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Energine : un moteur de nouvelle génération qui transforme la chaleur perdue en électricité

Lauréat du Grand prix national de l'ingénierie 2015, le projet Energine revisite le principe du moteur à air chaud Ericsson. Il récupère et valorise la chaleur perdue lors de procédés industriels et la transforme en électricité. Ce projet est issu d'une collaboration entre l'Institut FEMTO-ST1 et l'entreprise Assystem.

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Invention et succès commercial du 19e siècle, le moteur Ericsson est progressivement tombé en désuétude au profit des moteurs à combustion interne, principalement utilisés pour la propulsion des véhicules de transport. Moins polluant et moins bruyant que ses condisciples, ce moteur anciennement nommé moteur « à air chaud » retrouve aujourd’hui un second souffle à travers le projet Energine.

Développé par le groupe d'ingénierie et de conseil en innovation Assystem, en partenariat avec l'Institut FEMTO-ST1, le moteur Energine a pour objectif de récupérer la chaleur fatale, ou « chaleur perdue », rejetée lors des processus industriels, pour la transformer en énergie électrique, et de mieux valoriser cette énergie thermique. Son principe est simple : de l'air frais provenant de l'extérieur se retrouve comprimé dans une première enceinte. Chauffé par une source externe au sein d'un échangeur, cet air gagne à température élevée une seconde enceinte de détente. Il y exerce alors une pression sur un piston qui entraîne mécaniquement la compression de l'air froid dans la première enceinte. L'innovation apportée par le projet Energine repose sur l'utilisation de soufflets métalliques en lieu et place des traditionnels systèmes piston-cylindre présents dans les moteurs. Ces soufflets garantissent une meilleure linéarité du mouvement et l'étanchéité entre chaque enceinte. C'est le passage de l'air chaud dans les soufflets qui transforme l'énergie thermique en énergie mécanique, elle-même convertie en électricité par un alternateur. L'air chaud résiduel est ensuite utilisé pour du chauffage.

Alors qu'en France près d'un tiers de la consommation énergétique de l'industrie et du bâtiment ressort sous forme de chaleur perdue, le projet Energine représente un moyen concret pour les industriels de réduire leur impact énergétique. Les applications potentielles sont nombreuses : intégrer un procédé industriel rejetant de la chaleur pour la convertir en électricité, valoriser la chaleur à l'échappement d'un véhicule pour diminuer sa consommation, ou augmenter les rendements des chauffages dans les habitats ou bâtiments occupés par des activités du secteur tertiaire.

Le projet Energine a été récompensé par le Grand prix national de l'ingénierie 2015 lors du salon World Efficiency qui s'est tenu à Paris en octobre 2015. La collaboration Institut FEMTO-ST/Assystem s'est concrétisée dans le cadre d'une thèse CIFRE entamée en 2012 et menée par un doctorant de l'Institut FEMTO-ST. Ce dernier est parvenu à mettre au point un premier prototype du moteur sur la base d'une conception réalisée par des ingénieurs d'Assystem. Son procédé et l'utilisation originale de soufflets métalliques ont fait l'objet d'un brevet. Une startup devrait être créée au printemps 2016 afin d'industrialiser et commercialiser le produit.

1 Franche-Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies (CNRS/Université de Franche-Comté/Université de technologie Belfort-Montbéliard/Ecole Nationale Supérieure de Mécanique et des Microtechniques).

 

Contacts :
François Lanzetta / Département Énergie - FEMTO-ST / T. +33 3 84 57 82 24 / francois.lanzetta@femto-st.fr
Mathieu Doubs / Doctorant, Département Énergie - FEMTO-ST / T. +33 3 84 57 82 25 / mathieu.doubs@femto-st.fr