste à capter une source possédant les caractéristiques d’une cascade et à amener son eau le plus bas possible par une conduite forcée : on dispose alors d’une quantité d’eau relativement réduite qui arrive à grande vitesse pour actionner une turbine.
 
Le dernier type est le barrage au fil de l’eau comme on peut en voir sur le Rhône ou le canal latéral au Rhin. A l’opposé du système précédent, on dispose d’une grande quantité d’eau avec une faible hauteur. Le lien fourni est un peu touffu mais, même en se contentant de lire les titres, on se rend compte de toutes les questions qui se posent lors d’un tel aménagement … et regardez bien : il est aussi en Français …
 
On peut considérer que l’aménagement hydroélectrique de l’Europe de l’Ouest est à son maximum ; seule, l’exploitation de petits cours d’eau par des particuliers ou des collectivités locales peut encore s’envisager au prix d’une réglementation très complexe. Si vous n’avez pas de cours d’eau dans votre jardin, ne cliquez pas sur ce lien.
 
Tous les grands investissements recélant de grandes quantités potentielles d’énergie sont dangereux : qualifiées quelquefois un peu vite de sources d’énergie propre, les grandes centrales hydroélectriques demandent une surveillance et une gestion draconiennes. Deux catastrophes illustrent ces dangers ; la plus importante fut celle du barrage de Malpasset en 1959 qui causa 423 morts et disparus … on conclut un peu vite à la fatalité …
 
L’accident du Drac, qui fit 7 morts dont 6 enfants en 1995 résulte de ce que je me permets d’appeler en langage industriel une « succession de sacs de nœuds » dans la gestion. Là encore, on tenta de conclure à la fatalité au nom de la traditionnelle irresponsabilité des hommes de l’art : ah, s’il n’y avait pas eu : un plan de sécurité bâclé … une grève … des techniciens routiniers … des enfants au mauvais endroit … etc … 
 
On oubliait la loi de Murphy généralisée qui enseigne que, lorsque plusieurs choses peuvent aller mal, elles le font généralement en même temps … Dans une entreprise, c’est habituellement l’agent de maîtrise qui est le détecteur de conneries potentielles mais il y en a de moins en moins et ceux qui restent sont enchaînés à leurs ordinateurs. Ne vous en faites pas : la France, n’est ce pas, est le pays de la fatalité, pas de l’organisation défaillante ou du travail mal fait !
 
                                                                    LA VACHE !
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25 février 2008 1 25 /02 /février /2008 09:26
Le moulin à eau a précédé dans l’histoire le moulin à vent mais s’est surtout développé en Europe au moyen-âge. La noria, roue dont les aubes sont mues par le courant d’eau et l’élèvent par la forme creuse des palettes est attestée dans l’antiquité pour l’irrigation. Vitruve, qui vécut il y a 2100 ans, en donne des descriptions.
 
L’inconvénient majeur du moulin à eau est de nécessiter … un cours d’eau. L’avantage principal est de permettre une bonne régulation de l’énergie hydraulique ainsi récupérée si on s’est donné la peine de creuser un canal de dérivation muni de vannes, simples trappes verticales en bois que l’on peut remonter ou descendre pour régler le débit.
 
Les seuls dangers sont alors les crues importantes qui risquent d’emporter l’installation, et ce qu’on appelait dès le douzième siècle le « chômage », résultant d’un cours d’eau à sec. Un autre avantage sur le moulin à vent est une plus grande stabilité du « couple », c’est-à-dire de la force de rotation obtenue. Le moulin à eau se prête donc à une plus grande variété d’utilisations.
 
Sans doute le plus grand exemple de noria perfectionnée, la machine de Marly approvisionnait le château de Versailles et ses jardins en eau de la Seine dès 1684. Elle comportait 14 roues de 12 mètres de diamètre, actionnées par le fleuve, qui pompaient l’eau au moyen de pistons et de clapets et l’élevait de 165 mètres en trois étapes … il faut dire que rien n’était trop fastueux pour Louis XIV …
 
En 1768, Buffon faisait construire des forges près de Montbard en Bourgogne pour fabriquer du fer, ce qui suppose d’actionner des soufflets de haut fourneau et de forge, un laminoir et des martinets. Les forges de Pesmes (en Haute-Saône, sur l’Ognon) sont aussi bien conservées. La situation géographique idéale pour installer une forge était une forêt proche d’un cours d’eau de plaine : on disposait ainsi de l’énergie motrice, du charbon de bois pour les hauts fourneaux et du bois pour chauffer les fours.
 
Toute la préparation de la révolution industrielle à venir a été faite par l’énergie hydraulique : l’industrie du sel s’est développée avec la proximité de gisements de sel exploités par injection d’eau, le moulin à eau et le bois des forêts, mais aussi les scieries, tanneries, tissages, traitements des étoffes, papeteries, etc …
 
Il subsistait cependant de nombreux inconvénients, en particulier les transmissions mécaniques entre les roues à aubes et les différentes machines à actionner, sources de frottements (pertes d’énergie), de pannes et d’un entretien coûteux. Les mines ne se trouvaient pas forcément proches d’une source d’énergie hydraulique, d’où un recours massif à l’énergie animale ; enfin, l’augmentation de la qualité des fabrications demandait une source d’énergie de vitesse constante.
 
L’apparition de la machine à vapeur de Newcomen (1769) et surtout le régulateur de Watt (1788) apporteront les solutions attendues … les Anglais inventaient des machines pendant que la France s’occupait des idées … ce sont maintenant les Chinois qui innovent pendant que les Français papotent.
 
                                                                    LA VACHE !
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23 février 2008 6 23 /02 /février /2008 18:55
Le moulin à vent à moudre le grain vivait en autarcie : lorsque le vent manquait, le meunier faisait autre chose ou allait se promener ; une chanson populaire allemande a pour titre : "Das Wandern ist des Müllers Lust" … la randonnée est la joie du meunier … et puis, à l’époque, il y avait des bergères dans les prés …
 
Ne rêvons pas, les éoliennes modernes croulent sous les contraintes : celles que nous connaissons déjà : être bien orientées par rapport au vent, ce qui se fait par des appareillages électroniques, et compenser les variations de vitesse au moyen d’hélices à pas variables, c’est-à-dire dont les pales sont orientables pour se « visser » plus ou moins dans le vent ; elles peuvent même se mettre « en drapeau » dans le lit du vent pour être arrêtées.
 
Les grandes éoliennes dont les mâts atteignent 150 mètres de haut et plus, et les rotors (hélices) 120 mètres de diamètre, sont soumises à de nombreuses contraintes : effet gyroscopique, vitesse importante au bout des pales malgré une rotation assez lente, flexions et torsions diverses. Mais les principales difficultés ne sont pas apparentes.
 
Outre un accès routier facile pour le montage et la maintenance, elles doivent être reliées au réseau électrique, pas trop loin d’un poste de répartition, pour économiser des longueurs de lignes. Bien sûr, le courant envoyé dans le réseau doit être « calibré » en tension et synchronisé en fréquence, toutes ces qualités, répétons-le malgré la variabilité des vents. Rien d’insurmontable mais la gestion d’un parc d’éoliennes ne peut pas être le fait d’un quelconque particulier.
 
On peut espérer utiliser de petites éoliennes individuelles ; oui mais … le rendement est moindre, l’utilisation en ville difficile (tourbillons) la vitesse de rotation est plus grande pour les petits diamètres d'hélices (bruit) et on a les mêmes contraintes de « calibrage » du courant puisque tous nos appareils ménagers sont alimentés en courant alternatif de 50 périodes et 240 volts.
 
Il y a même une difficulté supplémentaire, celle du stockage d’électricité puisqu’il ne faut pas compter que le vent souffle au moment où vous consommez du courant. On a donc une « chaîne » de transformation d’énergie assez complexe et encombrante : vent – hélice – générateur de courant continu – batteries – onduleur (transformation de courant continu en alternatif) – utilisation.
 
Les Américains expérimentent la production d’air comprimé par les éoliennes, son stockage dans un réservoir souterrain et son utilisation à la demande pour faire fonctionner un alternateur ; c’est une solution plus propre que des batteries, éliminant l’acide et le dégagement d’hydrogène, mais l’investissement devrait être aussi important.
 
Les pays vastes et à faible densité de population sont certainement les premiers à rentabiliser les éoliennes individuelles ; l’offre de matériel est importante au Canada. Alors, c’est fichu pour nous ? Non, mais c’est de la haute technicité et les Français, qui aiment bien papoter en réunion et réclamer des subventions au lieu de se confronter à des études ardues, risquent de ne pas être leaders.
 
                                                                     LA VACHE !
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22 février 2008 5 22 /02 /février /2008 19:48
Rappelons que le vent est le résultat du brassage de l’atmosphère sous de nombreuses influences dont, bien sûr, celle du soleil ; comme pour l’eau, les masses d’air froid et chaud ne se mélangent pas facilement et engendrent, aidées par la rotation de la terre, des tourbillons : dépressions et anticyclones dont nous constatons l’existence depuis le sol, entre autres, par le vent.
 
Il y a des régions à vents dominants (déserts, côtes, sommets, certaines vallées) et à vents variables (plaines et plateaux). D’autre part, la meule à moudre le grain et le manège à actionner une noria, c’est-à-dire un axe vertical mis en mouvement par un animal tournant autour et permettant de remonter de l’eau d’un puits sont connus depuis l’antiquité.
 
Les innovations techniques provenant généralement de « croisements » d’appareils existants, c’est peut-être comme cela que sont apparus dans les déserts d’Irak, au septième siècle, les premiers moulins à vent à axe vertical. Sortes de roues à aubes plates, ils étaient enfermés dans une tour dont seule la moitié était ouverte, guidant l’action du vent sur un côté du moulinet. Les meules se trouvaient au-dessus ou à la partie inférieure de la tour.
 
Les premiers moulins à vent à axe horizontal sont attestés en France au douzième siècle. Ils nécessitent alors des engrenages et renvois (rouets, lanternes) pour actionner une meule à axe vertical. Il y en a de nombreux genres. Les problèmes à résoudre par leurs constructeurs sont de deux types : d’abord compenser les variations de vitesse du vent en déployant, à la manière de voiles de navires, plus ou moins de toile sur les ailes à claire-voie.
 
Ensuite, la plus grosse difficulté est l’orientation du moulin pour tenir compte des vents de directions variables dans nos régions. La plupart des moulins sont orientés à bras d’homme pour que les ailes se trouvent en face du (perpendiculaires au) vent. L’orientation se fait à l’aide d’un timon (barre de bois) ou d’un cabestan actionné par une roue.
 
Un automatisme datant probablement du dix-neuvième siècle peut assurer l’orientation du moulin sans intervention humaine : c’est le « papillon », ailes miniatures perpendiculaires aux ailes principales qui sont actionnées par le vent lorsqu’il dévie, et font tourner l’ensemble au moyen d’engrenages. Lorsque le moulin fait bien face au vent, ces petites ailes sont parallèles au « lit du vent » et ne sont donc plus actionnées.
 
Les moulins à vent ont été utilisés pour moudre les grains, extraire l’huile, élever l’eau (vis d’Archimède), traiter le drap et la toile (moulin à foulon), battre le fer (martinet), préparer le papier, etc … et bien d’autres opérations nécessitant un mouvement rotatif ou alternatif.
 
Les amateurs de westerns connaissent bien les éoliennes élévatrices d’eau. Leur adaptation à la vitesse du vent provient tout simplement de la résistance (frottements, pression) de la pompe, actionnée par un système manivelle – bielle, et leur orientation est faite par une girouette, longue queue munie d’une dérive qui se met dans le lit du vent ; on en voit encore dans nos campagnes. Si vous avez tout suivi et jeté un regard sur les liens proposés, nous allons pouvoir parler des éoliennes modernes.
 
                                                                    LA VACHE !
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20 février 2008 3 20 /02 /février /2008 19:53
Le soleil est une étoile qui rayonne de l’énergie (chaleur, lumière, autres ondes magnétiques) dont l’origine est la fusion nucléaire. A notre échelle, la quantité d’énergie dégagée est colossale mais on peut remarquer qu’un hectare de notre terre ne représente qu’un mince cône de ce rayonnement. Pratiquement toute l’énergie disponible sur la Terre provient du soleil … il y a bien « cette obscure clarté qui tombe des étoiles » mais elle ne compte pas beaucoup.
 
Chaque jour, le soleil nous envoie son rayonnement fait d’un spectre d’ondes électromagnétiques que nous savons analyser par un prisme. Les ondes « longues », au-delà du rouge correspondent, comme leur nom ne l’indique pas, à l’infrarouge qui nous transmet de la chaleur. C’est la fréquence de l’onde qui est inférieure à celle du rouge mais, si vous n’avez pas envie de vous représenter ce petit casse-tête, ce n’est pas important pour la suite. A l’autre extrémité du spectre, le soleil nous envoie aussi des ultraviolets dont les effets sont moins bénéfiques et dont on se protège avec force crèmes solaires pour le plus grand bonheur des fabricants de cosmétiques.
 
La première utilisation possible du soleil consiste à concentrer ses rayons au moyen de procédés optiques, loupe ou miroir concave, connus depuis l’antiquité : on dit que Archimède serait parvenu à enflammer les vaisseaux romains lors su siège de Syracuse il y a plus de 2 200 ans en concentrant les rayons du soleil au moyen de miroirs de bronze … mais je n’ai pas retrouvé la vidéo sur Internet. Les cuisinières solaires se répandent en Afrique et en Amérique latine.
 
La deuxième possibilité est la serre : un volume entouré de panneaux transparents laisse passer le rayonnement qui réchauffe l’air à l’intérieur. L’air ainsi réchauffé est « piégé » par les parois et on obtient ainsi une température supérieure à celle de l’extérieur. Les panneaux plats chauffant de l’eau sont une variante du principe de la serre.
 
L’effet photovoltaïque est la troisième possibilité : des panneaux de métaux particuliers, les semi-conducteurs, voient leurs électrons mis en mouvement par les photons qui font partie du rayonnement lumineux ; les photons sont des particules sans masse ni charge électrique … cela vous étonne ? Moi aussi ! Peu importe, il suffit de savoir que les tensions et intensités électriques ainsi générées sont faibles et que de grandes surfaces de panneaux, dont on doit soigner l’orientation, sont donc nécessaires.
 
Enfin, le soleil a des effets indirects pour notre utilisation énergétique : par la photosynthèse, les plantes se développent et nous fournissent, outre des aliments, du bois à brûler ; il y a 300 millions d’années, les plantes de l’ère primaire se sont décomposées pour nous fournir du charbon, du pétrole et du gaz. Le soleil réchauffe la terre, l’eau et l’air et génère des cycles météorologiques que nous pourrons utiliser sous forme de courants d’eau ou de vent. Je pense que vous commencez à constater que l’écologie, au-delà des modes, du marketing et du blabla politique, ce n’est pas si facile que cela.
 
                                                                       LA VACHE !
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