Chapitre 9
249
« [...] La charge convenable à la
production du maximum absolu d’effet utile, dans les machines à détente,
n’est pas la charge maximum dont est
capable la machine. [...] Si l’on veut
que la machine mette en mouvement
la plus grande charge dont elle est capable, il faut la faire travailler sans détente ; mais cette charge n’est pas celle
qui produit le maximum absolu d’effet
utile. »
François-Marie Guyonneau de
Pambour, 1839 [7]
Malgré cela, nous pouvons déjà évaluer de façon primitive la taille et le
coût d’acquisition d’un moteur en calculant sa puissance nette spécifique
í µí±¤ net . Pour qu’il puisse être peu encombrant, il est en effet souhaitable qu’un
moteur génère une puissance nette importante pour un débit de masse
donné : il peut même être souhaitable de compromettre pour cela l’efficacité
thermique.
Dans l’industrie, l’usage est plutôt de mesurer le paramètre inverse, que
nous nommons consommation spécifique. Cette consommation indique le
débit de vapeur nécessaire pour fournir un watt de puissance utile. Nous
la notons ssc (pour l’anglais Specific Steam Consumption) :
ssc ≡
1
|í µí±¤ net |
(9/2)
où ssc est la consommation spécifique (kg J
−1 ),
et í µí±¤ net la puissance spécifique développée par la machine (J kg
−1 ).
L’unité de la consommation spécifique est le kg J −1 (elle représente des
kg s −1 d’eau par W de puissance), mais l’usage dans l’industrie est souvent
de la mesurer en kg/(kW h) (kilos par kilowatt − heure).
9.2.3 Impact écologique
La production de chaleur dans les moteurs thermodynamiques est au centre
des grands défis écologiques de notre siècle. Une étude approfondie dépasse
le cadre de ce livre, aussi retiendrons-nous seulement que l’impact écologique de cet approvisionnement en chaleur peut être réparti en trois grandes
familles :
• La pollution par émission de particules nocives issues de la combustion,
qui concerne en particulier la combustion des solides (notamment le
charbon et les déchets ménagers et agricoles). Avec un système de filtrage
ces émissions peuvent généralement être réduites à un très faible niveau ;
• L’émission de gaz à effets de serre, en particulier le CO 2 , un produit
inévitable du processus de combustion des hydrocarbures, et dont on sait
aujourd’hui qu’ils provoquent une altération importante des mécanismes
climatiques planétaires. Ces émissions concernent toutes les sources de
chaleur basées sur la combustion ;
• L’émission de déchets radioactifs, qui concerne les sources de chaleur
nucléaires. Ces déchets sont en faible quantité mais ils restent nocifs sur
des durées de temps se comptant en millénaires.
Ainsi, hormis pour quelques sources de chaleur rarement disponibles (géothermie ou concentration solaire), les moteurs thermodynamiques sont
toujours alimentés par des sources présentant des inconvénients majeurs.
Ils sont toutefois encore seuls à permettre l’ubiquité d’énergie sous forme
mécanique et électrique associée aux progrès économiques et sociétaux de
notre civilisation ces deux derniers siècles. Il advient aux ingénieur/es et
citoyen/nes responsables de juger avec sagesse de leurs défauts et qualités.
https://thermodynamique.fr – CC-by-sa Olivier Cleynen
249
« [...] La charge convenable à la
production du maximum absolu d’effet utile, dans les machines à détente,
n’est pas la charge maximum dont est
capable la machine. [...] Si l’on veut
que la machine mette en mouvement
la plus grande charge dont elle est capable, il faut la faire travailler sans détente ; mais cette charge n’est pas celle
qui produit le maximum absolu d’effet
utile. »
François-Marie Guyonneau de
Pambour, 1839 [7]
Malgré cela, nous pouvons déjà évaluer de façon primitive la taille et le
coût d’acquisition d’un moteur en calculant sa puissance nette spécifique
í µí±¤ net . Pour qu’il puisse être peu encombrant, il est en effet souhaitable qu’un
moteur génère une puissance nette importante pour un débit de masse
donné : il peut même être souhaitable de compromettre pour cela l’efficacité
thermique.
Dans l’industrie, l’usage est plutôt de mesurer le paramètre inverse, que
nous nommons consommation spécifique. Cette consommation indique le
débit de vapeur nécessaire pour fournir un watt de puissance utile. Nous
la notons ssc (pour l’anglais Specific Steam Consumption) :
ssc ≡
1
|í µí±¤ net |
(9/2)
où ssc est la consommation spécifique (kg J
−1 ),
et í µí±¤ net la puissance spécifique développée par la machine (J kg
−1 ).
L’unité de la consommation spécifique est le kg J −1 (elle représente des
kg s −1 d’eau par W de puissance), mais l’usage dans l’industrie est souvent
de la mesurer en kg/(kW h) (kilos par kilowatt − heure).
9.2.3 Impact écologique
La production de chaleur dans les moteurs thermodynamiques est au centre
des grands défis écologiques de notre siècle. Une étude approfondie dépasse
le cadre de ce livre, aussi retiendrons-nous seulement que l’impact écologique de cet approvisionnement en chaleur peut être réparti en trois grandes
familles :
• La pollution par émission de particules nocives issues de la combustion,
qui concerne en particulier la combustion des solides (notamment le
charbon et les déchets ménagers et agricoles). Avec un système de filtrage
ces émissions peuvent généralement être réduites à un très faible niveau ;
• L’émission de gaz à effets de serre, en particulier le CO 2 , un produit
inévitable du processus de combustion des hydrocarbures, et dont on sait
aujourd’hui qu’ils provoquent une altération importante des mécanismes
climatiques planétaires. Ces émissions concernent toutes les sources de
chaleur basées sur la combustion ;
• L’émission de déchets radioactifs, qui concerne les sources de chaleur
nucléaires. Ces déchets sont en faible quantité mais ils restent nocifs sur
des durées de temps se comptant en millénaires.
Ainsi, hormis pour quelques sources de chaleur rarement disponibles (géothermie ou concentration solaire), les moteurs thermodynamiques sont
toujours alimentés par des sources présentant des inconvénients majeurs.
Ils sont toutefois encore seuls à permettre l’ubiquité d’énergie sous forme
mécanique et électrique associée aux progrès économiques et sociétaux de
notre civilisation ces deux derniers siècles. Il advient aux ingénieur/es et
citoyen/nes responsables de juger avec sagesse de leurs défauts et qualités.
https://thermodynamique.fr – CC-by-sa Olivier Cleynen