Moteur Pantone

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Le système PMC Pantone ou Gillier Pantone est un procédé d'injection de gaz hydrogènes issu du vapocraking, retrofittage ou retrofitting en anglais, de vapeur d'eau par choc thermique dans l'alimentation du carburant des moteurs à explosion, ou Moteur à combustion interne en particulier anciens pour des raisons techniques, toutefois il est possible dans un système d'injection électronique d'utiliser cette technique sous réserve de moyens technologiques appropriés. Certaines études académiques ou industrielles montrent que cette technique ne réduit ni la consommation de carburant, ni l'émission de pollution par rapport aux moteurs modernes à puissance développée égale[1], alors que d'autres indiquent le contraire. En effet, un rapport d'ingénieur sur le procédé GEET de P. Pantone prouverait l'intérêt de cette technique * voir liens externes et bibliographie.[Lesquels ?][réf. insuffisante]

Introduction[modifier | modifier le code]

Le système Pantone, dit aussi retro-fittage ou vapo-cracking, puisqu'il s'agit selon ses protagonistes de la production d'un gaz hydrogène. Ce système n'a pas pour seule origine Paul Pantone.

Électrolyse de l'eau[modifier | modifier le code]

Des technologies peuvent générer de l'hydrogène gazeux : générateurs HHO, Dry-cell en anglais existent. À la différence toutefois qu'elle serait produite par électrolyse dans cet exemple. De nombreuses recherches sur les procédés de production de gaz hydrogène par électrolyse sont marquées par le dépôt d'au moins 38 brevets à cet effet[2]. D'autres procédés de vapocracking antérieurs à celui de Paul Pantone furent utilisés et brevetés. Mais ces générateurs ne prétendent pas pouvoir générer plus d'énergie qu'ils n'en consomment.

Injection d'eau dans les moteurs[modifier | modifier le code]

L'injection d'eau ou vapeur d'eau dans les moteurs des avions de chasse Warbird (comme le Focke-Wulf Fw 190 ou le North American P-51 Mustang) durant la Seconde Guerre mondiale était essentiellement liée à des problèmes de refroidissement pour ses moteurs très puissants. En utilisant un mélange d'eau et de méthanol, cette injection permettait d'augmenter la puissance tout en limitant la surchauffe du moteur et permettait d'utiliser cette puissance pendant un moment relativement court, par exemple au moment des combats aériens.

L'injection d'eau dans le gazole pour les moteurs Diesel d'anciennes générations, exemple : avec pompes à injection, est utilisé dans certains cas par des mécaniciens et garagistes pour nettoyer les moteurs et passer le contrôle technique[réf. nécessaire]. Cela permet de chasser efficacement les impuretés et de diminuer la pollution due aux imbrûlés.

Paul Pantone[modifier | modifier le code]

Paul Pantone né en 1950 à Détroit, est un inventeur américain qui a déposé un brevet no US5794601[3] pour son « processeur multi-carburants Geet » qu'il a conçu seul. Il a rendu libres et publics tous les plans de son invention.

En 2005, aucune équipe ou compagnie industrielle ne commercialisait le procédé et Paul Pantone a été condamné pour escroquerie et incarcéré pendant deux semaines le , à cause de plaintes de clients peu satisfaits. Il a ensuite été hospitalisé dans un hôpital psychiatrique de l'Utah[4], dont il est sorti le [5].

Principe[modifier | modifier le code]

Pantone a proposé de mélanger de l'eau au carburant, et de préchauffer ce mélange à l'aide des gaz d'échappement. Ce procédé a par la suite été modifié par de nombreuses personnes, comme Antoine Gillier[6].

Analyse scientifique[modifier | modifier le code]

Au-delà des affirmations concernant les résultats obtenus par ce type de moteur, des critiques existent concernant les justifications techniques et scientifiques données par les défenseurs du système.

Hydrogène[modifier | modifier le code]

Une explication couramment évoquée est la thermolyse des molécules d'eau qui produirait du dihydrogène H2 qui, se mélangeant avec le carburant, en augmenterait le rendement. Cette explication contrevient à nos connaissances de chimie et de thermodynamique élémentaires car l'eau est plus stable que le dihydrogène et le dioxygène pris séparément. Ainsi,

2 H2 + O2 → 2 H2O + Q
(où Q est la quantité de chaleur, ou énergie, produite par la réaction)

Si l'on veut pouvoir casser cette molécule d'eau, il faut donc pouvoir lui apporter suffisamment d'énergie ou de chaleur c'est-à-dire,

2 H2O + Q → 2 H2 + O2
avec Q strictement égal au premier

Cette réaction commence à se produire, significativement, pour des températures supérieures à 2 000 °C[7], dans les moteurs les plus sollicités à cycle Beau de Rochas, on atteint 800 °C.'], sur le site motorlegend.com</ref>, en outre, si cette réaction avait réellement lieu, le moteur se désagrégerait très rapidement. En effet, le fer contenu dans l'acier du moteur est nécessaire à la thermolyse de l'eau : sans composé capable de s'oxyder (comme le fer), l'oxygène se recombinerait spontanément avec le dihydrogène pour reformer de l'eau. Dans un moteur contenant du fer ou un de ses alliages, et sous réserve de températures suffisantes, non rencontrées dans les faits, ce phénomène entraînerait sa destruction à court terme du fait de l'oxydation du fer ainsi que l'adsorption du dihydrogène.

Récupération d'énergie[modifier | modifier le code]

L'idée est de récupérer l'énergie sous forme de chaleur pour la réinjecter dans le moteur. Or, cela réduit grandement le rendement du moteur. En effet, le mélange air-carburant constitue la source froide dans un tel système et l'explosion produit la source chaude ; si le gaz introduit est réchauffé, la source froide et la source chaude seront à température plus élevée ce qui entraînera une perte nette de rendement.

L'utilisation du cycle de Carnot permet de conclure que l'efficacité maximale d'un moteur (\tau_{max}) est égale à l'unité moins le rapport des températures de la source froide ({T_f}) sur celle de la source chaude ({T_c}) : \tau_{max} = 1 - \frac{T_f}{T_c}.

En augmentant la température de la source froide de x, on augmente aussi la température de la source chaude de x dans le meilleur des cas (rendement le plus élevé).

Ainsi, \tau_{pantone} = 1 - \frac{T_f + x}{T_c + x} est strictement inférieur à \tau_{max} = 1 - \frac{T_f}{T_c} pour tout x strictement positif et avec T_f<T_c et 0<T_c. Par exemple : 1 - \frac{2}{3} < 1 - \frac{1}{2}.

En fait, pour augmenter l'efficacité, il faut augmenter la température de la source chaude {T_c} et/ou baisser la température de la source froide {T_f} (ce que fait, par exemple, l'échangeur de chaleur entre un (turbo)compresseur et le moteur suralimenté). Pantone postule l'exact inverse.

En outre, un gaz se dilate quand sa température augmente (c'est l'effet recherché dans la combustion du moteur thermique) et, si on réchauffe le mélange carburé avant son introduction, il y en a moins (en masse et à pression constante) qui réagit dans la chambre de combustion. Ceci implique de réaliser un nombre plus élevé de cycles (augmentation du régime moteur et/ou allongement du temps de fonctionnement) et/ou d'augmenter la pression d'admission (ouverture du papillon) pour un bilan énergétique donné.

Vapocraquage[modifier | modifier le code]

Une autre explication souvent avancée est la possibilité de vapocraquage du carburant. Encore une fois, s'il est possible d'obtenir des carburants à plus haut rendement, le craquage aura consommé une quantité équivalente d'énergie du fait de la loi de conservation de l'énergie.

On ne rencontre ni les temps caractéristiques ni les pressions caractéristiques d'un vapocraquage pour les températures données dans un système Pantone. La forme des fours tient aussi une grande importance dans le produit obtenu après craquage[8].

Plasma[modifier | modifier le code]

Une définition usuelle d'un plasma est « gaz ionisé », c'est-à-dire un gaz constitué de particules chargées. Son existence au sein du moteur est aussi une revendication faite par certains défenseurs du système Pantone. Cette revendication peut être considérée comme tout à fait juste puisqu'une simple flamme de bougie, une simple étincelle peut être considérée comme un plasma. Néanmoins, cela ne se retrouve aucunement dans le principe de l'orage (le plasma est généré par des éclairs qui sont eux-mêmes générés par l'orage et non l'inverse) contrairement à ce qui est souvent affirmé. Surtout, cela n'explique ou n'aide en rien à la formation de dihydrogène.

Preuve en est que le résultat de la thermolyse de l'eau n'est pas un plasma puisque dans le cas de la dissociation des molécules d'eau, on parle de « rupture hétérolytique » (2 H2O → H3O+ + OH-), H3O+ (cation Hydronium) et OH- (anion Hydroxyde) qui sont des ions [réf. incomplète], et leur séparation ne forme pas un gaz.

Hypothèses[modifier | modifier le code]

Réelle influence de la vapeur d'eau[modifier | modifier le code]

Une partie du gaz injecté dans la chambre de combustion est de la vapeur d'eau, inerte dans ces conditions de température et de pression (si elle ne l'était pas, elle oxyderait le fer de la paroi et dégraderait le moteur). Elle ne participe pas à sa combustion, n'étant ni carburant ni comburant, et se comporte comme l'azote contenu dans l'air qui ne fait que diluer le mélange détonant.

Cette dilution n'a pour l'instant pas été prouvée, car elle équivaudrait à une diminution de la cylindrée moteur, ce qui ne semble pas possible compte tenu des résultats sur bancs d'essais des moteurs après modifications (plus de couple moteur à vitesse de rotation égale)[réf. nécessaire].

Il s'agit, très vraisemblablement, d'un effet de compression : même si l'eau injectée dans la chambre de combustion est sous forme de vapeur, cette eau repasse par l'état liquide au moment de la descente du piston puisque cette aspiration par le piston refroidit le cylindre. Au moment de la combustion, l'eau se vaporise et augmente donc la pression dans la chambre de combustion, de la même manière qu'un turbo-compresseur.

Le barbotage (fait de passer un gaz dans un liquide) des gaz d'échappement peut largement expliquer les « bons » résultats du système. En effet, le CO2, comme de nombreux polluants, est facilement absorbé par l'eau (qui devient noire assez rapidement, indice de présence éventuelle d'hydrocarbures). Ainsi, il n'y aurait pas élimination de la pollution, mais un déplacement d'une partie de celle-ci : au lieu de polluer l'atmosphère, on « pollue » cette eau qui est envoyée dans l'admission sous forme de vapeur, le principe de recirculation des gaz est déjà utilisé avec la vanne EGR.

L'eau de barbotage se trouverait rapidement saturée par l’augmentation de la concentration de particules imbrulées dans le réservoir du système, qui, renvoyées dans l'admission d'air rendraient (après une période de « rodage ») toutes mesures des gaz d’échappement strictement identique à celles pratiquées sur un moteur non équipé d'un Pantone.

Sous les conditions de températures et de pression régnant dans le moteur, les réactions d'oxydation sont très importantes en présence d'eau, ce qui réduit la durée de vie du moteur. Cependant, le faible recul sur ces installations ne permet pas d'affirmer qu'ils entraînent un vieillissement prématuré du moteur.

Théorie du complot[modifier | modifier le code]

Une théorie du complot veut que la technique Pantone ne soit pas diffusée car cela irait à l'encontre des intérêts de l'industrie pétrolière. Les partisans de cette théorie réfutent les études des scientifiques académiques et des industriels au motif que ces derniers seraient liés au lobby pétrolier.[réf. nécessaire][9]

Notes et références[modifier | modifier le code]

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • (en) WO8203249A1 : A reactor for transforming water and carburant for use as a fuel mixture de Jean-Pierre Chambrin
  • (en) WO8204096A1 : A reactor to transmute the matter which using any fuel in its solid, liquid or gaseous state de Jean-Pierre Chambrin
  • (en) US4177779 : Fuel economy system for an internal combustion engine de Thomas Ogle
  • (en) US5425332 : Plasmatron-Internal combustion engine system par le Massachusetts Institute of Technology (MIT)

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

Lexiques[modifier | modifier le code]

  • Vapocracking : terme anglophone synonyme de vapocraquage ou retrofittage, reformage, cracking thermique, thermolyse de l’eau, en français.
  • Les générateurs HHO à plaques, dont font partie les Dry Cells, sont actuellement les plus efficaces sur le marché des générateurs de gaz hho[réf. nécessaire].