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Avancées en thermodynamique et thermoéconomie circulaire traite de deux composantes essentielles de la physique de l’énergie : les fondements et les critères.
Dans la première partie, les auteurs couvrent la base historique des modèles de Carnot, les cycles thermostatiques des pompes à chaleur à double fonction et l’optimisation des moteurs thermomécaniques. Ils discutent des résultats de diverses recherches, rassemblant notamment un certain nombre de travaux antérieurs.
Dans la seconde partie, le concept de « thermoéconomie circulaire » est introduit et les coûts physiques du recyclage des déchets sont évalués à travers des processus industriels de plus en plus complexes. L’énergie libre relative est présentée, ce qui permet de créer une nouvelle théorie mathématique des coûts thermodynamiques afin de diagnostiquer les dysfonctionnements des systèmes thermiques.
L’ouvrage étudie l’évolution des connaissances sur l’existence des énergies successives, de la puissance et de l’efficacité, et les associe aux aspects économiques qui sont déjà liés aux préoccupations environnementales croissantes.
1. De la thermodynamique de l’équilibre à la thermodynamique irréversible
2. Cycles thermodynamiques dithermes : représentation en diagramme ternaire
3. Thermodynamique à vitesse finie
4. De la thermodynamique à la TODF, thermodynamique en dimensions physiques finies
5. Thermoéconomie circulaire : une théorie de comptabilisation du coût des déchets
6. La fonction d’énergie libre relative : une nouvelle approche du diagnostic thermoéconomique
Michel Feidt
Michel Feidt est professeur à l’Université de Lorraine dans le domaine de la thermodynamique et énergétique. Il est auteur de plusieurs publications sur le même thème.
Antonio Valero-Capilla
Antonio Valero-Capilla est membre plénier du Club de Rome et professeur émérite à l’Université de Saragosse, il est également membre fondateur de la fondation CIRCE et de l’ASME.
Chapitre 1
De la thermodynamique de l’équilibre à la thermodynamique irréversible (pages : 15-49)
Ce chapitre rapporte de la thermodynamique classique de l’équilibre. Appliqué à la chaleur et aux moteurs : cycle de Carnot, Energie, puissance puis rendement. Les bases de la thermodynamique restituent les résultats classiques, mais ouvrent aussi sur le compromis à venir entre transfert et conversion d’énergie.
Chapitre 2
Cycles thermodynamiques dithermes : représentation en diagramme ternaire (pages : 51-90)
Ce chapitre propose une représentation graphique unifiée du fonctionnement des systèmes dithermes en diagramme ternaire. Les différents modes de fonctionnement, caractérisés par le signe des flux d’énergie échangés, ainsi que les performances du système peuvent être aisément déduits par une analyse graphique simplifiée par l’introduction des coordonnées polaires. Les différentes applications proposées illustrent la portée de cette approche graphique originale.
Chapitre 3
Thermodynamique à vitesse finie (pages : 91-135)
Ce chapitre porte sur la thermodynamique à vitesse finie. Cette démarche qui combine1er et sd principe pour les processus a vitesse finie aboutit à la méthode dite directe. Elle est appliquée aux moteurs de Stirling, Carnot, Otto, diesel. Il en résulte une étude analytique de la puissance optimale et l’efficacité du moteur. On insiste sur la production d entropie par forfait ou ratio.
Chapitre 4
De la thermodynamique à la TODF, thermodynamique en dimensions physiques finies (pages : 137-160)
Ce chapitre rapporte de la thermodynamique à dimension physique finie. C’est une généralisation de diverses approches précédentes. La gradation va du moteur de Carnot irréversible, au moteur de Chambadal puis celui de Curzon-Ahlborn . Une variante avec contrainte de transfert de chaleur vers le convertisseur On insiste sur la production d entropie par forfait ou ratio.
Chapitre 6
La fonction d'énergie libre relative : une nouvelle approche du diagnostic thermoéconomique (pages : 227-250)
Ce chapitre présente la fonction énergie libre relative et sa température de détérioration associée qui permet d'évaluer les coûts thermodynamiques pour diagnostiquer les dysfonctionnements dans les systèmes thermiques. Une relation exacte entre l'augmentation des ressources compensatoires et la production supplémentaire d'entropie causée par la détérioration du composant est obtenue. L'exergie peut-elle être remplacée par l'ELR dans les diagnostics thermo-economiques ?
Chapitre 5
Thermoéconomie circulaire : une théorie de comptabilisation du coût des déchets (pages : 161-225)
La théorie de la thermo-économie circulaire est présentée pour évaluer le coût physique de recyclage des déchets dans des processus industriels. Elle est basée sur la généralisation de l'idée de déchet en tant qu'irréversibilité externe qui génère de l'entropie en dehors du système. Cette méthodologie s'étend également à l'économie circulaire et à la symbiose industrielle.
