Conduite forcée fermée

Origine de l'idée

C'est au mois d'août de l'été 2006 que me vint cette idée. Avant cette date, je croyais, comme beaucoup, que l'énergie hydraulique ne dépendait que de la dimension des barrages. Je n'avais pas saisi l'importance de leurs conduites forcées ; et que leur dénivelé, appelé hauteur de chute, devait être le plus grand possible. Il multiplie la puissance de l'eau, comme nous le montre clairement la formule des centrales hydrauliques.

 « P = 9,81 x Q x H »

Nous voyons que la hauteur de chute (H) a autant d'importance que le débit (Q).

Concrètement, cela signifie que pour un même débit d'un mètre cube par seconde, on passe d'une puissance d'environ dix kilowatts pour une chute d'un mètre, à une puissance de dix Mégawatts, mille fois plus, si le dénivelé est de mille mètres. Pour un même débit ! Pour la même masse de liquide et de vapeur qui s'évapore et se condense.

C'est pour cela que les plus puissantes centrales hydroélectriques du monde sont celles qui possèdent les plus grands dénivelés. Comme la centrale  électrique du Bieudron, en Suisse, qui est située 1883 mètres plus bas que sa réserve d'eau, le barrage de la Grande Dixence. C'est grâce à un dénivelé qui fait presque deux kilomètres, qu'elle peut passer de 0 à 1200 Mégawatts en moins de 3 minutes, parce que la pression de l'eau augmente d'un bar (d'un kilogramme par cm²) tous les dix mètres. 

D'où vient l'énergie de l'eau ?

L'énergie de l'eau est-elle un sous produit de l'énergie solaire, comme beaucoup l'affirment ? 

L'ascension de la vapeur d'eau est-elle due à une consommation d'énergie solaire ? 

C'est ce que l'on croit, à première vue,  en pensant à la chaleur utilisée par les molécules d'eau pour devenir gazeuses. Mais n'oublions pas que cette énergie est rendue à l'atmosphère quand elles se condensent pour reformer de l'eau. Et en réfléchissant à l'énergie qui permet aux molécules de s'élever, on découvre qu'il n'y a pas que l'air chaud  (plus léger que l'air froid) qui entre en ligne de compte, car il y a aussi le poids des molécules d'eau. Elles ont une masse molaire de 18g, alors que celle de l'air est d'environ 30g. Elles s'élèvent donc principalement grâce au principe d'Archimède.

Dans la nature, l'énergie de l'eau vient donc d'un mouvement naturel et perpétuel. D'où mon idée de l'améliorer grâce à un compresseur, et grâce à des sources froides et chaudes judicieusement placés.

Les arguments du dispositif

Pour que l'énergie d'une molécule qui s'évapore ne soit pas consommée par des chocs avec les molécules gazeuses statiques, elle doit se produire dans un espace quasiment vide. C'est pour cela que j'ai placé un compresseur au sommet de la colonne montante de ma conduite forcée fermée. 

On observe que l'énergie qu'il consomme doit être réduite en raison de la condensation du liquide qui se produit dans le condensateur (4), qui vient après. Et nous comprenons aussi que la pression qu'il doit exercer sur la colonne liquide, doit faire augmenter la pression du liquide qui sort de la conduite forcée (6). Elle devrait donc faire augmenter la production d'énergie du dispositif.

De plus, lorsque les molécules s'évaporent, dans l'évaporateur (7), elles doivent chercher à remplir l'espace au dessus d'elles, sans se demander s'il est très petit ou très grand, si le récipient qu'il représente est de un ou mille mètre cube. Et s'il en fait mille, elles peuvent s'élever de mille mètres sans consommer d'énergie, parce qu'elles se poussent mutuellement, et parce qu'elles sont attirées par le compresseur. 

On calcul que l'énergie que ce dispositif nous fournirait  est proportionnelle à l'importance du dénivelé, à la masse volumique du liquide utilisé, à la chaleur nécessaire pour le faire évaporer et au froid disponible pour le condenser. 

Il faudrait donc utiliser un autre fluide que l'eau, puisqu'il y en a qui s'évaporent à basse température et qui se condensent aussi plus facilement. J'ai pensé au butane, puisque son point d’ébullition est à 0°C, et qu'il se liquéfie avec une pression d'1,5 bar à 15°C. Mais il y a probablement mieux.

Et pour bénéficier de dénivelés importants et de milieux propices à la condensation, j'ai pensé  au sommet des montagnes et aux océans dont les eaux froides et constamment brassées faciliteraient la condensation du fluide utilisé.

Par rapport aux coûts de construction et d'entretien des barrages actuels, ces conduites forcées pourraient être plus avantageuses. Elles produiraient de l'énergie sans combustible, et l'évaporation de leur fluide pourrait venir d'un chauffage par le biais d'éoliennes. Elles ne détruiraient pas autant les paysages que les barrages hydroélectriques.

Reste la plus importante question : Seraient-elles rentables ?
A mon avis, il y a tellement de paramètres qui entrent en ligne de compte, qu'il n'y a que l'expérimentation qui nous permettra d'y répondre.