Transformer la chaleur résiduelle en énergie

Entre la moitié et les deux tiers des combustibles fossiles brûlés pour produire de l'énergie sont dissipés sous forme de chaleur dans l'atmosphère. Même si l'on sait depuis longtemps que la chaleur résiduelle peut être convertie en énergie, l'efficacité des premiers systèmes de génération thermoélectrique était si faible que cela limitait leurs applications.


Les générateurs thermoélectriques sont essentiellement des dispositifs conçus pour convertir directement la chaleur en électricité en utilisant deux matériaux et un gradient de température. Plus la différence de température est grande entre le côté «chaud» et le côté «froid», plus la quantité d'énergie qui peut être produite est grande.


Dans le cadre du projet POWER DRIVER, l'objectif était de concevoir des générateurs thermoélectriques qui pourraient être produits en masse pour être utilisés pour la récupération de la chaleur résiduelle des automobiles.


En particulier, deux petits générateurs thermoélectriques ont été conçus: l'un est basé sur des matériaux à base de siliciure et un autre sur des matériaux à base de tellurure. Les matériaux à base de siliciure et de tellurure de plomb (Pb/Te) ont été synthétisés puis traités par frittage par décharge plasma pour produire des matériaux thermoélectriques avec des performances comparables à celles que l'on retrouve dans la littérature scientifique.


Les dispositifs thermoélectriques ont été intégrés avec des systèmes électroniques de commande et de puissance. La solution la plus adaptée a été sélectionnée pour le montage sur un banc d'essai à air chaud simulant l'échappement d'une voiture à essence de 2 litres pour établir ses performances. Ce dispositif, en plus de l'estimation des coûts de fabrication et de vente, a été utilisé pour évaluer l'attrait commercial de la nouvelle technologie.


Une fois achevé, le système POWER DRIVER extraira de la chaleur résiduelle des gaz d'échappement pour fournir une alimentation électrique en courant continu au système électrique du véhicule et réduira ainsi la demande sur l'alternateur, permettant une amélioration du rendement du carburant pouvant aller jusqu'à 5 %.