Moteur à eau
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Cet article traite du terme de moteur à eau.

Terme générique du moteur à eau

Le terme générique moteur à eau recouvre:

  • au sens propre : une vue de l'esprit, l'eau (H2O) n'étant pas un carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme l'énergie chimique du carburant en énergie mécanique.).
  • des systèmes dans lesquels l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) est décomposée par une autre source d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.), que ce soit interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet pendant une...) au moteur (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie mécanique ou travail.[réf. nécessaire]), ou externe. Il s'agit alors fondamentalement d'une chaîne (Le mot chaîne peut avoir plusieurs significations :) production d'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) + moteur à hydrogène (Le moteur à hydrogène est un moteur à combustion interne utilisant l'hydrogène comme carburant.), et non du moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il...) lui-même.
  • le moteur à hydrogène lui même, par abus de langage: l'hydrogène est issu de l'électrolyse (Dans l'industrie chimique, l'électrolyse est une méthode de séparation d'éléments ou de composés chimiques liés utilisant l'électricité.) de l'eau.
  • des moteurs dans lesquels l'eau est un "auxillaire récupérateur d'énergie", ex: moteur Pantone (La technologie Pantone qui consiste à modifier l'alimentation en carburant du moteur à explosion (essence ou diesel) permettrait une forte réduction...)
  • des systèmes dans lesquels l'eau est un élément mécanique (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes (engrenages, poulies, courroies, vilebrequins, arbres de transmission, pistons, ...), bref, de tout ce qui...), comme une turbine (Une turbine est un dispositif rotatif destiné à utiliser la force d'un fluide (eau, vapeur, air, gaz de combustion), dont le couple est transmis au moyen d'un arbre.), à l'instar de l'air comprimé (L'air comprimé est de l'air ambiant, mis sous pression avec un compresseur, le plus souvent aux alentours de 10 bars mais parfois jusque 300 bars.).
  • des systèmes utilisant l'énergie fournie par l'évaporation (L'évaporation est un passage progressif de l'état liquide à l'état gazeux. Elle est différente de l'ébullition qui est une transition rapide. C'est un changement d'état appelé vaporisation.) de l'eau en atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) sèche.

Il ne s'agit pas de moteur à hydrogène ni de pile à combustible (Une pile à combustible est une pile où la fabrication de l'électricité se fait grâce à l'oxydation sur une électrode d'un combustible réducteur (par exemple l'hydrogène) couplée...) à hydrogène. L'utilisation de l'eau comme agent propulsif, avec de l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de pressuriser les cabines des avions et...) comprimé comme source d'énergie est plutôt à considérer dans l'article Fusée (Fusée peut faire référence à :) à eau.

Il faut donc faire attention à ne pas faire d'amalgame entre ces divers types de moteur, qui sont de réalité et de viabilité très différentes. Il convient de noter qu'il s'agit d'un sujet extrêmement polémique (voire explosif (Un explosif est un composé chimique défini ou un mélange de corps susceptibles lors de leur transformation, de dégager en un temps très court, un...)?) comme relaté dans les paragraphes suivants.

Principe du moteur à eau (Cet article traite du terme de moteur à eau.) pure, par voie physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la...)

Introduction

Lorsque l'air est sec, l'eau s'y évapore spontanément, en refroidissant un peu son environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le terme environnement tend...) immédiat.

Ce refroidissement est mesuré par des tables psychrométriques, et peut atteindre quelques degrés Celsius. C'est suffisant pour faire tourner un petit moteur à air chaud, mais sans offrir beaucoup de puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :), ou de fiabilité (Un système est fiable lorsque la probabilité de remplir sa mission sur une durée donnée correspond à celle spécifiée dans le cahier des charges.) (l'air reste rarement sec : l'hiver (L'hiver est une des quatre saisons des zones tempérées.), la nuit l'évaporation est négligeable). Les jouets de type oiseau (Un oiseau (ou classe des Aves) est un animal tétrapode appartenant à l'embranchement des vertébrés. S'il existe près de 10 000 espèces d'oiseaux, très différentes tant par leur écologie que par...) buveur fonctionnent sur ce principe. Un autre type de moteur s'appuie sur ce principe : la tour énergétique (La tour énergétique est un projet de production d'électricité de manière renouvelable, développé par les Israéliens de l'institut Technion.).

Développement

La plus fréquente des théories concerne l'utilisation d'un moteur à explosion (Le moteur à explosion est un type de moteur à combustion interne, il est principalement utilisé pour la propulsion des véhicules de transport (avion à hélice, automobile, moto, camion, bateau), ainsi que pour une multitude d'outils mobiles...) essence classique, légèrement modifié pour éviter l'oxydation due à l'eau et aux vapeurs de celle-ci. Le principe est d'électrolyser l'eau afin d'en séparer les atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se...) d'hydrogène et d'oxygène :

2H2O ---> 2H2 + O2

et d'utiliser l'hydrogène comme élément combustible (Un combustible est une matière qui, en présence d'oxygène et d'énergie, peut se combiner à l'oxygène (qui sert de comburant) dans une réaction...). Le dihydrogène, combiné au dioxygène (Le dioxygène est une molécule composée de deux atomes d'oxygène, notée O2, qui est à l'état de gaz aux conditions normales de pression et de température.), provoque une puissante explosion (Une explosion est la transformation rapide d'une matière en une autre matière ayant un volume plus grand, généralement sous forme de gaz. Plus cette transformation s'effectue rapidement,...) au contact d'une étincelle. C'est le même principe qu'avec l'essence : un gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de...) combustible (l'essence est vaporisée avant d'entrer dans la chambre de combustion (Une chambre de combustion est une enceinte capable de résister à des changements de pression et de température brusques, dans laquelle on déclenche volontairement une combustion entre des éléments chimiques...). C'est ce mélange (Un mélange est une association de deux ou plusieurs substances solides, liquides ou gazeuses qui n'interagissent pas chimiquement. Le résultat de l'opération est une préparation aussi appelée...) gazeux essence/air qui explose au sein du moteur), enflammé à l'aide d'une étincelle provoquée par une bougie (La bougie est un objet servant en général à éclairer, composé d'un corps gras et d’une mèche enflammée. Elle a été inventée au...), qui en " explosant " repousse le piston… (cycle de Beau de Rochas).

L'énergie produite par ce type de moteur (sous forme d'énergie cinétique (L'énergie cinétique (aussi appelée dans les anciens écrits vis viva, ou force vive) est l’énergie que possède un corps du fait de son mouvement....) du piston) est cependant inférieure à l'énergie électrique (Un apport d'énergie électrique à un système électrotechnique est nécessaire pour qu'il effectue un travail : déplacer une charge, fournir de la lumière, calculer. Ce travail est...) nécessaire à l'électrolyse. Ce qui est scientifiquement incontestable puisqu'une grande partie de l'énergie part sous forme de chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent : Quelle chaleur !) (le rendement d'un moteur à explosion, de manière générale, est assez faible).

Cependant, selon les partisans du moteur à eau, en réalisant une électrolyse pulsée à une certaine fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par unité de...) on aurait un meilleur rendement (principe de résonance). Et, dans ce cas, l'électrolyse serait rentable. Ce qui est faux, puisque la résonance (Lorsqu'on abandonne un système stable préalablement écarté de sa position d'équilibre, il y retourne, généralement à travers des oscillations propres. Celles-ci se...) ne produit pas d'énergie, mais permet de la fournir seulement au bon moment.

Le problème de cette théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une...) est qu'elle contrevient aux lois de la physique et, en premier lieu, à la loi de conservation (En physique, une loi de conservation (rien ne se perd, rien ne se crée) exprime qu'une propriété mesurable particulière d'un système physique isolé reste constante au cours de l'évolution...) de l'énergie. Aucun processus physique ne peut dégager plus d'énergie qu'il n'en consomme ; résonance ou pas. Deux molécules de dihydrogène et une molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui peut exister à l'état libre, et qui représente la plus petite quantité de matière possédant les...) de dioxygène " contiennent " plus d'énergie (sous forme de liaison moléculaire) que deux molécules d'eau. C'est d'ailleurs la raison pour laquelle la réaction entre hydrogène et oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) produit une explosion et dégage de l'énergie : cette explosion correspond à la dispersion (La dispersion, en mécanique ondulatoire, est le phénomène affectant une onde dans un milieu dispersif, c'est-à-dire dans lequel les différentes fréquences constituant l'onde ne se propagent pas à la...) de l'énergie " en trop " !

Donc, pour séparer l'eau en hydrogène et en oxygène, il faudra fournir au moins la même quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de...) d'énergie que celle récupérée ensuite par la réaction inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de composition interne · notée multiplicativement, est un élément y tel que x·y = y·x = 1, si 1...). Même si toute l'énergie dégagée par la combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique d'oxydoréduction. Lorsque la combustion est vive, elle se traduit par une flamme voire une explosion.) de l'hydrogène était réutilisée pour l'électrolyse, il ne resterait plus d'énergie pour faire avancer le véhicule ! Ajoutons qu'un moteur cyclique (comme un moteur de voiture) doit nécessairement dissiper une certaine quantité d'énergie en chaleur, c'est-à-dire des pertes qui ne peuvent plus être réutilisées ; d'après le principe de Carnot, base de la deuxième loi de la thermodynamique (On peut définir la thermodynamique de deux façons simples : la science de la chaleur et des machines thermiques ou la science des grands systèmes en...).

Ce principe de séparation (D'une manière générale, le mot séparation désigne une action consistant à séparer quelque chose ou son résultat. Plus particulièrement il est employé dans plusieurs domaines :) de l'hydrogène et l'oxygène, puis de recombinaison est cependant intéressant pour une autre raison. La combustion de l'hydrogène est beaucoup moins polluante. Elle ne produit que de l'eau. C'est l'argument principal du moteur à hydrogène ou de la pile à combustible à hydrogène. (Le véhicule (Un véhicule est un engin mobile, qui permet de déplacer des personnes ou des charges d'un point à un autre.) ne rejette que de l'eau où il passe; seule la fabrication du véhicule et du carburant, a des effets centralisés sur l'environnement. Reste aussi à mesurer –on omet d'y penser– les effets de cet ajout local de vapeur () d'eau sur le climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de la météorologie qui désigne...) et, par exemple l'été, sur les problèmes respiratoires.)

Encore une fois, il importe de préciser que le processus complet (incluant la production d'hydrogène), comme tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) processus physique, implique nécessairement une perte nette (Le terme Nette est un nom vernaculaire attribué en français à plusieurs espèces de canards reconnaissablent à leurs calottes. Le terme est un...) d'énergie utilisable. Alternativement, on peut utiliser dans la pile un autre composé hautement énergétique (par exemple du méthanol) dont l'hydrogène est extrait chimiquement. Dans ce cas le moteur consomme un combustible pour fournir de l'énergie, comme un moteur essence classique. Mais l'hydrogène sert d'intermédiaire, ce qui le rend potentiellement moins polluant (Le polluant a pour définition la plus souvent retenue : un altéragène biologique, physique ou chimique, qui audelà d'un certain seuil, et parfois dans certaines...) qu'un moteur à essence (bien que dans ce cas la réaction finale produise du CO2 en sus de l'eau).

Pile à combustible

Toutefois, la création d'énergie à partir de la recombinaison de dioxygène et de dihydrogène est déjà utilisée, mais de manière contrôlée et non pas de manière explosive : dans les piles à combustible. Cette recombinaison contrôlée génère de l'électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la matière, se manifestant par une énergie. L'électricité désigne également la branche de la physique qui étudie les...) qui peut être utilisée par exemple pour faire fonctionner un moteur électrique. Il s'agit d'une sorte de batterie, en fait.

On a là aussi un véhicule produisant exclusivement de l'eau.

L'argument de la perte de rendement et du report de la pollution (La pollution est définie comme ce qui rend un milieu malsain. La définition varie selon le contexte, selon le milieu considéré et selon ce que l'on peut entendre par malsain [1].) s'applique ici aussi : n'aurait-il pas mieux valu utiliser directement l'électricité nécessaire pour faire tourner le moteur ? Certe, mais c'est le problème général du stockage de l'électricité : les moyens de production en masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la...) d'électricité ne sont pas aisément embarquables dans une voiture. Et la voiture, au final, pollue par la pollution de la centrale électrique (Une centrale (de production d'énergie) électrique est un site industriel destiné à la production d'électricité. Les centrales électriques transforment différentes...).

L'eau comme additif dans le carburant

(Voir l'article dédié : Injection d'eau dans les moteurs)

Certaines personnes ont proposé de mettre de l'eau dans le carburant, et ce en affichant des résultats et des améliorations plus ou moins validés scientifiquement.

Le but est de mieux brûler un mélange plus pauvre en carburant, de manière plus complète, avec donc un meilleur rendement énergétique et chimique. Le carburant brûle mieux, et donc produit moins de polluants, en diminuant la consommation de carburant. L'investissement énergétique semblerait rentabilisé par l'augmentation du rendement (bien qu'aucune source scientifiquement valide ne puisse le confirmer). L'eau ne serait donc pas le carburant, mais agirait comme un " dynamiseur " qui permettrait de mieux brûler le carburant, à l'instar des vapocraqueurs.

La plupart de ces dispositifs peuvent être installés sans grosses modifications sur des moteurs ancienne génération (2 temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.), essence à carburation simple ou Diesel à injection indirecte). Un réglage semble suffire, avec l'ajout d'un accessoire externe.

Concrètement, on peut ajouter cette eau de plusieurs manières :

  • Intégration d'une machine à vapeur (La machine à vapeur est une invention,dont les évolutions les plus significatives datent du XVIIIe siècle. C'est un moteur thermique à combustion externe, il transforme...) dans le moteur, les cylindres de combustion étant souvent à la fois la chaudière (Une chaudière est un appareil (voire une installation industrielle, selon sa puissance), permettant de transférer en continu de l'énergie thermique à un fluide caloporteur (le plus généralement de...) et les chambres de détente.
  • Emulsion d'eau et de carburant. Le carburant pétrolier (Un pétrolier est un navire citerne servant à transporter le pétrole ainsi que ses dérivés (essence). Pour le transport d'autres liquides, les navires ont d'autres appellations : les méthaniers qui transportent...) étant gras, il faut ajouter un émulsifiant, qui est vendu et licencié très cher. Termes commerciaux de tels carburants émulsés : Aquazole. L'intérêt de cette émulsion étant essentiellement une reduction de la production de particules et d'oxydes d'azote (L'azote est un élément chimique de la famille des pnictogènes, de symbole N et de numéro atomique 7. Dans le langage courant, l'azote désigne le gaz diatomique diazote N2, constituant majoritaire de...). La colonisation des réservoirs par des bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart...) (eau + source carbonée) et les faibles résultats affichés en dépollution par cette émulsion la font progressivement disparaître.
  • Injection de vapeur d'eau dans les cylindres. La vapeur d'eau est injectée en général avec l'air de combustion, pour des raisons de facilité.

Le procédé du controversé moteur Pantone fonctionnerait un peu ainsi.

  • Électrolyse de l'eau et injection du dihydrogène et du dioxygène gazeux dans les cylindres, en coefficients stoechiométriques. Dans ce cas également, il est plus facile d'injecter ces gaz avec l'air de combustion.

Dans les deux derniers cas cités (injection de vapeur, ou bien de dihydrogène et de dioxygène), l'énergie de vaporisation ou d'électrolyse est évidemment prise sur le moteur, soit directement sous forme thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des transferts de chaleur suivant différents phénomènes physiques, en...), soit indirectement sous forme électrique, via la batterie. Les ordres de grandeur des puissances récupérables à la source (la puissance crête d'un alternateur est de l'ordre de 500 watts, ce qui est ridicule comparé aux 70 kW moyens d'un moteur à combustion interne) ainsi que les bilans énergétiques globaux particulièrement peu documentés de ces modification laissent penser que ces " améliorations " restent largement sujet à controverse (jamais d'essai normalisés sur banc moteur homologué par exemple). En effet il y a inadéquation totale entre la quantité d'énergie chimique injectée et les effets " mesurés ".

Il faut noter que la vaporisation et l'électrolyse de l'eau sont extrêmement gourmandes en énergie (c'est d'ailleurs l'effet de refroidissement induit (L'induit est un organe généralement électromagnétique utilisé en électrotechnique chargé de recevoir l'induction de l'inducteur et de la transformer en électricité (générateur) ou en force (moteur).) qui est utilisé pour maîtriser les fumées d'incendies) — si la vapeur d'eau a une grande énergie cinétique (Le mot cinétique fait référence à la vitesse.), c'est qu'on la lui a transmise.

Scientifiquement et concernant l'électrolyse, le procédé consiste à récupèrer à la combustion l'énergie injectée pendant l'électrolyse moins le rendement de celle-ci et moins le rendement de l'alternateur. Comme l'énergie de la batterie n'est pas gratuite mais produite par un alternateur lui-même relié au moteur et consommant de l'énergie, le serpent se mord la queue… On comprend donc rapidement que cette " invention " est une supercherie. Elle est basée sur la très fréquente ignorance du fait que l'électricité d'une voiture n'est pas gratuite mais bien issue de la conversion coûteuse de l'énergie chimique de combustion en énergie mécanique (L'énergie mécanique est une quantité utilisée en mécanique classique pour désigner l'énergie d'un système emmagasinée sous forme d'énergie cinétique et d'énergie potentielle mécanique. C'est une quantité conservée en l'absence...) puis en énergie électrique. La batterie jouant le rôle de tampon cette production d'énergie n'est pas ressentie mais bel (Nommé en l’honneur de l'inventeur Alexandre Graham Bell, le bel est unité de mesure logarithmique du rapport entre deux puissances, connue pour exprimer la puissance du son. Grandeur sans dimension en dehors du...) et bien présente…

Concernant l'injection de vapeur d'eau à l'admission, aucune étude irréprochable n'a été réalisée à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son...). Il est donc seulement possible de se fier aux propos de l'inventeur du moteur pantone et aux diverses expérimentations menées hors cadre scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.).

Il existe d'autres améliorations du moteur à explosion possibles, celles-ci beaucoup plus cadrées et validées scientifiquement.

Autres évocations du moteur à Eau

Le moteur à eau comme mythe urbain

Ce sujet est polémique, car l'imaginaire associé est très fort: il est évident que l'enjeu financier que représenterait un moteur à eau pure est plus que considèrable. De fait, des partisans de la théorie du complot estiment qu'un tel moteur pourrait exister, mais l'existence serait étouffée par le lobby pétrolier. Leurs opposants rétorquent que la proposition d'un tel engin relève de la pseudo-science, et qu'aucun lobby ne pourrait détruire une invention porteuse (Une porteuse est un signal sinusoïdal de fréquence et amplitude constantes. Elle est modulée par le signal utile (audio, vidéo, données) en vue, soit de sa diffusion au...) d'un tel progrès, et d'ailleurs chercherait plutôt à se l'approprier.

Par conséquent, les discussions sur le moteur à eau ont une tendance constante à attirer les trolls.

Escroqueries de pseudo-moteurs à eau

Le principe est simple : un " inventeur " demande des fonds pour réaliser un prototype ou pour lancer une production en série. Les investisseurs investissent dans un leurre, et ne revoient plus leur argent (L’argent ou argent métal est un élément chimique de symbole Ag — du latin Argentum — et de numéro atomique 47.). Cette "invention" est souvent assortie de constats d'huissiers et de brevets, qui même valables, ne présument en rien d'une éventuelle supercherie. En effet le dépôt d'un brevet ne demande absolument pas que le projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité...) soit réalisable et valide scientifiquement (c'est un travail de juriste et non de rapporteur (Un rapporteur (ou rapporteur d'angle) est un outil utilisé en géométrie pour mesurer des angles et pour construire des figures. Les...) de thèse), et un huissier peut toujours être dupé par une instrumentation (Le mot instrumentation est employé dans plusieurs domaines :) volontairement déréglée...

Anecdote

Le moteur à eau est évoqué dans le monde (Le mot monde peut désigner :) de Disney :

Le principe de la voiture à eau a permis à Mickey et à Dingo de gagner le prix de Mickeyville, malgré les tentatives de sabotage de Pat Hibulaire et Lafouine.

Moteur à eau et moteur à hydrogène

Le moteur à eau est parfois employé comme appellation abusive du moteur à hydrogène. Cela est dû au fait que la vapeur d'eau est l'unique produit de l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) de ce moteur.

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