Moteur à eau

 

Moteur à eau

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Cet article traite du moteur à eau, terme qui renvoie à différents types de moteur, qu'ils soient fantaisistes ou fonctionnels.

Sommaire

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Terme générique [modifier]

Le terme générique moteur à eau recouvre:

  • au sens propre : une vue de l'esprit, l'eau (H2O) n'étant pas un carburant.
  • des systèmes dans lesquels l'eau est décomposée par une autre source d'énergie, que ce soit interne au moteur, ou externe. Il s'agit alors fondamentalement d'une chaîne production d'hydrogène + moteur à hydrogène, et non du moteur lui-même.
  • le moteur à hydrogène lui même, par abus de langage: l'hydrogène est issu de l'électrolyse de l'eau.
  • des moteurs dans lesquels l'eau est un "auxillaire récupérateur d'énergie", ex: moteur Pantone
  • des systèmes dans lesquels l'eau est un élément mécanique, comme une turbine, à l'instar de l'air comprimé.
  • des systèmes utilisant l'énergie fournie par l'évaporation de l'eau en atmosphère sèche.

Il ne s'agit pas de moteur à hydrogène ni de pile à combustible à hydrogène. L'utilisation de l'eau comme agent propulsif, avec de l'air comprimé comme source d'énergie est plutôt à considérer dans l'article Fusée à eau.

Il faut donc faire attention à ne pas faire d'amalgame entre ces divers types de moteur, qui sont de réalité et de viabilité très différentes. Il convient de noter qu'il s'agit d'un sujet extrêmement polémique (voire explosif?) comme relaté dans les paragraphes suivants.

Principe du moteur à eau pure, par voie physique [modifier]

Lorsque l'air est sec, l'eau s'y évapore spontanément, en refroidissant un peu son environnement immédiat.

Ce refroidissement est mesuré par des tables psychrométriques, et peut atteindre quelques degrés Celsius. C'est suffisant pour faire tourner un petit moteur à air chaud, mais sans offrir beaucoup de puissance, ou de fiabilité (l'air reste rarement sec : l'hiver, la nuit l'évaporation est négligeable). Les jouets de type oiseau buveur fonctionnent sur ce principe. Un autre type de moteur s'appuie sur ce principe : la tour énergétique.

Développement [modifier]

La plus fréquente des théories concerne l'utilisation d'un moteur à explosion essence classique, légèrement modifié pour éviter l'oxydation due à l'eau et aux vapeurs de celle-ci. Le principe est d'électrolyser l'eau afin d'en séparer les atomes d'hydrogène et d'oxygène :

2H2O ---> 2H2 + O2

et d'utiliser l'hydrogène comme élément combustible. Le dihydrogène, combiné au dioxygène, provoque une puissante explosion au contact d'une étincelle. C'est le même principe qu'avec l'essence : un gaz combustible (l'essence est vaporisée avant d'entrer dans la chambre de combustion. C'est ce mélange gazeux essence/air qui explose au sein du moteur), enflammé à l'aide d'une étincelle provoquée par une bougie, qui en « explosant » repousse le piston… (cycle de Beau de Rochas).

L'énergie produite par ce type de moteur (sous forme d'énergie cinétique du piston) est cependant inférieure à l'énergie électrique nécessaire à l'électrolyse. Ce qui est scientifiquement incontestable puisqu'une grande partie de l'énergie part sous forme de chaleur (le rendement d'un moteur à explosion, de manière générale, est assez faible).

Cependant, selon les partisans du moteur à eau, en réalisant une électrolyse pulsée à une certaine fréquence on aurait un meilleur rendement (principe de résonance). Et, dans ce cas, l'électrolyse serait rentable. Ce qui est faux, puisque la résonance ne produit pas d'énergie, mais permet de la fournir seulement au bon moment.

Le problème de cette théorie est qu'elle contrevient aux lois de la physique et, en premier lieu, à la loi de conservation de l'énergie. Aucun processus physique ne peut dégager plus d'énergie qu'il n'en consomme ; résonance ou pas. Deux molécules de dihydrogène et une molécule de dioxygène « contiennent » plus d'énergie (sous forme de liaison moléculaire) que deux molécules d'eau. C'est d'ailleurs la raison pour laquelle la réaction entre hydrogène et oxygène produit une explosion et dégage de l'énergie : cette explosion correspond à la dispersion de l'énergie « en trop » !

Donc, pour séparer l'eau en hydrogène et en oxygène, il faudra fournir au moins la même quantité d'énergie que celle récupérée ensuite par la réaction inverse. Même si toute l'énergie dégagée par la combustion de l'hydrogène était réutilisée pour l'électrolyse, il ne resterait plus d'énergie pour faire avancer le véhicule ! Ajoutons qu'un moteur cyclique (comme un moteur de voiture) doit nécessairement dissiper une certaine quantité d'énergie en chaleur, c'est-à-dire des pertes qui ne peuvent plus être réutilisées ; d'après le principe de Carnot, base de la deuxième loi de la thermodynamique.

Ce principe de séparation de l'hydrogène et l'oxygène, puis de recombinaison est cependant intéressant pour une autre raison. La combustion de l'hydrogène est beaucoup moins polluante. Elle ne produit que de l'eau. C'est l'argument principal du moteur à hydrogène ou de la pile à combustible à hydrogène. (Le véhicule ne rejette que de l'eau où il passe; seule la fabrication du véhicule et du carburant, a des effets centralisés sur l'environnement. Reste aussi à mesurer –on omet d'y penser– les effets de cet ajout local de vapeur d'eau sur le climat et, par exemple l'été, sur les problèmes respiratoires.)

Encore une fois, il importe de préciser que le processus complet (incluant la production d'hydrogène), comme tout processus physique, implique nécessairement une perte nette d'énergie utilisable. Alternativement, on peut utiliser dans la pile un autre composé hautement énergétique (par exemple du méthanol) dont l'hydrogène est extrait chimiquement. Dans ce cas le moteur consomme un combustible pour fournir de l'énergie, comme un moteur essence classique. Mais l'hydrogène sert d'intermédiaire, ce qui le rend potentiellement moins polluant qu'un moteur à essence (bien que dans ce cas la réaction finale produise du CO2 en sus de l'eau).

Pile à combustible [modifier]

Toutefois, la création d'énergie à partir de la recombinaison de dioxygène et de dihydrogène est déjà utilisée, mais de manière contrôlée et non pas de manière explosive : dans les piles à combustible. Cette recombinaison contrôlée génère de l'électricité qui peut être utilisée par exemple pour faire fonctionner un moteur électrique. Il s'agit d'une sorte de batterie, en fait.

On a là aussi un véhicule produisant exclusivement de l'eau.

L'argument de la perte de rendement et du report de la pollution s'applique ici aussi : n'aurait-il pas mieux valu utiliser directement l'électricité nécessaire pour faire tourner le moteur ? Certes, mais c'est le problème général du stockage de l'électricité : les moyens de production en masse d'électricité ne sont pas aisément embarquables dans une voiture. Et la voiture, au final, pollue par la pollution de la centrale électrique.

L'eau comme additif dans le carburant [modifier]

(Voir l'article dédié : Injection d'eau dans les moteurs)

Certaines personnes ont proposé de mettre de l'eau dans le carburant, et ce en affichant des résultats et des améliorations plus ou moins validés scientifiquement.

Le but est de mieux brûler un mélange plus pauvre en carburant, de manière plus complète, avec donc un meilleur rendement énergétique et chimique. Le carburant brûle mieux, et donc produit moins de polluants, en diminuant la consommation de carburant. L'investissement énergétique semblerait rentabilisé par l'augmentation du rendement (bien qu'aucune source scientifiquement valide ne puisse le confirmer). L'eau ne serait donc pas le carburant, mais agirait comme un « dynamiseur » qui permettrait de mieux brûler le carburant, à l'instar des vapocraqueurs.

La plupart de ces dispositifs peuvent être installés sans grosses modifications sur des moteurs ancienne génération (2 temps, essence à carburation simple ou Diesel à injection indirecte). Un réglage semble suffire, avec l'ajout d'un accessoire externe.

Concrètement, on peut ajouter cette eau de plusieurs manières :

  • Intégration d'une machine à vapeur dans le moteur, les cylindres de combustion étant souvent à la fois la chaudière et les chambres de détente.
  • Emulsion d'eau et de carburant. Le carburant pétrolier étant gras, il faut ajouter un émulsifiant, qui est vendu et licencié très cher. Termes commerciaux de tels carburants émulsés : Aquazole. L'intérêt de cette émulsion étant essentiellement une reduction de la production de particules et d'oxydes d'azote. La colonisation des réservoirs par des bactéries (eau + source carbonée) et les faibles résultats affichés en dépollution par cette émulsion la font progressivement disparaître.
  • Injection de vapeur d'eau dans les cylindres. La vapeur d'eau est injectée en général avec l'air de combustion, pour des raisons de facilité.

Le procédé du controversé moteur Pantone fonctionnerait un peu ainsi.

Dans les deux derniers cas cités (injection de vapeur, ou bien de dihydrogène et de dioxygène), l'énergie de vaporisation ou d'électrolyse est évidemment prise sur le moteur, soit directement sous forme thermique, soit indirectement sous forme électrique, via la batterie. Les ordres de grandeur des puissances récupérables à la source (la puissance crête d'un alternateur est de l'ordre de 500 watts, ce qui est ridicule comparé aux 70 kW moyens d'un moteur à combustion interne) ainsi que les bilans énergétiques globaux particulièrement peu documentés de ces modification laissent penser que ces « améliorations » restent largement sujet à controverse (jamais d'essai normalisés sur banc moteur homologué par exemple). En effet il y a inadéquation totale entre la quantité d'énergie chimique injectée et les effets « mesurés ».

Il faut noter que la vaporisation et l'électrolyse de l'eau sont extrêmement gourmandes en énergie (c'est d'ailleurs l'effet de refroidissement induit qui est utilisé pour maîtriser les fumées d'incendies) — si la vapeur d'eau a une grande énergie cinétique, c'est qu'on la lui a transmise.

Scientifiquement et concernant l'électrolyse, le procédé consiste à récupèrer à la combustion l'énergie injectée pendant l'électrolyse moins le rendement de celle-ci et moins le rendement de l'alternateur. Comme l'énergie de la batterie n'est pas gratuite mais produite par un alternateur lui-même relié au moteur et consommant de l'énergie, le serpent se mord la queue… On comprend donc rapidement que cette « invention » est une supercherie. Elle est basée sur la très fréquente ignorance du fait que l'électricité d'une voiture n'est pas gratuite mais bien issue de la conversion coûteuse de l'énergie chimique de combustion en énergie mécanique puis en énergie électrique. La batterie jouant le rôle de tampon cette production d'énergie n'est pas ressentie mais bel et bien présente…

Concernant l'injection de vapeur d'eau à l'admission, aucune étude irréprochable n'a été réalisée à ce jour. Il est donc seulement possible de se fier aux propos de l'inventeur du moteur pantone et aux diverses expérimentations menées hors cadre scientifique.

Il existe d'autres améliorations du moteur à explosion possibles, celles-ci beaucoup plus cadrées et validées scientifiquement.

Autres évocations [modifier]

Comme mythe urbain [modifier]

Ce sujet est polémique, car l'imaginaire associé est très fort: il est évident que l'enjeu financier que représenterait un moteur à eau pure est plus que considèrable. De fait, des partisans de la théorie du complot estiment qu'un tel moteur pourrait exister, mais l'existence serait étouffée par le lobby pétrolier. Leurs opposants rétorquent que la proposition d'un tel engin relève de la pseudo-science, et qu'aucun lobby ne pourrait détruire une invention porteuse d'un tel progrès, et d'ailleurs chercherait plutôt à se l'approprier.

Par conséquent, les discussions sur le moteur à eau ont une tendance constante à attirer les trolls.

Escroqueries [modifier]

Un « inventeur » demande des fonds pour réaliser un prototype ou pour lancer une production en série. Cette « invention » est souvent assortie de constats d'huissiers et de brevets, qui même légalement valables, ne présument en rien d'une éventuelle supercherie. En effet, le dépôt d'un brevet dans certains pays ne demande absolument pas que le projet soit réalisable et valide scientifiquement (c'est un travail de juriste et non de rapporteur de thèse), et un huissier peut toujours être dupé par une instrumentation volontairement déréglée.

Anecdote [modifier]

Le moteur à eau est évoqué dans le monde de Disney : Le principe de la voiture à eau a permis à Mickey et à Dingo de gagner le prix de Mickeyville, malgré les tentatives de sabotage de Pat Hibulaire et Lafouine.

Moteur à eau et moteur à hydrogène [modifier]

Le moteur à eau est parfois employé comme appellation abusive du moteur à hydrogène. Cela est dû au fait que la vapeur d'eau est l'unique produit de l'activité de ce moteur.

Voir aussi [modifier]

Articles connexes [modifier]

Liens externes [modifier]



11/11/2007
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