Moteurs Thermiques
Combustion → Énergie mécanique
Moteur à essence : cycle Otto
Moteur diesel : cycle Diesel
Rendement : 25-35%
4 temps : admission, compression, explosion, échappement
Exemples de Combustion
Essence (octane) :
2C₈H₁₈ + 25O₂ → 16CO₂ + 18H₂O
Énergie libérée : 5470 kJ/mol
Énergie libérée : 5470 kJ/mol
Diesel (C₁₂H₂₆) :
C₁₂H₂₆ + 18.5O₂ → 12CO₂ + 13H₂O
Pouvoir calorifique : 45 MJ/kg
Pouvoir calorifique : 45 MJ/kg
Production d'Énergie
Centrales thermiques : charbon, gaz, pétrole
Production électrique : vapeur → turbine → alternateur
Rendement : 35-45%
Températures élevées : >800°C
Calculs Énergétiques
Charbon (carbone pur) :
C + O₂ → CO₂
ΔcH° = -393.5 kJ/mol
1 kg → 32.8 MJ
ΔcH° = -393.5 kJ/mol
1 kg → 32.8 MJ
Gaz naturel (méthane) :
CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O
ΔcH° = -890 kJ/mol
1 kg → 55.6 MJ
ΔcH° = -890 kJ/mol
1 kg → 55.6 MJ
Chauffage et Domestique
Chauffage urbain
Chaudières gaz
Rendement élevé
Production d'eau chaude
Coût énergétique
Applications Diverses
Cuisson alimentaire :
Méthane ou butane
Transfert thermique direct
Transfert thermique direct
Industries chimiques :
Calcinage, réduction métallurgique
Températures élevées requises
Températures élevées requises
Astronautique :
Combustibles cryogéniques
H₂ + O₂ → H₂O + énergie
H₂ + O₂ → H₂O + énergie
Technologies Émergentes
Biocarburants
Hydrogène vert
Moteurs hybrides
Récupération énergie
Économie circulaire
Comparaison Énergétique
Essence vs Électrique :
Essence : 35% rendement
Électrique : 85% rendement
Mais production électricité à considérer
Électrique : 85% rendement
Mais production électricité à considérer
Hydrogène comme carburant :
2H₂ + O₂ → 2H₂O
Énergie spécifique : 142 MJ/kg
Zéro émission directe
Énergie spécifique : 142 MJ/kg
Zéro émission directe
Méthodologie d'Analyse
Évaluation rendement :
1. Énergie utile / Énergie fournie
2. Calcul stœchiométrique
3. Bilan énergétique
4. Impact environnemental
2. Calcul stœchiométrique
3. Bilan énergétique
4. Impact environnemental
Choix technologique :
- Coût énergétique
- Impact environnemental
- Disponibilité combustible
- Infrastructure existante
- Impact environnemental
- Disponibilité combustible
- Infrastructure existante
