La revanche de l’air comprimé

Discussions et revue de presse sur des thèmes ne relevant ni de la politique ni de l'économie et des finances: technologies, emploi, écologie, transport, sport...
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aquafiestas

La revanche de l’air comprimé

#1 Message par aquafiestas » 18 janv. 2010, 15:28

La revanche de l’air comprimé
Le Temps
l’équipe du professeur Lino Guzzella, de l’Ecole polytechnique fédérale de Zurich, a mis au point, une première mondiale, un prototype de moteur hybride pneumatique bon marché. Distingué par le «Watt d’or 2010» délivré par l’Office fédéral de l’énergie, il ne s’agit pas à proprement parler d’un moteur à air comprimé mais d’une invention qui se greffe sur le moteur à combustion traditionnel et qui permet d’en améliorer à faible coût la performance.

On le sait, le moteur à combustion a un rendement médiocre car l’essentiel de l’énergie transformée se dissipe sous forme de chaleur. En réduisant la cylindrée des moteurs, les constructeurs ont amélioré le bilan et la performance en y greffant un turbocompresseur. Mais la greffe a un défaut: le turbo ne donne toute sa puissance qu’à partir d’un certain régime. Pour pallier ce «trou d’air», les ingénieurs zurichois ont eu l’idée de stocker dans un petit réservoir de l’air comprimé pour épauler le turbocompresseur dont la charge s’opère à la décélération.

Les premiers tests sont concluants: le dispositif permet de réduire la consommation d’énergie de 35% pour un surcoût de 20% seulement alors que les batteries des hybrides dopent la performance des voitures mais renchérissent lourdement le coût final des véhicules.
Un tel moteur serait idéal pour des petites voitures. Si aucun industriel n’a pour l’instant signé de contrat avec l’équipe du professeur Lino Guzzella, le ministre chinois de la Science et de la technologie a été le premier à descendre dans les sous-sols du laboratoire de Lino Guzzella où ronronne le premier moteur hybride pneumatique.

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Re: La revanche de l’air comprimé

#2 Message par mat49 » 18 janv. 2010, 15:30

Tu comprimes en pédalant? :oops:
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Re: La revanche de l’air comprimé

#3 Message par Jack Palmer » 18 janv. 2010, 15:30

Les premiers tests sont concluants: le dispositif permet de réduire la consommation d’énergie de 35% pour un surcoût de 20%
20% de surcout de quoi? du moteur ou de la voiture? dommage que l'article ne soit pas plus précis...
sinon un tiers de conso en moins c'est pas mal...
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Re: La revanche de l’air comprimé

#4 Message par Jack Palmer » 18 janv. 2010, 15:31

mat49 a écrit :Tu comprimes en pédalant? :oops:
C'est des voitures qui ne manquent pas d'air... :arrow:
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Re: La revanche de l’air comprimé

#5 Message par Nevermind » 18 janv. 2010, 15:33

ça fait pas des années qu'on entend parler de ce type de motorisation ?
Il me semble qu'il y a une longue file qui en présente les caractéristiques !
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Re: La revanche de l’air comprimé

#6 Message par mat49 » 18 janv. 2010, 15:34

Nevermind a écrit :ça fait pas des années qu'on entend parler de ce type de motorisation ?
Il me semble qu'il y a une longue file qui en présente les caractéristiques !
j'ai gardé le PDF de l'Ecole des Mines...que l'on trouvait un temps sur le Net...
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Re: La revanche de l’air comprimé

#7 Message par Jack Palmer » 18 janv. 2010, 15:35

Nevermind a écrit :ça fait pas des années qu'on entend parler de ce type de motorisation ?
Il me semble qu'il y a une longue file qui en présente les caractéristiques !
La file n'est pas plutot sur les moteurs à air comprimé? -au sens de 100%-?
là je comprends que c'est un moteur classique avec en plus de l'air comprimé

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Re: La revanche de l’air comprimé

#8 Message par mat49 » 18 janv. 2010, 15:36

oui, mais il faut le comprimer et le décomprimer, cet air...
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Re: La revanche de l’air comprimé

#9 Message par Murps » 18 janv. 2010, 19:21

Il y a avait une file longue à ce sujet.
On a une entreprise dans le Var qui propose ce genre de véhicule.
On charge des bouteilles à l'air comprimé avec un compresseur électrique et puis zou Galinette !
Silencieux et pas cher à recharger, intéressant comme concept.
Le problème, c'est l'autonomie et le temps de "recharge" du réservoir.

Site : http://www.mdi.lu/index.php

Pour des flottes d'entreprise avec des trajets définis et avec retour le soir à la maison, ça me parait bien ; et mieux que des batteries classiques avec moteur électrique.
Pour le particulier, bof...
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Re: La revanche de l’air comprimé

#10 Message par Duareg » 18 janv. 2010, 20:34

Murps a écrit :Il y a avait une file longue à ce sujet.
On a une entreprise dans le Var qui propose ce genre de véhicule.
On charge des bouteilles à l'air comprimé avec un compresseur électrique et puis zou Galinette !
Silencieux et pas cher à recharger, intéressant comme concept.
Le problème, c'est l'autonomie et le temps de "recharge" du réservoir.

Site : http://www.mdi.lu/index.php

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Re: La revanche de l’air comprimé

#11 Message par mat49 » 18 janv. 2010, 22:20

Murps a écrit :Il y a avait une file longue à ce sujet.
On a une entreprise dans le Var qui propose ce genre de véhicule.
On charge des bouteilles à l'air comprimé avec un compresseur électrique et puis zou Galinette !
Silencieux et pas cher à recharger, intéressant comme concept.
Le problème, c'est l'autonomie et le temps de "recharge" du réservoir.

Site : http://www.mdi.lu/index.php

Pour des flottes d'entreprise avec des trajets définis et avec retour le soir à la maison, ça me parait bien ; et mieux que des batteries classiques avec moteur électrique.
Pour le particulier, bof...
tu veux le PDF? :lol: :mrgreen:
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Re: La revanche de l’air comprimé

#12 Message par wasabi » 31 mars 2010, 22:09

Le fil est un peu vieux, mais je me permets d'y répondre pour apporter quelques précisions.

Il n'est pas question ici de moteur à air comprimé qui utiliserait comme source d'énergie la détente d'un gaz comprimé.

Ici il est question d'un compresseur avec vase réservoir qui augmente la compression dans les cylindres. Comme chacun sait -ou pas ;) - le rendement d'un moteur à explosion est croissant avec la pression du comburant. Cela s'explique par des raisons de cinétique chimique, plus la pression est grande plus le gaz est dense et plus la réaction explosive sera rapide et plus la poussée sera efficace pendant la course motrice du piston.
En revanche ça n'a rien à voir avec l'énergie qui est perdue en chaleur. Quelle que soit l'invention des suisses, elle ne violera pas l'inégalité de Carnot.
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Re: La revanche de l’air comprimé

#13 Message par David75 » 31 mars 2010, 22:43

Essayons d'affiner en commençant par le moteur turbocompressé:

un moteur essence brûle un mélange air-essence.
Un moteur atmosphérique voit sa puissance limitée par la quantité de mélange qui peut entrer dans ses cylindres à chaque cycle, principalement à cause de la quantité d'air maximum qu'il peut aspirer.

Le turbocompresseur permet dépasser cette limite en comprimant l'air (par récupération d'énergie à l'échappement).

Le gros défaut du turbo, c'est que même quand il est à géométrie variable, il n'est pas tout le temps à plein régime de fonctionnement. Pendant toute la phase de montée en vitesse du turbo, le moteur a moins de couple/puissance disponible et surconsomme (changement des avances et quantité d'essence injectée)

Le principe de fonctionnement du système présenté ici doit à mon avis fonctionner ainsi:
On a le moteur turbo, et un réservoir à air comprimé.
Quand on accélère depuis le ralenti, l'air comprimé est puisé dans le réservoir et permet de suppléer le turbo le temps que celui-ci soit à plein régime.
Une fois à plein régime, l'alimentation en air depuis le réservoir est stoppée.
Une fois l'accélération moteur arrêtée (le véhicule a atteint la vitesse désirée), sur un moteur essence turbo traditionnel, le papillon se referme, et une vanne s'ouvre pour laisser l'exédent de pression turbo s'échapper plutôt que de créer un coup de bélier qui est préjudiciable pour le turbo.
Je suppose que dans le cas avec réservoir, on ouvre la vanne du dit réservoir pour le remplir et ne plus perdre cet air comprimé.

On peut aussi imaginer remplir le réservoir à d'autres moments (sur accélérations plus faibles où on a de la marge de puissance dispo)

Donc en gros on a toujours possibilité d'avoir ce réservoir d'air comprimé avec suffisamment d'air pour palier le manque de souffle du turbo à chaque début d'accélération. En ville, ça représente d'énormes économies, puisqu'on fait des accélérations en permanence.

L'alternative habituellement utilisée est de coupler un compresseur et un turbocompresseur.
Le compresseur est entrainé directement par le moteur, et donc fourni de la pression très tôt mais s'essouffle vite... et on calibre le système pour que la zone de croisement compresseur et turbo soit idéale.

Avec un réservoir à air comprimé, on évite d'ajouter un élément qui pompe de l'énergie mécanique et on essaie autant que possible de récupérer de l'énergie habituellement gâchée. Je suppose que toute la difficulté a été de bien dimensionner tous les éléments, les réglages à trouver et limiter les pertes de pression.
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Re: La revanche de l’air comprimé

#14 Message par wasabi » 31 mars 2010, 22:59

David75 a écrit : Avec un réservoir à air comprimé, on évite d'ajouter un élément qui pompe de l'énergie mécanique et on essaie autant que possible de récupérer de l'énergie habituellement gâchée. Je suppose que toute la difficulté a été de bien dimensionner tous les éléments, les réglages à trouver et limiter les pertes de pression.
C'est exactement comme cela que je le voyais, à ceci près que ça fait 20 ans qu'il n'y a plus de mélange sur les moteurs essence car les moteurs sont à injection :wink: Mais c'est un détail. :mrgreen:

On peut même imaginer pas de papillon du tout comme sur certains les moteurs à injections directe essence. L'étranglement du papillon ne fait que diminuer le rendement global, alors si on veut faire un système pour augmenter le rendement, autant s'en passer !

Pour la phase de remplissage je comprends un autre système néanmoins. Ils disent que le réservoir se remplit pendant la phase de décélération. Je verrais bien une électrovanne qui est commandée sur la pédale d'accélérateur et qui va dévier l'air comprimé sortant du compresseur vers le réservoir, simultanément l'admission du moteur qui repasse en atmosphérique. Avec toutes les complications que les ondes de chocs peuvent générer.
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Re: La revanche de l’air comprimé

#15 Message par David75 » 01 avr. 2010, 06:25

Quand je parle de mélange, je pensais dans le cylindre ;)

Concernant la vanne de décharge (blow off valve), elle fonctionne déjà indirectement depuis la pédale d'accélérateur:
Quand on relâche l'accélération, le papillon tend à se fermer, la pression augmente.
La vanne s'ouvre au dessus d'une certaine pression.
Certaines de ces vannes sont très bruyantes, effet parfois recherché pour faire un véhicule un peu plus impressionnant.

Concernant la suppression du papillon d'admission, en dehors du système vanos de BMW, cela suppose une injection directe d'essence très bien maîtrisée. Sinon boom boom les pistons :?
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Re: La revanche de l’air comprimé

#16 Message par wasabi » 01 avr. 2010, 11:20

David75 a écrit : Concernant la suppression du papillon d'admission, en dehors du système vanos de BMW, cela suppose une injection directe d'essence très bien maîtrisée. Sinon boom boom les pistons :?
Les gars de l'ETHZ ne sont pas des petits joueurs, faut pas oublier qu'Einstein là bas n'était qu'assistant ;)
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