samedi 1 avril 2017

Augmenter le rendement d'un radiateur: l'énergie gratuite

CET ARTICLE ETAIT UN POISSON d'AVRIL (pour tout ceux et celles qui n'avaient pas compris)


Bonjour à tous,

Aujourd'hui, nous allons utiliser la science et un Arduino pour gagner sur nos factures électriques. Une action intéressante à la fois pour notre porte-monnaie et pour la planète.





Nous allons utiliser les propriétés de l'accélération thermique pour gagner quelques dizaines de % de rendement sur nos radiateurs.


Tout d'abord voyons un peu le phénomène, en observant l'évolution de la température d'un radiateur électrique quand il est en marche:




On voit bien que le radiateur monte en température de façon à peu près linéaire, puis il atteint une limite (l'apport énergétique en électricité est alors égal aux dissipations thermiques dans la pièce), puis la pièce arrive à température et le radiateur est alors coupé électriquement. Sa température tombe alors doucement.
Ce schéma est un schéma de principe: les montées et descentes ne sont bien entendu par forcément linéaires dans la réalité.

Ce qui est important de comprendre, c'est ce qui se passe si on coupe l'alimentation électrique lors d'une phase de montée en température:




On voit très nettement que si le radiateur est "coupé" pendant une phase de montée en température, la courbe continue à grimper légèrement. C'est ce qu'on en langage de thermicien: l'inertie d'accélération thermique.
Si vous avez suivi un peu de cours de maths de terminale, vous comprendrez facilement le phénomène. 
L'accélération de température, comme quasiment tous les phénomènes physiques ne peut pas être discontinue (dv/dt). Or un point d'inflexion sur la courbe de température imposerait une discontinuité sur la courbe d'accélération qui est sa primitive  (un mot qui doit vous rappeler de bons souvenirs de maths). 

Soit T(x) la courbe de température. T'(x) (sa fonction dérivée) est alors la courbe d'accélération. L'accélération ne pouvant être discontinue, la température ne peut pas avoir de point d’inflexion. Elle est donc obligée de continuer à monter en température (en ralentissant bien évidemment) alors que l'on coupe l'électricité.

Nous allons donc exploiter ce phénomène en appliquant des micro-coupures pendant la phase de montée en température.

Schéma de principe:




Pendant ces micro-coupures, la température du radiateur continue à grimper "gratuitement". 


Réalisation du dispositif "Energie gratuite":

Comme ma maxime préférée est celle de Lavoisier:  « Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme », je vais donc réaliser mon dispositif avec le maximum de récup: pas besoin de changer de radiateur, un vieil Arduino qui traîne, deux trois composants récupérés à droite à gauche, un boitier de récup....

Schéma de principe: 




J'ai testé ce système depuis un an. La création de 4 boitiers m'a coûté 80€ et m'a permis de faire baisser ma facture de 17,32% (soit 150€) sur un an. Le système est donc amorti dans l'année et c'est un gain que j'aurais maintenant tous les ans.


Si vous voulez les plans et le programme, vous pouvez m'envoyer un mail à: aprilfoolsday@gmail.com

5 commentaires:

  1. Bonjour,
    je suis très sceptique sur ce phénomène physique appelé "accélération thermique". J'ai du mal à le rattacher à quelque chose de réel. Comment la température pourrait continuer à monter, alors qu'on n'apporte plus d'énergie?
    OK, je viens de comprendre... ;)

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    1. Ce commentaire a été supprimé par l'auteur.

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  2. L'hiver a été plutôt doux... Pouvez vous comparer votre variation de coût de chauffage avec la variation d'un de vos voisins ?
    Parce que là, 17% de moins sur un ans, avec toutes les variables qui ont changées, ça veut rien dire... Je suis curieux de connaître la réel économie...

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  3. Salut,
    J'ai repris ton principe de montage et j'ai testé sur le radiateur de mon grenier. Problème : tu n'indiques pas à quelle fréquence il faut "hacher" l'alimentation. Du coup j'ai fait des essais avec plusieurs fréquences. Et curieusement, alors qu'on devrait s'attendre à un gain croissant avec la fréquence (si j'ai bien compris l'explication sur l'accélération), j'obtiens un gain maximum à 25Hz (-12% environ de conso). Y a-t-il un lien avec le 50Hz d'EDF ?

    Amicalement,
    Danio Rerio

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