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Utilisation de la chaleur solaire pour l’élévation des eaux

Ch. Tellier, La Nature N° 640 — 5 septembre 1885

Mis en ligne par Denis Blaizot le mardi 11 octobre 2011

La présente notice est relative à l’application combinée de deux forces naturelles gratuites à l’élévation des eaux :

1° La chaleur atmosphérique.

2° Le froid, relatif, possédé par l’eau puisée.

Le dessin ci-dessous montre les dispositions générales de l’appareil réalisant ces principes. Cet appareil est établi à Auteuil, où il fonctionne, quoique notre climat soit peu favorable à ce genre d’application.

F est un poulailler, surmonté d’un toit E exposé au midi.

Le toit E est formé par dix plaques métalliques qui se voient sous les chiffres 1, 2, 5, 4,5, 6,7, 8,9, 10.

Ces plaques sont formées par l’assemblage de deux feuilles de tôle rivées sur toute leur périphérie, et maintenues écartées de quelques millimètres par des entretoises. Chaque plaque constitue ainsi un récipient étanche dans lequel on peut enfermer un liquide volatil.

Ce liquide peut être de diverses natures. Je préfère employer l’ammoniaque en solution, attendu qu’on peut graduer comme on le veut la richesse de cette solution, et, par conséquent, l’énergie de sa tension.

Sous l’influence de la chaleur atmosphérique, ladite solution émet des vapeurs. Ces vapeurs s’échappent par chacun des tubes, qui surmonte chaque plaque. Tous se réunissent en un collecteur qui aboutit au récipient N. Comme du liquide pourrait être entraîné par les gaz, un tube Q ramène à la base des plaques le liquide qui aurait été ainsi apporté en N.

Par un autre tube, les vapeurs s’échappent du récipient N. Ces vapeurs ont une pression de 1, 2 ou 3 atmosphères suivant le travail qu’on veut produire. Elles sont conduites, à l’aide d’un tuyau, dans une sphère creuse, qui est placée dans le puits, d’où doit sortir l’eau. Cette sphère contient un diaphragme en caoutchouc, lequel peut s’appliquer tantôt sur un hémisphère intérieur de la sphère et tantôt sur l’autre.

Admettons, pour l’instant, que la sphère soit pleine d’eau, le diaphragme en caoutchouc, signalé, sera par suite appuyé sur l’hémisphère supérieur. Si, à cet instant, la pression du gaz ammoniac arrive sur le diaphragme, elle va le presser, le repousser de manière à venir l’appliquer sur l’hémisphère inférieur. Mais, pour ce faire, le diaphragme va être obligé de chasser l’eau qui remplit la sphère.

C est ce qui a lieu effectivement, aussi voit-on au-dessus de la bâche ,R et près de la lettre G l’eau jaillir en jet.

Mais quand la sphère va être vide d’eau, il va falloir, pour que l’opération se renouvelle, faire disparaitre le gaz ammoniac amené.

Ceci a lieu à l’aide de l’artifice suivant. Au centre du diaphragme, qui agit dans la sphère, est inséré un flotteur, portant une tige, actionnant un tiroir. Une des ouvertures de ce tiroir coïncide avec l’introduction du gaz, l’autre avec son échappement.

Quand le diaphragme est appliqué sur l’hémisphère supérieur, l’introduction est ouverte, par conséquent l’eau est chassée ; quand, au contraire, il arrive vers l’hémisphère inférieur, l’introduction se ferme, l’échappement s’ouvre, la sphère se remplit à nouveau d’eau, et ainsi de suite.

Si le gaz ammoniac ne coûtait rien, l’opération serait là terminée, mais il est coûteux, il faut donc faire servir ce corps indéfiniment. C’est ici que l’action refroidissante de l’eau va nous servir. Pour l’utiliser, nous la faisons passer dans un serpentin, renfermé dans un vase étanche, contenant une partie de la solution ammoniacale employée. Sous l’influence de la froide température de l’eau, passant dans le serpentin, la solution se refroidit, elle redevient ainsi avide d’ammoniaque. Dès lors, aussitôt que l’échappement s’ouvre, le gaz ammoniac conduit en elle par un tube plongeur est absorbé, dès lors encore la pression qui s’exerçait dans la sphère est annihilée, l’eau a donc pu rentrer dans la sphère.

Une dernière précaution est prise, c’est de jonctionner au flotteur une petite pompe qui permette de restituer dans le toit E la solution ammoniacale. Celle-ci, en effet, s’enrichirait indéfiniment et ne serait plus absorbante, si elle n’était renouvelée ; à cet effet, l’écoulement vers l’absorbeur est réglé par un flotteur placé dans le vase séparateur N.

La pompe indiquée peut être remplacée, si l’on veut simplifier l’appareil, par une opération faite manuellement à la fin du jour et qui dure à peine quelques minutes.

L’appareil, tel qu’il est monté à Auteuil, calculé pour donner seulement 500 litres, en élève 1200 à l’heure. Dans les pays chauds, le même dispositif élèverait 5000 litres puisés à une profondeur de 20 mètres.

Ce rendement de l’appareil est basé sur les considérations suivantes :

Une feuille métallique laisse passer 11 calories par heure et par mètre carré, pour une différence de 1 degré. Chaque feuille employée ayant 4 mètres carrés de développement, absorbe par heure 44 calories. Si nous utilisons seulement 6 degrés d’écart, c’est 264 calories prises par heure à l’atmosphère, qui sont ainsi employées, et c’est alors que, combinant cette quantité de chaleur avec l’action frigorifique de l’eau, il devient facile, par les différences de tension produites, d’obtenir une force gratuite employable à l’élévation des eaux.

Cet appareil diffère des nombreux spécimens qui, à diverses époques, ont tenté d ’utiliser la chaleur solaire à l’aide du miroir d’Archimède. Ici l’action du soleil n’arrive plus que secondairement, il n’y a pas à la concentrer par des miroirs métalliques ou autres, c’est la chaleur atmosphérique qui est la base de l’opération et, pour la mettre à profit, tous les toits exposés au midi peuvent être employés. La puissance motrice, sans perte de terrain, peut donc être obtenue dans tous les pays chauds.

Il devient facile de comprendre que, pour ces pays, il y a là un puissant moyen d’action. Ce moyen pourra être d’autant plus économique dans l’avenir, qu’en construisant les maisons on pourra établir les toits en conséquence. Cette condition n’est toutefois pas nécessaire, car, dès à présent et sur tous les toits existants, on peut établir à volonté les feuilles génératrices de force dont nous venons de signaler la présence dans la figure ci-contre, et si l’on réfléchit qu’avec dix feuilles seulement on peut tirer d’une profondeur de 20 mètres 5000 litres d’eau à l’heure, on voit de suite à quelle puissance élévatoire on peut arriver en multipliant les feuilles.

CH. Tellier