Large Automated Reflector Exothermic System

Bonjour à tous ! 

J'aimerai vous parler d'un projet étudiant que j'ai avec une équipe international. Le but serait d'obtenir l'électricité la plus verte possible grâce à l'énergie du soleil, et ce sans passer par des panneaux solaires. 
J'ai eu l'idée l'année dernière, et je l'ai proposé à un groupe d'étudiant pendant un Hackaton et depuis nous travaillons à connaître la faisabilité du montage + l'amélioration de l'idée --> Nous cherchons donc un Mentor pour pouvoir nous aiguiller (quelques profs de physique semblent intéressé mais aucun n'ont vraiment le temps)

Voici l'idée (d'abord le montage optique) : 

- Un premier miroir parabolique immense, mais pas parfait (le but n'étant pas de faire un télescope haha), qui fait converger sa lumière blanche (oui blanche car dans le cadre de l'expérience le LARES aurait accès à toutes les longueurs d'onde du soleil), ...

- Dans une première grosse lentille correctrice (si cela existe) dont le but sera de concentrer la lumière sur une...

- Seconde lentille qui sera l'entré du LARES. Une fois passée cette lentille, la lumière formera un cône dont au sommet il y a aura l'ouverture (ouverture dont la taille doit être minimale compte tenue des longueurs d'ondes en jeux) vers...

- Une sphère de miroir ou les photons vont être bloqué pour quelques dizaines de rebonds selon leurs angles d'incidence avant de faire le chemin inverse.  

Maintenant que nous avons ce montage le but va être de récupérer l'énergie des photons entrant dans la sphère. Pour ce faire voici ce que nous avons imaginer : 

Nous introduisons en vortex rétrécissant, des atomes d'un gaz sensible à la lumière, au niveau de l'entré du LARES, afin que chaque particules baignent dans le cône de lumière. 
Une fois le sommet atteint le gaz devrait être partiellement ionisé à cause de la concentration de lumière à ce point là (qui est l'entrée et la sortie de tout photons du système).
Ainsi le gaz entre dans la sphère en étant un peu ionisé. Le but sera ensuite de maintenir cette ionisation à l'intérieur de la sphère, en appliquant un champs magnétique, augmentant les chances de collisions, en continuant le vortex à l'intérieur.

Maintenant comment extraire l'énergie du système : 

- Dans un premier temps j'avais imaginé 2 solutions mélangé: 
        -  une fois le gaz chauffé à son maximum, envoyer les ions sur une turbine à très haute vitesse (grâce à deux grillages différemment chargé, comme dans certains moteurs ionique)
        -  extraction des électrons du gaz. Grâce à des électrodes sur les parois et ou dans une second chambre, récupérer tous les électrons afin de créer un courant électrique.

- Magnétohydrodynamique et moteur dynamo ? J'ai cru comprendre ne parlant avec quelqu'un que l'on pouvait "accrocher" un moteur à un gaz ionisé, entraînant le moteur sans qu'il y est de contact, grâce au champ magnétique du dit plasma.  

Cependant on m'a dit que jamais grâce au pouvoir du soleil je ne pourrai ioniser suffisamment le gaz afin de le manier en vortex dans la sphère. 


ps: si l'on utilise de la lumière polarisé, et qu'on construit un "one-sens filter" (je sais pas si ça éxiste), la lumière arriverait avec le bonne angle de polarisation, et une fois dans la sphère on le dépolariserait, puis il rebondirait sur le filtre jusqu'à rechanger de polarisation, pour avoir la bonne. 

pss: j'ai pleins d'autres axes de réflexion autour de ce sujet donc si je suis pas clair vous pouvez me poser des questions même si j'imagine que déjà à ce stade j'ai déjà fais des bourdes de raisonnement.

L'acronyme LARES existe déjà. C'est le Laser Relativity Satellite italien lancé en 2012. LARES 2 devrait être lancé cette année.

De plus, ce sujet n'a pas grand rapport avec la "Conquête spatiale"...

Le thème du Hackaton auquel nous avons participé était : comment produire de l'électricité sur la lune !

c'est la raison pour laquelle je parle de lumière blanche, au sommet d'un cratère sur un pole de la lune le LARES aurait un éclairage constant pouvant approvisionner des villages lunaire.

Ah, sur la Lune. C'est bien de le préciser.

Wakka a écrit:Ah, sur la Lune. C'est bien de le préciser.

Oui sur la lune ou en orbite, le but serait de récupérer une énergie supérieur à celle des panneaux solaires. Ce que je veux dire par là c'est que je pense pouvoir produire de l’électricité en grande quantité tant est que l'on ai un grand miroir primaire.

projet intéressant , même si j'ai du mal a conceptualisé le truc. tu aurais des schéma , même basique?
se qui me gène le plus c'est le coté ionisation. en lisant le début, je pensais qu'on aller finir sur une machine ditherme classique comme un moteur sterling qui a souvent un très bon rendement. la, on parle pas juste de chauffé mais carrément de ionisé, donc on doit apporté un niveau d’énergie bien supérieur , donc a puissance solaire égal, on traite un flux de gaz plus faible donc on pourrais être bien plus sensible a toute perte. de plus, alors qu'un gaz chaud c'est facile (selon le gaz utilisé) a géré niveau matériau en contact, un gaz ionisé est par nature agressif et risque d'usé les éléments du système (sur terre , on peut se permettre des maintenance régulière, sur la lune , c'est pas pareil....).
bref , je peux que t'encourager a continuer tes recherches, je serais intéresser par les conclusions. mais il ne faut pas présumé a l'avance d'un intérêt comparé au autre système.

phenix a écrit:mais il ne faut pas présumé a l'avance d'un intérêt comparé au autre système.

Oui c'est clair qu'à ce stade des travaux je n'ai aucune idée du rendement de la machine ! 

Pour l'érosion du miroir sphérique, je me suis dis que les particules ionisées pourrait être contenue grâce à un champs magnétique, loin de de la paroi.

phenix a écrit:projet intéressant , même si j'ai du mal a conceptualisé le truc. tu aurais des schéma , même basique?

https://www.spaceexplorationindustry.com/post/lares-large-automated-reflector-exothermique-system

C'est le seul moyen que j'ai trouvé d'envoyer toutes les photos que j'ai. 

Du coup c'est différents schéma, qui représentent différent stade de conception. Dans le cadre du Hackaton on pensait récolter les particules du vent solaire pour faire tourner la machine.

J'avoue que j'ai eu le même réflexe que @phenix à la première lecture, à savoir me demander quel serait le rapport énergie produite / énergie dépensée. Mais c'est un excellent exercice que de modéliser tout ceci, bonne chance dans la recherche d'un mentor !

Pour l'instant faudrait déjà qu'on est des preuves que ça puisse marcher...
En parlant du projet avec quelqu'un, il m'a parlé d'une loi disant "on ne chauffe pas plus chaud un corps que la chaleur du corps noir émettant la chaleur", même si j'y avais pas pensé avant, c'est tout a fait logique.
Il m'avait dit ça en rapport au fait que je ne serai jamais capable de chauffer de l'hydrogène suffisamment pour le magner electromagnetiquement même en concentrant la lumière du soleil entier.
C'est la raison pour laquelle j'ai parlé d'un gaz sensible a la lumière blanche, de l'hydrogène ne serait pas possible selon cette personne.

Bien sûr je n'ai pas précisé mais la sphère a une taille ridicule en comparaison du réflecteur.

Le fait d'en reparler m'a reposer des questions et des idées :

Mettre des électrodes a l'entrée de la sphère (point le plus chaud et où il y a surement le plus d'ionisation) de façons à ce que seulement les particules positives et neutre entre.
Je n'ai jamais étudié la "collision" entre ions/atomes, mais j'imagine que cela provoquerait quelques chose...


Sinon une fois arrivé dans la sphère le but est de maximiser les les collisions inter-particulles c'est pour ça que je parle de vortex. J'imagine qu'en condensant le flux ça augmenterait les collisions (par contre celles ci ne seront plus frontale donc moins énergétique... Il faudrait que je calcule (dans très longtemps vu mon niveau) si l'energie libéré par la collisions prévaut dans tous les cas (je ne suis pas clair mais ça l'est pas pour moi non plus haha).
J'ai vu qu'il existait un vortex parfait dans une sphère cependant je ne sais pas si ça serait la forme la plus intéressante pour le maximiser. vortex parfait --> champ magnétique le favorisant compliqué a créer ?

Au début je pensais à faire deux miroirs sphériques placé au point de convergence respectifs, cela aurait donné un nombre de traversée identique (6) peut importe l'angle d'entré excepté les photons centraux qui ne feraient qu'un aller retour. Ainsi j'étais sur
Cependant en faisant une simulation numérique pour 90 angles dans une sphère j'avais un rebond moyen de 72, ça m'a semblé donc plus intéressant.
(Ma simulation était plus lente que tout ce que vous pouvez imaginer haha)
En vient la question: ne serait ce pas plus intéressant de faire une forme favorisant le vortex d'un côté, et une paroi "granuleuse" favorisant certainement une plus grande quantité de photons, mais entraînant certainement une non-homogénéité.
Par exemple mon coéquipier imagine lui ça en cylindre (ça simplifie au passage les calculs) et est très intéressé par la turbine en sortie de processus.

Bon je me suis fais descendre sur le forum futura-sciences par rapport à cette idée....

Le site de Futura-Science est très bien mais les modérateurs et intérvenant du forum manquent souvent d'imagination. Le point positif c'est que ça oblige à une réel rigueur scientifique, même si ça reste dans un cadre assez "conformiste" ( si toutefois on peut employer ce terme en science ! ).
Si tu ne l'as pas encore fait, va taper à la porte de Techno-Science. Le site propose toujours des articles de qualité et même si leur forum n'est plus très actif, ils ont (ou avaient ) des spécialistes en énergie avec lesquels tu pourra avoir des discussions assez pointu.
Bonne chance pour la suite.