Incorrigible. Voilà le type de question que je me suis posé récemment dans mon lit, pendant un bel orage nocturne : "Comment récupérer l'énergie de la foudre ?"
Ce site fournit plein d'informations intéressantes comme:
- la puissance d'un éclair est d'environ 20 GigaWatts, soit 20 centrales nucléaires !
- mais il ne dure que 25 millisecondes, donc l'énergie n'est que de 140 kWh, soit Frs 30.- d'électricité à tout casser...
- Si on parvenait à capter l'énergie de tous les éclairs frappant la France, ça pourrait alimenter environ 5000 ménages. Seulement.
Bref, contrairement à une idée répandue que je partagais jusqu'ici, la foudre n'est pas une source d'énergie renouvelable potentielle et miraculeuse, même si certains veulent y croire...
De plus, même si on le voulait, on ne sait pas comment injecter 20 GW d'un coup sur le réseau. En fait, ça arrive accidentellement lorsque la foudre touche une ligne à haute tension, et en général on se retrouve dans le noir grâce aux "fusibles" du réseau.
L'alternative consisterait à stocker l'énergie pour la restituer plus lentement, mais là encore, il n'y a aujourd'hui aucune technologie permettant de stocker 140 kWh en 25 millisecondes. On pourrait penser à
- des condensateurs, mais comment les charger sous la tension de 100'000'000 Volts typique d'un éclair sans qu'il ne claquent ?
- un anneau supraconducteur. Sur cette page, on mentionne un anneau en développement qui serait capable de stocker 0,14 kWh en 1 seconde. Il faut encore gagner un facteur 1000 sur la capacité et 40 sur la vitesse. Ce n'est pas pour demain donc
- une idée folle qui m'a traversé l'esprit, mais il faudrait faire des calculs pour évaluer son degré de folie : l'utilisation de matériaux piezo-électriques. Intuitivement l'idée est la suivante:
- foudroyer une tas de PZT, ce qui provoque une déformation mécanique très rapide (moins d'une milliseconde) : le matériau se comprime comme un ressort
- restituer l'énergie en laissant le piezo se relaxer lentement.
Il y a encore (au moins…) une autre solution : vider lentement l’énergie s’accumulant entre les nuages et le sol par des réseaux de câbles, avant qu’elle ne s’accumule trop et qu’elle ne provoque des éclairs !! Bon, niveau sécurité aérienne, c’est pas terrible… ni pour la beauté du paysage. Ou alors, il faudrait lever les câbles juste avant, à l’annonce d’un orage.
Ceci dit, super ton blog
Merci pour le compliment, Alain.
Oui, câbler chaque nuage est une idée intéressante… Encore faudrait-il qu’il reste sagement immobile pendant sa charge… Et apparemment on ne sait encore pas très bien comment se chargent les nuages ( http://fire.cfs.nrcan.gc.ca/faq_lightning_f.php )
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merci pour les info,maintenant je veux savoir s’il existe des documents pour mieux comprendre s’il était possible d’utiliser l’énergie de la foudre. faite le par mail s’il vous plaît
Salut, si tu as recu des mails interessants et des directions interessantes je serai tres interesse de voir. Ca a l air d etre un probleme passionnant et puis si on trouve une solution ca serait une contribution a l humanite.
Avy
non je n’ai pas reçu plus d’infos, mais comme je le montre dans l’article ce n’est pas qu’un problème technique : la foudre ne peut fournir que trop peu d’énergie pour que ce soit intéressant de la capter.
D’un côté on a le solaire et l’éolien : des puissances faibles sur de grands espaces et de grandes durées aléatoires, de l’autre avec la foudre une puissance énorme et localisée mais concentrée sur une durée extrêmement courte et aléatoire… Et ce dont on a besoin, ce sont des puissances moyennes, assez concentrées mais pas trop, mais idéalement disponibles sur demande…
Bonjour,
je voudrais savoir quelles sont les sources de vos informations, (Car j’en ai besoin pour mon tpe.)
Merci d’avance.
C’est un vieil article, à part les liens publiés je ne me souviens pas bien de ce que j’avais consulté… Il me semble avoir lu quelque chose dans « Pour la Science », mais je ne le retrouve plus.
La Wikipédia mentionne une énergie par coup de foudre double de la mienne, ce qui ne change pas grand chose, mais ils n’ont pas plus de références…
Je viens de trouver encore d’autres calculs ici
Il y a encore d’autres chiffres sur ce forum, donnés à un étudiant faisant un TPE en 2003, peut être celui-là
Sur quoi porte ton TPE ? On peut peut-être t’aider sur des questions précises…
Stocker une telle energie est sans doute un problème. Cependant je vous invite à vous interesser au barrage d’Assouant en egypte. Pendant la crue du Nil, ils produisent plus qu’ils ne consomment (2.1 GW) et dans un pays aussi pauvre, on n’aime pas le gaspillage. Aussi le système de stockage est simple: une anode et une cathode et en avant l’hydrogène!. L’oxygène est revendu , l’hydrogène est stockée sous haute pression ( trois fois celle du butane) et réintroduit dans un pile à combustible pendant la basse saison. Certains parlent d’un rendement de 55%, d’autre de 75%…. Brefs, assouan étant situé au sud de l’egypte, on ne pouvait pas tansferer toute l’energie du barrage directement dans les grandes mégalopoles du nord, alors il fallait le « stocker ».
Mais revenons à notre éclair et aux idées loufoques qu’ils sucitent.
Cela pose deux problèmes:
-Etre au bon endroit au bon moment avec le materiel adapté
-Stocker cette energie miraculeuse
Suivez mon resonnement et puisque je vis aux antilles francaises, vous allez vous demander quelle est cette herbe que j’ai bien pu fumer…
Premièrement , je crois que capter l’energie d’un orage n’est pas si compliqué. Je crois qu’un scientifique l’a démontré par le passé avec un cervollant. Depuis des gens pleins d’humour ont réédité l’exploit à l’aide d’un cable enrouleur relié à …… une fusée pyrotechnique! (voir sur you tube). L’effet est fantastique, il faut juste s’entrainer à l’épreuve athlétique du 110 mètres haie, parce que lorsque le cable décolle, faut mieux ne pas rester là.
Comme tout bon breton immigré en Caraïbes je suis marin, et des orages dans cette partie du monde, j’en ai (malheureusement) croisé au dessus de mon mât en pleine mer. Je n’ai jamais été foudroyé, car si tel avait été le cas, je ne serais pas en train de vous faire perdre votre temps avec mes suggestions loufoques .
J’attire juste votre attention sur le fait que la partie equatoriale est la plus riche en orage, et que déplacer du matériel encombrant sur des longues distances ne peut s’effectuer que sur l’ocean. De plus la mer est le seul endroit où l’on peut librement exploser en mille morceaux sans déranger le voisinage. Moi qui ai l’habitude de scruter ma météo pour éviter les orages j’imagine un bateau qui irait affronter la houle pour justement les traquer, avec à son bord un joli lot de fusée et un cable enrouleur (Je suis toujours à la recherche d’un kamikaze pour skipper l’engin; De preférence quelqu’un en fin de vie et qui n’a pas d’enfant).
Mon bateau (un bateau drone, puisque les volontaires ne se bousculent pas) enverrai son joli cable à plus de 300 mètres jusqu’à créer l’inévitable. Vient la question du stockage me direz vous??? Et bien imaginons que l’on puisse répartir cette énergie sur plusieurs bornes positives et négatives pour « diluer » la puissance sur de multiples points, nous avons alors un mélange eau de mer dessalée + électricité = hydrolyse . Et voilà mon rafio chargé d’hydrogène et d’oxygène!
Bien sur, je sais que le mélange arc electrique de plusieurs milliers de volt + hydrogène compréssé + oxygène peut envoyer mon petit navire en orbitre géo stationnaire, mais admettez que c’est un (petit) début de resonnement. Pour créer l’équivalent d’un litre d’essence en hydrogène, il faut la bagatelle de 10kw! Alors naviguer au beau milieu de l’enfer en se faisant plusieurs fois foudroyer (sacré ambiance à bord!) peut créer quel volume de carburant?
Le prix de cette energie étant négocier à environ 0.3€ (à equivalence litre essence), à combien peut estimer le rendement de mon bateau de croisière en admettant qu’il n’ai pas été pulvérisé?
Je sais que je parle d’argent, mais comme vous l’avez peut être deviné, je ne sus pas un scientifique, juste un industrielle très rêveur qui passe beaucoup de temps sur l’océan.
N’hésitez pas à me répondre.
Merci
Merci pour l’info concernant l’installation d’électrolyse à Assouan. J’ai visité ce barrage il y a assez longtemps et je n’avais pas entendu parler de ça. Après recherche, il semblerait que ce soit une usine d’engrais qui fait de l’électrolyse pour son propre usage, à savoir vendre aux agriculteurs de l’engrais qu’ils recevaient gratuitement avec le limon du Nil avant… :
Je n’ai pas trouvé trace de pile à combustible ni de stockage d’énergie sous forme d’hydrogène en Egypte. Si vous avez un lien ou une référence papier, ce serait sympa de me le communiquer. En passant ce n’est de loin pas simple de faire de l’électrolyse avec des centaines de megawatts, ni de stocker de grosses quantités d’hydrogène.
Pour la foudre, comme je le mets dans l’article le problème vient de la très courte durée de la décharge, environ 25 millièmes de seconde. Même si vous vous trouvez en permanence au beau milieu d’un superbe orage qui vous envoie un éclair par minute, votre installation ne fonctionnera que 0.04% du temps et ne vous fournira « que » 8 MW de puissance moyenne.
Diriger l’éclair vers beaucoup d’électrodes divisera le courant, mais pas la tension, or la tension doit être autour de 2 volts seulement pour un bon rendement ( ) Avec des millions de volts, l’eau au contact direct des électrodes sera électrolysée en faisant de grosses bulles qui empêcheront l’eau environnante de venir au contact en 25 ms. Dans ce bain de bulles, la constante diélectrique s’abaissera et il y a de fortes chances que votre éclair ait alors la mauvaise idée de se propager dans ce mélange d’hydrogène et d’oxygène…
Pour corriger un peu vos chiffres, 1 kg d’essence correspond à environ 500g d’hydrogène , soit 250 moles de H2, lesquels occupent 5.6 m3 à 1 bar, ou 18 litres à 300 bars (mais n’oubliez pas de compter l’énergie nécessaire pour la compression…) Pour une bonne électrolyse il faut 42 kWh / kg d’hydrogène, donc 21 kWh pour nos 500 grammes et même avec un kWh à 10 centimes d’euros ca donne 2 Euros par équivalent de litre d’essence. C’est d’ailleurs pour ça qu’on ne produit pas l’hydrogène comme ça…
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Bonjour, votre problème semble compliqué à résoudre, capter un évènement qui dure 25ms et le restituer le plus lentement possible sous sa même forme, à savoir l’électricité. A votre avis, serait il possible de transformer cette énergie en chaleur ? Par exemple, un éclair pourrait il chauffer instantanément à travers une énorme résistance, une certaine quantité d’eau (ou un autre fluide caloporteur) qui ensuite restituerait sa chaleur lentement ? Quelle volume pourrait être ainsi chauffé et à quelle température ? Est ce que cela permettrait une injection « gratuite » de chaleur dans un circuit de chauffage ? Mon idée vous parait-elle totalement saugrenue ?