Maîtriser la puissance des cyclones

L’envolée des prix des ressources fossiles naturelles (gaz, pétrole) a relancé l’intérêt de projets relégués aux oubliettes en des temps où l’or noir coulait à flot. A la grande question qui est de savoir si les énergies renouvelables seront oui ou non, en mesure de remplacer le charbon, le pétrole, l’énergie nucléaire, la réponse est NON ! C’est ainsi que le principe relativement simple de la tour solaire, avec une déclinaison récente un peu plus sophistiquée “le vortex” revient sur les devants de la scène.

 

Le principe de la tour solaire

Il s’agit en fait d’une vaste serre construite de manière à canaliser l’air chauffé par le soleil vers une cheminée géante qui actionne des turbines situées en son extrémité produisant de l’électricité. Ce principe a été mis au point par un ingénieur allemand Jörg Schlaich. Au contraire des autres techniques utilisant l’énergie solaire, la centrale solaire produit de l’électricité de jour comme de nuit. C’est le sol qui, truffé de conduites d’eau, emmagasine la chaleur la journée pour la restituer la nuit. Le fonctionnement est assuré 24H/24. Les avantages principaux de cette technologie sont le peu d’entretien nécessaire, une mécanique simple et bien sûr la gratuité des rayons de soleil. Cette innovation a été testée à grande échelle pour la première fois dans les années 1980 en Espagne à Manzanares. La cheminée mesurait 194 mètres pour une puissance de 50 kW. L’installation a fonctionné de 1981 à 1989. Elle fut arrêtée en raison d’un coût du kWh cinq fois plus élevé qu’une centrale thermique classique.

Domestiquer les cyclones

Deux scientifiques de façon indépendante ont eu l’idée en partant du principe de la tour de provoquer non pas un simple flux d’air ascendant mais un tourbillon ascendant qui une fois lancé provoquerait, un mini cyclone dont la puissance servirait à fabriquer de l’énergie. Il s’agit tout d’abord du professeur français Edgard Nazare, ingénieur aéronautique, spécialisé en mécanique des fluides co-fondateurs du Bureau de Recherche Aéronautique d’Alger, devenu, après la deuxième guerre mondiale l’ONE-RA. Ayant longuement travaillé au Sahara, il eut la possibilité d’observer de nombreux tourbillons de sable. Ce sont ces observations mesurées scientifiquement, qui sont à l’origine du projet de construction d’une centrale aérothermique. Il s’agit ensuite de l’ingénieur canadien Louis Marc Michaud qui publia ses premiers travaux dans le bulletin de la Société Américaine de Météorologie en 1975. A l’époque, son projet était appelé : VORTEX POWER STATION. Les deux systèmes diffèrent simplement par la nature de l’amorçage du phénomène tourbil- lonnaire. Nazare s’appuyant sur le simple effet de cheminée (tirage naturel), alors que Michaud propose l’utilisation de brûleurs. Ce type de centrale a un diamètre de base de 300 m, un diamètre au col du venturi de 30 m pour 100 à 300 m de hauteur. Ce qui est intéressant, c’est que le phénomène tourbillonnaire une fois lancé peut atteindre jusqu’à 20 000 m pour une différence de température (delta t) de 30 à 50°C entre les couches hautes et basses de l’atmosphère. La puissance électrique fournie pourrait varier de 200 à 600 MW (mégawatts).

 


Les essais français

Il s’agit du programme développé par la société Française SUMATEL. Après les essais très prometteurs qui débutèrent en Savoie en 1997 sur une maquette de 6 mètres de hauteur une nouvelle série d’essais sur une tour de 150 m, est prévue dans le désert Espagnol de Tabernas, dans le cadre du 7ème Plan Européen de Recherche Développement (2007-2013).
Ces nouveaux essais permettront en particulier d’affiner les prévisions des ingénieurs. En effet, selon les dernières études de SUMATEL, la puissance électrique d’une tour à vortex de 300 m de hauteur ne serait que de 180 à 310 MW alors que, dans les mêmes conditions (delta t compris entre 30 et 50°C) le professeur Nazare prévoyait une puissance de 200 à 600 MW. Mais, même dans l’hypothèse basse, le projet paraît intéressant, aussi bien sur le plan économique, possibilité de fabriquer de l’hydrogène à bas prix dans tous les pays tropicaux, que sur le plan écologique, énergie particulièrement propre et possibilité de provoquer la pluie dans les zones arides. On peut également penser que, comme les cyclones tropicaux, mais à plus petite échelle, la multiplication dans le monde de ce type de centrales et le remplacement progressif des centrales polluantes auraient un effet régulateur du climat dû au brassage de l’air et permettraient de lutter contre le réchauffement climatique de la planète. De nombreuses autres applications de ce nouveau concept sont probables : dépollution atmosphérique des mégapoles, lutte contre le brouillard sur les aérodromes, dessalement de l’eau de mer, production d’eau douce, etc. La tour à vortex atmosphérique pourrait en outre devenir un bel outil de développement pour les pays du Sud.

Alternative au nucléaire ?

Pour résumer, on peut dire que la hauteur de la cheminée virtuelle (tourbillon atmosphérique pouvant atteindre l’altitude de 20.000 m), est sans commune mesure avec la possibilité de construction humaine. Or, plus la hauteur de la “cheminée” est élevée, plus le “tirage” (donc le rendement) est important. Pour atteindre une puissance du flux d’air de 200 MW, il faudrait disposer d’une cheminée solaire traditionnelle de 1 000 m de hauteur, alors que la même puissance serait obtenue par une tour à vortex de 300 m seulement. La puissance des centrales nucléaires variant de 900 à 1450 MW (Golfech = 2 tranches de 1 300 MW), ce nouveau dispositif pourrait être considéré comme l’équivalent, d’une mini centrale nucléaire surtout dans les zones tropicales où les deltas de température sont supérieurs à 50°C.

Avis d’écologiste

L’humanité est en train de réaliser que même si l’on fait des économies, si l’on développe les ENR, le besoin exponentiel d’énergie tiré par les pays émergeants nécessitera d’autres ressources. Nous sentons bien que le monde entier commence à être inquiet pour son futur énergétique. Solaire, énergies marines, géothermie, hydrogène, fusion nucléaire, les idées, les projets foisonnent. L’heure a sonné de faire les meilleurs choix pour les siècles à venir. Dans ce contexte, on comprend mal pourquoi, plus de 40 ans après la publication des premiers brevets sur les “Vortex” aucune étude n’a encore abouti. En privilégiant le pétrole puis le nucléaire, n’aurions-nous pas joué les mauvaises cartes ?



UN COMMENTAIRE SUR Maîtriser la puissance des cyclones

  1. Garfy dit :

    dommage qu’il ne soit plus de ce monde – son invention pour les moteurs diesel serait très utile , en attendant mieux …… et je crois qu”il cherchait mieux encore ……….

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