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Moteur Stirling

2006-07-04T21:19:24Z

Buckrodgers : Ajout Valorisation de l'Energie

{{Ebauche}}
{{Se déplacer}}

== Objectif du document ==
Une fois finalisé, ce document devrait vous donner tous les moyens pour vous permettre de construire votre propre moteur. Ceci avec le minimum de moyens et d'efforts.

== Un peu d'histoire ==
'''Robert Stirling''' (1790-1878, pasteur écossais) a breveté le moteur Stirling en 1816: ce brevet comprenait de telles innovations que l'année 1816 est considérée comme la date de naissance de ce type de moteurs.
<center>[[Image:Stirling-brevet.png|Image issue du brevet]]</center>

== Principes ==
Le principe est relativement simple: le fluide principal qui produit le travail est un gaz (air, hydrogène ou hélium).
Il est soumis à des pressions moyennes de l'ordre de 150 bars pour les moteurs performants actuels puis à un cycle de Carnot à 4 temps : chauffage, détente, déplacement vers la source froide et refroidissement, compression et retour vers la source chaude.

Ce convertisseur thermodynamique n'est pas dépendant de sa nature de source d'énergie thermique, il est polycarburant.
La source chaude du moteur peut être alimentée par une source quelconque : combustion externe de dérivés du pétrole, le gaz naturel, le charbon, l'énergie nucléaire, etc. mais aussi énergies renouvelables comme l'énergie solaire ou l'énergie géothermique.

Le moteur Stirling est un moteur qui, suivant les configurations, s'adapte à des régimes de rotations variés qui peuvent aller de moins de 1 cycle par seconde à plus de 3000 tours par minutes. Il est utilisé sur des bateaux, pompes,
générateurs électriques à énergie solaire ...

C'est un moteur à forte densité énergétique pour le volume de gaz déplacé. Pour donner une comparaison automobile il fournit des puissance de plus de 80 chevaux par litre de cylindrée.

== Avantages ==
=== Moins polluant ===
C'est un moteur à combustion externe, elle est plus facile à contrôler que dans un moteur à combustion interne. Le fluide de lubrification (huile) n'est pas pollué par les résidus de combustions.

=== Moins bruyant ===
Le fluide actif du moteur Stirling, l'air, l'hélium ou l'hydrogène travaille en cycle fermé et ne s'échappe pas à l'atmosphère, contrairement au moteur à combustion interne, dont le bruit d'échappement est très important.
En cas d'utilisation d'un carburant pour le chauffage, la combustion est continue, il n'y a aucune explosion géneratrice de bruits.

=== Multi-Energie ===
Le moteur Stirling ne demande qu'une source de chaleur, (et une source de froid.) quelle qu'en soit la source: il peut être alimenté par du pétrole, du bois, du charbon, de la paille, de l'électricité, du plutonium (possible mais trés dangeureux)... etc. Et bien entendu le soleil.

=== Valorisation de l'Energie ===
Le moteur Stirling peut fonctioner à partir d'ecarts de temperatures tres faibles les rendements seront mediocre mais cette particularitée est tres interessante car elle permet de valoriser des energies dites de "rebut" provenant d'un systeme de puissance principal (Moteur, Pile à combustible, ou autres) augmentent ainsi le rendement global du systeme. Ces energies de rebut sont normalement rejeté à l'environement: gaz chauds, chaleur issue des systemes de refroidissement, ...

=== Entretien ===
L'entretien du moteur Stirling est également facilité par son absence d'échange de matière avec son environnement. et par le très faible nombre de pieces mobiles. Il n'y a pas d'arbre à cames, de chaine de distribution, de basculeurs ou poussoirs, de soupapes, de pompe à injection haute pression, etc...

=== Rendement ===
Son rendement peut avoisiner les 40%, contre environ de 35% pour les moteurs à explosion : si la différence de 5% parait faible, elle signifie quand même près de 15% (5/35) d'économie d'énergie.
L'absence d'explosion au cours du cycle moteur le rend particulièrement résistant.

=== Reversible ===
Peut fonctionner en "pompe à chaleur": En entrainant son axe de rotation, on produit une difference de température entre les deux zones d'echange thermique. Le fluide est donc capable de transporter des calories du point froid au point chaud.

== inconvénients ==
=== Etanchéité ===
Les problèmes d'étanchéité sont difficiles à résoudre, c'est le principal problème de ce moteur.

=== Températures ===
Les températures de source chaude sont de l'ordre de 720°C pour obtenir des rendements de plus de 40% avec de l'hydrogène comme fluide de travail.

La température de source froide a aussi son importance, en raison du principe de carnot. Rendement = 1 - Tf/Tc, avec Tf température froide et Tc température chaude. Ainsi il vaut mieux diminuer la température de source froide par exemple de 10°C que d'augmenter celle de la source chaude de 10°C.

=== Temps de réponse ===
Ce moteur n'a pas pour le moment remplacé ses concurents historique comme le Otto ou Diesel dans le domaine de l'application automobile en raison d'un temps de réponse trop long lié à l'inertie thermique de ses sources chaude et froide. Il a par contre un avenir automobile dans les motorisations hybrides.

== Principes de fonctionnement ==
=== Le moteur Stirling Type alpha ===
Le moteur alpha dissocie de façon nette la source chaude de la source froide. En effet, un cylindre réchauffe le gaz, un autre le refroidit La cinématique est telle qu'on fait passer le gaz d'un cylindre à l'autre. Voir ci-dessous l'étude succinte de ce type de moteur.

=== Le moteur Stirling Type beta ===
· Un Stirling bêta a un simple piston de puissance placé coaxialement avec un piston de « déplacement ». Le piston de déplacement sert uniquement à propulser le gaz de l'échangeur de température chaud, vers l'échangeur de température froid. Sur un cycle complet, ce piston ne consomme pas d'énergie. Ce moteur ne requiert pas de « joint » mobile dans la partie chaude du moteur, et peut atteindre des rendements élevés de compression, grâce aux pistons qui sont capables de se chevaucher pendant leur déplacement.

=== Le moteur Stirling Type gamma ===
Le moteur gamma est un peu le compromis entre le moteur type alpha et le moteur type bêta. Dans un cylindre le déplaceur joue son rôle, dans l'autre le piston moteur fait varier le volume global et récupère l'énergie. Ce type de moteur est fréquent pour mettre à profit de faibles écarts de température entre source froide et source chaude.

=== Le moteur à piston libre dit Martini ===

=== Le moteur à déplaceur libre ou Ringbom ===

=== Le moteur à piston et déplaceur libres ===

=== Le moteur à double effet ===

=== Le moteur Stirling Type Quasiturbine à 4 pôles ===
La Quasiturbine (Qurbine) est un moteur rotatif sans vilebrequin ayant un rotor articulé à 4 faces dont le centre est libre et accessible, tournant sans vibration ni temps mort, et produisant un fort couple moteur à faible RPM sous une variété de modes et de carburants.

* http://quasiturbine.promci.qc.ca/
* [[Quasiturbine]]

=== Le générateur thermodynamique ===

=== Le fluydine ===
* http://stirling.sites.solnet.ch/fluidyne.html
* http://www.maxpie.de/Fluidyne.htm
* http://www.stirlingsouth.com/Roy/others/hubert/hubert.htm
* http://www.bekkoame.ne.jp/~khirata/seesaw/indexe.htm

== Réalisations pratiques ==

==Utilisations==

== Voir aussi ==
* [[Biocarburant]]
* [[Énergies renouvelables]]
* [[Moteurs alternatifs]]
* [[Moteur Pantone]]
* [[Modes de déplacement alternatifs]]
* [[Quasiturbine]]
* [[Véhicules à carburants alternatifs]]
* [[Moteur Stirling:Bibliographie]]

== Bibliographie ==
* "Le manuel des moteurs Stirling", par Mr Daniel Lyonnet. http://www.moteur-stirling.com/brochure.htm
* [[Moteur Stirling:Bibliographie]]

== Webographie ==
=== En français ===
* http://www.moteurstirling.com/ Principe du moteur stirling
* http://www.moteur-stirling.com/ S'il n'y en avait q'un seul à lire.
* http://guillaume.douard.free.fr/ Regroupe les informations de nombreux sites
* http://www.unine.ch/phys/enseignement/TP/TPD/exp_tpd/Exp17_Moteur%20Stirlling.pdf
* http://quasiturbine.promci.qc.ca/FQTStirling.html
* http://leakystirling.free.fr

=== En anglais ===
* http://geocities.com/CapeCanaveral/Launchpad/5465/
* http://www.steamengine.com.au/stirling/models/buildme/index.html
* http://www.stirlingengine.com/
* [http://www.sunmachine.de/english/main.html Un moteur Stirling avec comme source l'énergie solaire]

[[Catégorie:Moteurs alternatifs]]

Moteur Stirling

2006-07-04T21:08:50Z

Buckrodgers : /* Avantages */

{{Ebauche}}
{{Se déplacer}}

== Objectif du document ==
Une fois finalisé, ce document devrait vous donner tous les moyens pour vous permettre de construire votre propre moteur. Ceci avec le minimum de moyens et d'efforts.

== Un peu d'histoire ==
'''Robert Stirling''' (1790-1878, pasteur écossais) a breveté le moteur Stirling en 1816: ce brevet comprenait de telles innovations que l'année 1816 est considérée comme la date de naissance de ce type de moteurs.
<center>[[Image:Stirling-brevet.png|Image issue du brevet]]</center>

== Principes ==
Le principe est relativement simple: le fluide principal qui produit le travail est un gaz (air, hydrogène ou hélium).
Il est soumis à des pressions moyennes de l'ordre de 150 bars pour les moteurs performants actuels puis à un cycle de Carnot à 4 temps : chauffage, détente, déplacement vers la source froide et refroidissement, compression et retour vers la source chaude.

Ce convertisseur thermodynamique n'est pas dépendant de sa nature de source d'énergie thermique, il est polycarburant.
La source chaude du moteur peut être alimentée par une source quelconque : combustion externe de dérivés du pétrole, le gaz naturel, le charbon, l'énergie nucléaire, etc. mais aussi énergies renouvelables comme l'énergie solaire ou l'énergie géothermique.

Le moteur Stirling est un moteur qui, suivant les configurations, s'adapte à des régimes de rotations variés qui peuvent aller de moins de 1 cycle par seconde à plus de 3000 tours par minutes. Il est utilisé sur des bateaux, pompes,
générateurs électriques à énergie solaire ...

C'est un moteur à forte densité énergétique pour le volume de gaz déplacé. Pour donner une comparaison automobile il fournit des puissance de plus de 80 chevaux par litre de cylindrée.

== Avantages ==
=== Moins polluant ===
C'est un moteur à combustion externe, elle est plus facile à contrôler que dans un moteur à combustion interne. Le fluide de lubrification (huile) n'est pas pollué par les résidus de combustions.

=== Moins bruyant ===
Le fluide actif du moteur Stirling, l'air, l'hélium ou l'hydrogène travaille en cycle fermé et ne s'échappe pas à l'atmosphère, contrairement au moteur à combustion interne, dont le bruit d'échappement est très important.
En cas d'utilisation d'un carburant pour le chauffage, la combustion est continue, il n'y a aucune explosion géneratrice de bruits.

=== Multi-Energie ===
Le moteur Stirling ne demande qu'une source de chaleur, (et une source de froid.) quelle qu'en soit la source: il peut être alimenté par du pétrole, du bois, du charbon, de la paille, de l'électricité, du plutonium (possible mais trés dangeureux)... etc. Et bien entendu le soleil.

=== Valorisation de l'Energie ===
Le moteur Stirling peut fonctioner à partir d'ecarts de temperatures tres faibles les rendements seront mediocre mais cette particularitée est tres interessante et permet de valoriser des energies dites de "rebut" celles-ci sont normalement rejeté à l'environement: gaz chauds issus d'un moteur, chaleur issue de systemes de refroidissement ou autre.

=== Entretien ===
L'entretien du moteur Stirling est également facilité par son absence d'échange de matière avec son environnement. et par le très faible nombre de pieces mobiles. Il n'y a pas d'arbre à cames, de chaine de distribution, de basculeurs ou poussoirs, de soupapes, de pompe à injection haute pression, etc...

=== Rendement ===
Son rendement peut avoisiner les 40%, contre environ de 35% pour les moteurs à explosion : si la différence de 5% parait faible, elle signifie quand même près de 15% (5/35) d'économie d'énergie.
L'absence d'explosion au cours du cycle moteur le rend particulièrement résistant.

=== Reversible ===
Peut fonctionner en "pompe à chaleur": En entrainant son axe de rotation, on produit une difference de température entre les deux zones d'echange thermique. Le fluide est donc capable de transporter des calories du point froid au point chaud.

== inconvénients ==
=== Etanchéité ===
Les problèmes d'étanchéité sont difficiles à résoudre, c'est le principal problème de ce moteur.

=== Températures ===
Les températures de source chaude sont de l'ordre de 720°C pour obtenir des rendements de plus de 40% avec de l'hydrogène comme fluide de travail.

La température de source froide a aussi son importance, en raison du principe de carnot. Rendement = 1 - Tf/Tc, avec Tf température froide et Tc température chaude. Ainsi il vaut mieux diminuer la température de source froide par exemple de 10°C que d'augmenter celle de la source chaude de 10°C.

=== Temps de réponse ===
Ce moteur n'a pas pour le moment remplacé ses concurents historique comme le Otto ou Diesel dans le domaine de l'application automobile en raison d'un temps de réponse trop long lié à l'inertie thermique de ses sources chaude et froide. Il a par contre un avenir automobile dans les motorisations hybrides.

== Principes de fonctionnement ==
=== Le moteur Stirling Type alpha ===
Le moteur alpha dissocie de façon nette la source chaude de la source froide. En effet, un cylindre réchauffe le gaz, un autre le refroidit La cinématique est telle qu'on fait passer le gaz d'un cylindre à l'autre. Voir ci-dessous l'étude succinte de ce type de moteur.

=== Le moteur Stirling Type beta ===
· Un Stirling bêta a un simple piston de puissance placé coaxialement avec un piston de « déplacement ». Le piston de déplacement sert uniquement à propulser le gaz de l'échangeur de température chaud, vers l'échangeur de température froid. Sur un cycle complet, ce piston ne consomme pas d'énergie. Ce moteur ne requiert pas de « joint » mobile dans la partie chaude du moteur, et peut atteindre des rendements élevés de compression, grâce aux pistons qui sont capables de se chevaucher pendant leur déplacement.

=== Le moteur Stirling Type gamma ===
Le moteur gamma est un peu le compromis entre le moteur type alpha et le moteur type bêta. Dans un cylindre le déplaceur joue son rôle, dans l'autre le piston moteur fait varier le volume global et récupère l'énergie. Ce type de moteur est fréquent pour mettre à profit de faibles écarts de température entre source froide et source chaude.

=== Le moteur à piston libre dit Martini ===

=== Le moteur à déplaceur libre ou Ringbom ===

=== Le moteur à piston et déplaceur libres ===

=== Le moteur à double effet ===

=== Le moteur Stirling Type Quasiturbine à 4 pôles ===
La Quasiturbine (Qurbine) est un moteur rotatif sans vilebrequin ayant un rotor articulé à 4 faces dont le centre est libre et accessible, tournant sans vibration ni temps mort, et produisant un fort couple moteur à faible RPM sous une variété de modes et de carburants.

* http://quasiturbine.promci.qc.ca/
* [[Quasiturbine]]

=== Le générateur thermodynamique ===

=== Le fluydine ===
* http://stirling.sites.solnet.ch/fluidyne.html
* http://www.maxpie.de/Fluidyne.htm
* http://www.stirlingsouth.com/Roy/others/hubert/hubert.htm
* http://www.bekkoame.ne.jp/~khirata/seesaw/indexe.htm

== Réalisations pratiques ==

==Utilisations==

== Voir aussi ==
* [[Biocarburant]]
* [[Énergies renouvelables]]
* [[Moteurs alternatifs]]
* [[Moteur Pantone]]
* [[Modes de déplacement alternatifs]]
* [[Quasiturbine]]
* [[Véhicules à carburants alternatifs]]
* [[Moteur Stirling:Bibliographie]]

== Bibliographie ==
* "Le manuel des moteurs Stirling", par Mr Daniel Lyonnet. http://www.moteur-stirling.com/brochure.htm
* [[Moteur Stirling:Bibliographie]]

== Webographie ==
=== En français ===
* http://www.moteurstirling.com/ Principe du moteur stirling
* http://www.moteur-stirling.com/ S'il n'y en avait q'un seul à lire.
* http://guillaume.douard.free.fr/ Regroupe les informations de nombreux sites
* http://www.unine.ch/phys/enseignement/TP/TPD/exp_tpd/Exp17_Moteur%20Stirlling.pdf
* http://quasiturbine.promci.qc.ca/FQTStirling.html
* http://leakystirling.free.fr

=== En anglais ===
* http://geocities.com/CapeCanaveral/Launchpad/5465/
* http://www.steamengine.com.au/stirling/models/buildme/index.html
* http://www.stirlingengine.com/
* [http://www.sunmachine.de/english/main.html Un moteur Stirling avec comme source l'énergie solaire]

[[Catégorie:Moteurs alternatifs]]

Pile à combustible

2006-07-04T20:52:14Z

Buckrodgers : Ajout de liens su Wikipedia

{{Ebauche}}
{{Se déplacer}}

Les piles à combustibles sont basées sur le principe de la conversion de l'hydrogène en électricité. C'est en quelque sorte une [[pile]] électrique dont le combustible est l'hydrogène et dont le résidu ([[déchet]]) est l'eau.

== Le principe ==
Une cellule élémentaire est constituée de 3 éléments :
* deux électrodes,
* un électrolyte.

Les deux électrodes sont séparées par l'électrolyte. A l'anode, on amène le combustible (le plus souvent de l'[[hydrogène]], parfois du méthanol). La cathode est alimentée en [http://fr.ekopedia.org/wp.php?redir=oxygène oxygène](ou plus simplement en [[air]], enrichi ou non en [http://fr.ekopedia.org/wp.php?redir=oxygène oxygène]).

http://www.oser.net/images/pac.jpg

''( Source : http://www.oser.net/pile_combustible.htm )''

== Avantages / Inconvénients ==
=== Avantages ===
* '''Un haut rendement énergétique :''' Il dépend du type de pile, mais varie entre 40 et 70%. En comparaison, un moteur thermique d'[[automobile]] a un rendement qui varie entre 25 % et 30%.
* '''Peu bruyante'''
* '''Compacité'''
* '''Émissions [[polluant]]es "quasiment" nulles'''
* '''Pas de vibration (pas de pièces tournantes)'''

=== Inconvénients ===
* '''Le coût :''' Les piles à combustibles utilisent des catalyseurs. Ce genre de catalyseurs (métaux précieux et/ou rares) ont deux défauts. Ils sont '''chers''' et présentent '''un risque d'empoisonnement''' (du catalyseur pas de l'utilisateur !) par des réactifs insuffisamment purs. C'est d'ailleurs pour permettre l'utilisation de pots catalytiques que l'on a fait des essences sans [[plomb]] (pas parce que le plomb pollue l'air mais parce qu'il pollue les catalyseurs !)
* '''[[Pollution]] :''' Une pile fonctionnant uniquement à l'hydrogène ne produit aucun polluant. Par contre les pile à combustibles utilisant de l'[[éthanol]], du méthanol ou du methane rejettent ces gaz "[[dioxyde de carbone|CO2]], [[méthane|CH4]], [[CO]], [[Hydrogene|H2]]" (en très faible quantité) qui sont soit des polluents toxiques le [[CO]] soit des gaz à fort effet de serre le [[méthane|CH4]]. Pour info, une voiture à essence rejette en plus du SO2. Cependant les pilles à combustibles ayant recour au reformage (craquage du carburant pour produire de l'Hydrogene) sont normalement munies d'un systeme de post combustion catalytique permetant d'eliminer les residus combustibles et de rejeter uniquement du [[dioxyde de carbone|CO2]] et de l'eau.
* '''Durée de vie :''' Aujourd'hui, elle n'est que de quelques milliers d'heures. Pour être intéressantes, les piles doivent atteindre une durée de vie de 20 000 à 40 000 heures (entre 2 et 5 ans).
* '''La disponibilité des combustibles de qualité adéquate :''' Qui dit nouveau carburant, dit nouveau réseau de distribution. Nous sommes actuellement équipés de pompes à essence. Si nous voulons mettre en service la distribution du méthanol, il suffira de supprimer une pompe de super 98+ et de la remplacer par une pompe méthanol. Il faut savoir également que la pile à hydrogène est fort exigeante quant à la qualité du combustible, trop d'impuretés rendraient le catalyseur inopérant.
* '''Quel carburant ?''' Même si à terme, c'est l'hydrogène qui s'imposera, la question est de savoir quand et sous quelle forme; et quel carburant servira d'intermédiaire dans les applications automobiles.
* '''Fabrication :''' les piles à combustibles sont un thème récurrent dont un des obstacles au développement est, outre les catalyseurs, toute l'infrastructure autour de la cellule d'électrolyse proprement dite. '''Ceci en interdit donc une réalisation domestique !'''
* '''Production d'hydrogène :''' Le problème réside (entre autres) dans la production d'hydrogène : si sa combustion est totalement non polluante, il n'en va pas de même pour sa production... Ainsi, par exemple dans le méthanol, il y a C et donc dioxyde à la sortie... A moins de le produire à partir d'eau par electrolyse (et de recuperer l'oxygene comme comburant) mais il faudrait alors de très grandes quantités d'électricité.

== Remarques à vérifier ==
C'est une fausse idée que de croire qu'obtenir le [[méthanol]] à partir de
la [[énergie de la biomasse|biomasse]] est peu coûteux.

Le plus simple (et quasi gratuit) sont les procédés industriels :
* l'oxydation du méthane en méthanol,
* la transformation du gaz industriel (CO + H2) en méthanol (CH3OH),

Par contre, l'obtention d'éthanol à partir de la biomasse est moins couteuse qu'à partir des sources fossiles. D'ailleurs les industriels abandonnent actuellement cette voie au profit de la biomasse. Cette tendance devrait se confirmer avec l'arrivée d'innovations telles que le fractionnement de la cellulose en sucres simples, qui permettra prochainement d'obtenir de l'éthanol à partir de bois ou de paille.

D'autre part, l'obtention de l'hydrogène et de l'[[alcool]] (méthanol ou éthanol) sont des processus polluants. Il convient donc pour juger de l'intérêt de chaque voie, de les étudier de façon impartiale et exhaustive. Une telle étude n'existe toujours pas à ma connaissance. L'une des difficultés tient aux énormes enjeux financiers. En effet il s'agit de savoir qui fournira l'energie des transports de demain. Chaque lobby (pétrole, nucléaire, biomasse etc..)cherche à se mettre en avant et à dénigrer les autres.

Pour générer de l'hydrogène il y a les réacteurs nucléaires de troisième génération qui sont en train de trouver des solutions envisageables industriellement par thermolyse.

L'aspect écologique de la pile à combustible se constate facilement dans son utilisation c'est un fait étbli. Mais sa fabrication, et son recyclage font appel aux industries les plus polluantes ce qui je pense en fait un produit extrêmement dangereux si son utilisation venait à se généraliser.

== Conclusion ==
Voici donc une technologie prometteuse. Mais aussi une technologie jeune. Qui n'est pas parfaite: "Comment génerer de l'hydrogène sans polluer?".
Donc en attendant qu'elle soit au point, il serait plus judicieux de se tourner vers d'autres [[énergie]]s telles que l'air, l'[[eau]], le [[soleil]]...

== Webographie ==
les Piles à combustibles sur Wikipedia http://fr.wikipedia.org/wiki/Pile_%C3%A0_combustible. Pour ceux que cela interesse des details sur les deux categories de piles à combustibles (en Anglais):
* Membrane à echange de protons (PEMFC) http://en.wikipedia.org/wiki/PEMFC
* Plie à oxides solides (SOFC) http://en.wikipedia.org/wiki/SOFC

== Bibliographie ==

[[Catégorie:Énergies renouvelables]]

Pile à combustible

2006-07-04T20:38:56Z

Buckrodgers : Precision sur les poluents

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Les piles à combustibles sont basées sur le principe de la conversion de l'hydrogène en électricité. C'est en quelque sorte une [[pile]] électrique dont le combustible est l'hydrogène et dont le résidu ([[déchet]]) est l'eau.

== Le principe ==
Une cellule élémentaire est constituée de 3 éléments :
* deux électrodes,
* un électrolyte.

Les deux électrodes sont séparées par l'électrolyte. A l'anode, on amène le combustible (le plus souvent de l'[[hydrogène]], parfois du méthanol). La cathode est alimentée en [http://fr.ekopedia.org/wp.php?redir=oxygène oxygène](ou plus simplement en [[air]], enrichi ou non en [http://fr.ekopedia.org/wp.php?redir=oxygène oxygène]).

http://www.oser.net/images/pac.jpg

''( Source : http://www.oser.net/pile_combustible.htm )''

== Avantages / Inconvénients ==
=== Avantages ===
* '''Un haut rendement énergétique :''' Il dépend du type de pile, mais varie entre 40 et 70%. En comparaison, un moteur thermique d'[[automobile]] a un rendement qui varie entre 25 % et 30%.
* '''Peu bruyante'''
* '''Compacité'''
* '''Émissions [[polluant]]es "quasiment" nulles'''
* '''Pas de vibration (pas de pièces tournantes)'''

=== Inconvénients ===
* '''Le coût :''' Les piles à combustibles utilisent des catalyseurs. Ce genre de catalyseurs (métaux précieux et/ou rares) ont deux défauts. Ils sont '''chers''' et présentent '''un risque d'empoisonnement''' (du catalyseur pas de l'utilisateur !) par des réactifs insuffisamment purs. C'est d'ailleurs pour permettre l'utilisation de pots catalytiques que l'on a fait des essences sans [[plomb]] (pas parce que le plomb pollue l'air mais parce qu'il pollue les catalyseurs !)
* '''[[Pollution]] :''' Une pile fonctionnant uniquement à l'hydrogène ne produit aucun polluant. Par contre les pile à combustibles utilisant de l'[[éthanol]], du méthanol ou du methane rejettent ces gaz "[[dioxyde de carbone|CO2]], [[méthane|CH4]], [[CO]], [[Hydrogene|H2]]" (en très faible quantité) qui sont soit des polluents toxiques le [[CO]] soit des gaz à fort effet de serre le [[méthane|CH4]]. Pour info, une voiture à essence rejette en plus du SO2. Cependant les pilles à combustibles ayant recour au reformage (craquage du carburant pour produire de l'Hydrogene) sont normalement munies d'un systeme de post combustion catalytique permetant d'eliminer les residus combustibles et de rejeter uniquement du [[dioxyde de carbone|CO2]] et de l'eau.
* '''Durée de vie :''' Aujourd'hui, elle n'est que de quelques milliers d'heures. Pour être intéressantes, les piles doivent atteindre une durée de vie de 20 000 à 40 000 heures (entre 2 et 5 ans).
* '''La disponibilité des combustibles de qualité adéquate :''' Qui dit nouveau carburant, dit nouveau réseau de distribution. Nous sommes actuellement équipés de pompes à essence. Si nous voulons mettre en service la distribution du méthanol, il suffira de supprimer une pompe de super 98+ et de la remplacer par une pompe méthanol. Il faut savoir également que la pile à hydrogène est fort exigeante quant à la qualité du combustible, trop d'impuretés rendraient le catalyseur inopérant.
* '''Quel carburant ?''' Même si à terme, c'est l'hydrogène qui s'imposera, la question est de savoir quand et sous quelle forme; et quel carburant servira d'intermédiaire dans les applications automobiles.
* '''Fabrication :''' les piles à combustibles sont un thème récurrent dont un des obstacles au développement est, outre les catalyseurs, toute l'infrastructure autour de la cellule d'électrolyse proprement dite. '''Ceci en interdit donc une réalisation domestique !'''
* '''Production d'hydrogène :''' Le problème réside (entre autres) dans la production d'hydrogène : si sa combustion est totalement non polluante, il n'en va pas de même pour sa production... Ainsi, par exemple dans le méthanol, il y a C et donc dioxyde à la sortie... A moins de le produire à partir d'eau par electrolyse (et de recuperer l'oxygene comme comburant) mais il faudrait alors de très grandes quantités d'électricité.

== Remarques à vérifier ==
C'est une fausse idée que de croire qu'obtenir le [[méthanol]] à partir de
la [[énergie de la biomasse|biomasse]] est peu coûteux.

Le plus simple (et quasi gratuit) sont les procédés industriels :
* l'oxydation du méthane en méthanol,
* la transformation du gaz industriel (CO + H2) en méthanol (CH3OH),

Par contre, l'obtention d'éthanol à partir de la biomasse est moins couteuse qu'à partir des sources fossiles. D'ailleurs les industriels abandonnent actuellement cette voie au profit de la biomasse. Cette tendance devrait se confirmer avec l'arrivée d'innovations telles que le fractionnement de la cellulose en sucres simples, qui permettra prochainement d'obtenir de l'éthanol à partir de bois ou de paille.

D'autre part, l'obtention de l'hydrogène et de l'[[alcool]] (méthanol ou éthanol) sont des processus polluants. Il convient donc pour juger de l'intérêt de chaque voie, de les étudier de façon impartiale et exhaustive. Une telle étude n'existe toujours pas à ma connaissance. L'une des difficultés tient aux énormes enjeux financiers. En effet il s'agit de savoir qui fournira l'energie des transports de demain. Chaque lobby (pétrole, nucléaire, biomasse etc..)cherche à se mettre en avant et à dénigrer les autres.

Pour générer de l'hydrogène il y a les réacteurs nucléaires de troisième génération qui sont en train de trouver des solutions envisageables industriellement par thermolyse.

L'aspect écologique de la pile à combustible se constate facilement dans son utilisation c'est un fait étbli. Mais sa fabrication, et son recyclage font appel aux industries les plus polluantes ce qui je pense en fait un produit extrêmement dangereux si son utilisation venait à se généraliser.

== Conclusion ==
Voici donc une technologie prometteuse. Mais aussi une technologie jeune. Qui n'est pas parfaite: "Comment génerer de l'hydrogène sans polluer?".
Donc en attendant qu'elle soit au point, il serait plus judicieux de se tourner vers d'autres [[énergie]]s telles que l'air, l'[[eau]], le [[soleil]]...

== Webographie ==

== Bibliographie ==

[[Catégorie:Énergies renouvelables]]