L’utilisation de l’air comprimé comme force
L’air comprimé est utilisé comme force, soit en compression, soit en dépression et enfin, en ajout d’une compression initiale.
En compression, il sert à soulever des charges lourdes, au moyen de coussins d’air. On gonfle un coussin, qu’on place sous un véhicule ; on peut alors intervenir dessous. Une utilisation plus intéressante est le déplacement de charges lourdes. On gonfle un coussin d’air, de forme très aplatie ; arrivé à une certaine pression, l’air s’échappe en dessous du coussin et forme une mince pellicule d’air entre le coussin et le sol. Ce système divise les forces de frottement par 1 000 et permet à une seule personne de déplacer des charges de plusieurs tonnes.
En dépression, l’air comprimé est utilisé pour déplacer un véhicule, c’est le cas de la voiture à air comprimé de Monsieur Nègre. La puissance est assez faible et la voiture ne peut monter une côte de plus de 3 %. Peugeot étudie une conception de voiture mixte : air comprimé et essence. Durant les périodes de décélération, on utilise l’énergie cinétique du véhicule pour fabriquer et stocker de l’air comprimé. Celui-ci est utilisé en décompression, mais en ajout de la carburation à l’essence. Le même système est développé par Renault Trucks, mais au lieu de l’air comprimé, c’est de l’électricité.
L’air comprimé est utilisé comme force vectorielle dans le système de freinage des poids lourds et des cars. Quand le chauffeur appuie sur la pédale de frein, il comprime un peu plus l’air, cette surpression agit sur le cylindre de roue qui écarte les mâchoires ou resserre les plaquettes. Après chaque freinage, lorsque le chauffeur relâche la pédale de frein, il y a perte de compression ; l’air comprimé revient en compression grâce au moteur et non dans les phases de décélérations. Le système de freinage engendre une augmentation de la chaleur dans le circuit, avec la température extérieure il y a formation de condensation. Des purgeurs permettent d’évacuer cette eau de condensation ; en cas de mauvais fonctionnement ils sont une source de fuite. Le chauffeur gare son véhicule avec le frein de parking qui est purement mécanique. La commande pour l’enlever est pneumatique, si durant la période de non-utilisation, la pression d’air a diminué, le véhicule ne peut repartir. Il faut alors faire tourner le moteur et attendre que la pression d’air soit suffisante pour pouvoir rouler. Un autre système de sécurité existe aussi dans les cars. L’ouverture et la fermeture des portes se font grâce à l’air comprimé, si les portes sont ouvertes, le car ne peut repartir. L’air comprimé dans le freinage des poids lourds est donc un système très sûr (le circuit est double) mais il doit être correctement utilisé. Sur certains cars à boîtes automatiques, ainsi que sur les remorques des semi-remorques, on a un frein d’alignement (commande à la main). Sur route glissante, par exemple, son utilisation empêche le camion de se mettre en portefeuille. Mais il y a danger, quand on l’utilise comme frein de parking, en cas de perte de compression, il n’y a plus de frein. L’utilisation de l’air comprimé dans le système de freinage des véhicules lourds, montre que c’est un excellent transmetteur de forces vectorielles.
L’air comprimé est utilisé en ajout d’une compression initiale, c’est le cas du turbo des moteurs diesels.
Comme le montre la figure ci-dessus, on récupère le gaz d’échappements du véhicule, pour faire tourner une roue à ailettes. Cette roue est reliée, au rapport 1/1 à une autre roue à ailettes, dans un autre compartiment appelé turbo. Celui-ci va prendre l’air extérieur filtré par le filtre à air. La compression est alors augmentée et le couple moteur est plus important sans qu’aucune énergie ne soit prise sur le moteur. La même voiture avec le turbo, pourra monter une côte en 4è quand celle qui n’en a pas, devra monter en 3è.
C’est la même idée (utilisation d’une énergie disponible) qui a prévalu pour la fabrication de l’air comprimé dans les nouvelles Stations de Transfert d’Énergie (STE). Ici l’énergie disponible c’est le vent. Une éolienne à axe vertical développe un couple à son extrémité, un système d’engrenages réducteurs assure la transmission jusqu’aux pompes. Le vent fait tourner l’éolienne qui actionne les pompes. Les pompes sont placées dans un bâtiment fermé, placé sous l’éolienne, le seul endroit où peut passer l’air nécessaire aux pompes est le couloir de l’éolienne. L’éolienne entraîne les pompes, et la dépression d’air causée par les pompes entraîne l’éolienne. Un moteur électrique assure une vitesse de rotation constante de l’éolienne, mais aussi, quand il n’y a pas de vent, permet à l’éolienne de tourner, le mouvement perpétuel n’existe pas, hélas ! Mais même en l’absence de vent, la dépression causée par les pompes, allégera considérablement l’effort nécessaire au niveau du moteur électrique. L’avantage d’une éolienne à axe vertical est d’avoir un couple important car situé à son extrémité externe mais le moment est très faible en comparaison d’une grande éolienne à axe horizontal. Sur celles-ci, l’axe de rotation est très petit et le moment très important. On met alors une transmission par engrenages multiplicateurs (appelé simplement “multiplicateur”) afin que le rotor tourne à une vitesse optimum pour produire de l’électricité. Dans les STE, il faut envisager le contraire, c’est-à-dire une transmission par engrenages réducteurs, afin de vaincre la résistance qui s’exerce sur la crémaillère d’entraînement des pompes.
Source : http://www.agoravox.fr/actualites/technologies/