Récupérer la chaleur perdue des gaz d’échappement

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Récupérer la chaleur perdue des gaz d’échappement

BMW et un institut allemand veulent exploiter la chaleur émise par les voitures.
Convertir la chaleur d’échappement
des voitures en énergie.C’est
l’idée des chercheurs allemands de
l’Institut Fraunhofer de techniques
de mesures physiques (IPM) et de
ceux de BMW. Le constat de départ
est en effet édifiant : les deux
tiersducarburant achetéàprixd’or
à la pompe seraient perdus sous
forme de chaleur lors du fonctionnement
de l’automobile. Environ
30% de l’essence est « gaspillée »
dans le groupemoteur,etde 30%à
35% dans les gaz d’échappement.
Les scientifiques de l’IPM ont
mis au point un procédé grâce auquel
ilestpossibledetransformerla
chaleur en énergie électrique en se
servant du gradient de température
:plusladifférencedetempérature
est grande, plus ces générateurs
produisent de l’électricité.
«Dans la tuyère d’échappement, les
températures atteignent 700 °C et
plus », explique Harald Böttner, le
directeurdu département systèmes
thermoélectriques de l’institut.
Entre la tuyère et le circuit du
liquide de refroidissement, le gradient
de température peut par
exemple atteindre plusieurs centaines
de degrés. « Le transformateur
thermoélectrique exploite ce
grand écart », résume le docteur
Böttner. Entraînés par le flux de
chaleur créé entre les gaz d’échappement
chauds et le circuit de refroidissement,
les porteurs de
charge traversent plusieurs semiconducteurs
spéciaux, générant un
courant électrique. Aterme, ce générateur
pourrait rendre superflu
le rôle de l’alternateur et alimenter
directement les récepteurs électriques,
dont le nombre croît
constamment dans les voitures.
Cette technique est susceptible de
réduire la consommation de carburant
de 5% à 7 %.
BMW choisit la vapeur
BMW a opté pour une autre méthode,
qui nous ramène au « bon
vieux temps» de la vapeur. Le
conceptduTurbosteamer− c’est le
nom du projet − est assez simple :
un fluide est chauffé pour former
de la vapeur au sein de deux circuits,
et cette vapeur est utilisée
pour actionner le moteur. Le premier
fournisseur d’énergie est un
circuit à haute température faisant
appel aux gaz d’échappement très
chauds du moteur à combustion
interne via des échangeursde chaleur.
Plus de 80% de l’énergie
calorifique contenue dans les gaz
d’échappement est ainsi récupérée.
La vapeur est alors directement
acheminée vers une unité
d’expansion reliée au vilebrequin
dumoteur. Lamajeure partie de la
chaleur résiduelle est absorbée par
le circuit de refroidissement, qui
n’est autre que le second fournisseur
d’énergie du Turbosteamer.
Enmariant un dispositif de pilotage
assisté à unmoteur 4 cylindres
BMW de 1,8 litre sur un banc
d’essai, les ingénieurs ont pu réduire
la consommation de 15%.
Ce système en est à sa phase de
tests approfondis sur banc d’essai.
Sa production en série pourrait
être lancée d’ici à dix ans.
FRÉDÉRIC THERIN
(À MUNICH)