Problématique de notre T.P.E.

1. Problématique de notre T.P.E. • La problématique de ce TPE est de modifier un moteur thermique en moteur • pneumatique pour les raisons suivantes: • Remplacer la batterie dans le stockage des énergies vertes (éolien, solaire • ou hydraulique) qui a une durée de vie limitée de dix ans et est composés • de matériaux extrêmement polluants et coute relativement chère à • produire ainsi qu’à recycler. • On pourra envisager d'utiliser l'énergie excédentaire pour entrainé un • compresseur afin de mettre sous pression un • réservoir. Cette pression pourra par la suite entrainer un générateur par • l'intermédiaire du moteur modifié. Le projet de ce TPE est à peu près le même que le groupe électrogène ci-contre, réalisé par la société française MDI, qui pourra par la suite être inséré dans le système suivant.

3. Historique L'utilisation de l'air comprimé comme force motrice remonte à l'époque du développement du chemins de fer où, dans certaine situations, comme les réseaux miniers et urbains, il était nécessaire d'éviter les risques de pollution inhérents à la locomotive à vapeur ordinaire. La mise en œuvre sur l'automobile a fait aussi l'objet de quelques réalisations. Efficace et beaucoup moins polluant (par les composants de ses batteries) que le véhicule électrique, mais souffrant aussi d'une autonomie limitée, le concept semble oublié du monde « écologique» et ne bénéficie pour l'instant d'aucun lobby industriel pour sa promotion et son développement.

4. Recherches actuelles La Bretagne est l’une des régions françaises dont l’alimentation électrique s’avère particulièrement fragile. EDM (Électricité de Marseille) propose une station électrique solaire hybride biomasse de 120MW. La station électrique solaire (SES) repose sur une technologie de stockage d’air comprimé CAES (Compressed Air Energy Storage). Plusieurs sphères en matériaux composites d’un volume de 4850m3 stockent de l’air comprimé à 120 bar par un compresseur électrique. Des panneaux solaires thermiques, d’une surface de 10 000 m2, produisent de l’eau chaude utilisée pour augmenter jusqu’à 600 bar la pression de l’air stocké, offrant ainsi un gain de 40%. Lors des pics de consommation électrique, l’air comprimé est "relâché", et entraîne une turbine, capable de produire 40 MW d’électricité, été comme hiver.

6. Moteur 4 temps: Moteur 2 temps: www.racingparts.ch Alors que dans un moteur 2 temps il y a 4 phase mais deux phase s’effectue en un temps: 1- admission et échappement 2- compression et éxplosion jso.pagesperso-orange.fr Dans un moteur 4 temps pour que le moteurfonctionne Il fautqu'ilpasse par 4 phases différentesappelé « temps »: 1- l'admission 2- compression 3- l'explosion 4- l'échappement Nous avonschoisi de travaillersur un moteur 4 temps car la phase de compression est plus importantes sur un moteur 4 temps quesur un moteur 2 temps. Nous voulonsutiliser la compression de l'aire pour que se soit cette force qui entraine le moteur.

7. L'arbre à came: L'arbre à came commandel'ouverture des soupapes en transformant le mouvementrotatifissu du moteur en mouvement longitudinal actionnant les soupapes. Il se compose d'une tigecylindriquedisposantd'autant de camesque de soupapes. Il estplacé au niveau du vilebrequinou au dessus de la culasse. Dans le moteur à quatre temps, le cycle completnécessitedeux tours de vilebrequin pour un tour de l'arbre à came. Les cames ouvrent chacune à leur tour une soupape

8. Arbre à came d'origine Arbre à came usiné Nous avonsusinerl'arbre à came pour que les soupapess'ouvre et se referment à chaque tours du vilbrequin. Elles ne sont pas décalé de 180° pour prendre en les effetsd'inertie et pour que les soupapess'ouvrentlégèrementavant le point mort haut pour quel'airepuissesortirquandilest en phase de quasi compression.

9. CONNECTIQUE PNEUMATIQUE Afin d'approvisionner notre moteur en air comprimé il a fallut réaliser quelques adaptations. Le problème étant de créer une pièce permettant de relier le tuyau d'arriver d'air à l'admission du moteur. La première étape été de créer la liaison « air-moteur ». La pièce est la suivante:

10. Pièce raccord moteur/air Collier «serflex » 

12. Traitement de l'air Un autre problème s'ajoute on ne peut pas envoyer de l'air ambiant dans le moteur, car à long terme cela aurai pour effet de le détériorer. C'est pourquoi nous avons ajouter entre la bombonne d'air et le moteur une "unité de traitement de l'air" comprenant un filtre, un régulateur de pression, un manomètre ainsi qu'un lubrificateur.

14. Conclusion Ce TPE a été une expérience enrichissante tant du point vue théorique que pratique. Ce projet a sollicité l’investissement personnel de chacun d’entre nous. Mais en retour, cette expérience nous a formées au travail de groupe et à toutes les responsabilités que ce que cela implique. Le côté pratique de ce TPE et la manipulation d’outils ont joué un grand rôle car ils ont permis de rendre le travail passionnant. Cela n’aurait pas été le cas si la réalisation s’était limitée à une recherche théorique. Tous ces efforts nous ont donné l’occasion d’enrichir nos connaissances personnelles mais aussi de nous rendre compte que potentiellement, des alternatives aux énergies fossiles existent et que grâce à celles-ci on pourrait limiter les répercussions des activités humaines sur la planète.