L'Industrie et l' Optimisation de l'Ă©nergie...
Watt n’est pas vraiment l’inventeur de la machine à vapeur mais il a apporté des améliorations fondamentales aux machines à vapeur précédentes.
L’invention du condenseur séparé a amélioré l'efficacité thermique, ce qui a réduit la quantité de charbon consommée pour produire la même quantité de travail qu'une machine de Newcomen.
La machine à vapeur de James Watt a lancé la révolution industrielle.
La plus ancienne machine de Watt encore existante est la Old Bess de 1777, aujourd'hui au Musée des sciences de Londres.
La production dans les industries
Le seul exemplaire de Mule-jenny subsistant en France, datant de 1825, au musée de la Filature des Calquières…
À l'heure du début de la révolution industrielle, dans la course à l'industrialisation, deux secteurs s’envolent avant les autres: Le textile et la sidérurgie.
Tous les progrès dans la mécanisation du filage (qui culminèrent dans l’invention de la « mule-jenny ») jouèrent un rôle important dans la considérable expansion de la production textile.
La mule-jenny était trop encombrante pour la plupart des maisons, la production textile s’est donc déplacée vers les manufactures.
D’abord actionnée par la force hydraulique, la machine utilisa plus tard la vapeur comme source d’énergie.
Optimiser la combustion grâce au préchauffage
Historiquement trois innovations ayant permis d'atteindre les hautes températures nécessaires à la fusion de la fonte et du laitier dans les hauts fourneaux sont considérées comme essentielles :
- L'utilisation des Ă©nergies hydrauliques ou Ă©oliennes pour le soufflage de l'air de combustion.
- Le remplacement du bois par la houille (début du 18e S).
- Le préchauffage de l'air de combustion (milieu 19e S).
Ce dernier point est très intéressant !
La combustion d'un gaz est plus vive avec de l'air chaud qu'avec de l'air froid…
Mais intuitivement les maîtres de forges pensaient que l’air froid attisait mieux le feu.
Cette erreur venait du fait que l’air froid est moins humide !
Donc quand un ingénieur (Seddeger) leur propose de préchauffer l'air de combustion pour améliorer leur rendement, ils n’accueillent pas l’idée avec intérêt.
En 1828, James Beaumont Neilson brevette une amélioration consistant à préchauffer l’air soufflé dans le haut fourneau…
Même en tenant compte de la consommation de combustible du préchauffeur d’air, la chaleur apportée permet une économie globale de charbon jusqu’à 33% !
Plus tard la récupération des gaz du gueulard dont la combustion fournit une énergie thermique autrefois perdue servira de combustible au préchauffeur d'air.
Les régulateurs pour gérer efficacement l'énergie...
La répétition d’une réaction entraîne son amplification continuelle ou son extinction progressive…
Pour faire simple si on brûle un combustible pour chauffer une cuve, on augmente sans arrêt la température… Si on veut maintenir une température donnée, on a besoin de réguler.
L’automatique permet de commander un système en respectant un cahier des charges (rapidité, précision, stabilité…).
En 1788 James Watt (encore lui) pose la première pierre de l’automatisation avec le régulateur à boule.
Le principe du régulateur à boules est à la fois simple et génial…
Plus la machine à vapeur fait tourner vite le régulateur et plus les boules de celui-ci vont s’éloigner par la force centrifuge et ce déplacement entraîne une fermeture proportionnelle de la vanne qui aura pour effet de ralentir le système. Le ralentissement entraînera au contraire l’ouverture de la vanne.
Le principe de la boucle de rétroaction est inventé !
Watt a inventé une machine qui s’autorégule…
Améliorer les performances énergétiques de votre entreprise
13 leviers à la loupe. Leurs avantages et inconvénients.
