Brevet FR2202264A1 — publié le 19740503

La présente invention concerne un appareil destiné à absorber l'énergie des ondes électromagnétiques. Plus particulièrement, la présente invention concerne un appareil destiné à absorber lténer- gie des ondes électromagnétiques, apte à transformer directement l'énergie électromagnétique telle que celle du rayonnement solaire en chaleur intense pour des applications industrielles ou domestiques. Une énergie d'onde électromagnétique est représentée par l'énergie du rayonnement solaire. L'intensité moyenne du rayonnement solaire au niveau de l'orbite du soleil autour de la terre est d'environ 0,1 W/cm2 (1.000.000 kW d'énergie par km2). La courbe spectrale de l'énergie du rayonnement solaire a une pointe au voisinage d'une longueur d'onde de 0,5 f . La température de couleur de l'énergie du rayonnement est de 59000K. L'énergie solaire peut tout à fait être considérée comme étant infinie. Si cette énergie solaire peut être convertie directement en chaleur à haute température avec un bon rendement, alors elle servira de source de chaleur permanente débarrassée de toute pollution de l'environnement. Comme moyen de conversion de l'énergie solaire en énergie électrique, il a été proposé un procédé dans lequel l'énergie solaire est captée et convertie en énergie électrique au moyen d'une installation de puissance spatiale consistant en une batterie solaire et un moyen de tranmission de puissance formé d'un cible supracon ducteur et envoyée sur une orbite spatiale située autour de la terre, et cette énergie électrique est transmise au moyen de faisceau de micro-ondes à un appareil de réception de puissance situé sur la terre. Il a été également proposé un autre procédé qui implique l'usage d'un tuyau cylindrique en verre aligné avec une plaque réfléchissante de manière que l'énergie solaire vienne heurter le tube en verre à un niveau d'énergie contrôlé d'environ 560Ce, soit accumulée sous forme de chaleur dans du sodium liquide contenu dans le tube en verre puis consommée pour faire tourner une turbine et générer de l'énergie électrique. Il a été proposé encore un autre procédé qui, au moyen d'un miroir réfléchissant installé à la surface de la terre, recueille les rayons du soleil en un point focal pour produire de la cha leur à 20000C dans un four ou une chaudière destiné à générer de l'énergie MHD, convertissant l'énergie solaire en énergie électrique. Ces procédés en sort tous au stade de l'expérimentation et n'ont pas encore été développés au niveau de l'utilisation pratique. Voilà comment se présente le problème. L'objet fondamental de la présente invention est de mettre en oeuvre un appareil destiné à absorber de façon efficace une énergie électromagnétique telle que celle du rayonnement solaire. Pour atteindre l'objet mentionné ci-dessus, l'appareil d'absorption de l'énergie des ondes électromagnétiques conforme à la présente invention comprend un élément fondamental en forme de tuyau parfaitement conducteur, un élément d'absorption de la chaleur placé en contact étroit avec la surface extérieure de cet élément fondamental, une membrane à perméabilité sélective permettant le passage des seules longueurs d'onde souhaitées de l'énergie électromagnétique et placée sur cet élément d'absorption de la chaleur, et un agent de transfert de la chaleur qui circule à l'intérieur de cet élément fondamental parfaitement conducteur, grâce à quoi les rayons du soleil sont concentrés sur l'élément d'absorption calorifique de façon que l'énergie soit absorbée sous forme de chaleur par cet élément d'absorption de chaleur, la chaleur absorbée est amenée à travers cet élément fondamental parfaitement conducteur jusqu'à l'agent de refroidissement pour élever la température de celui-ci, et l'agent de refroidissement qui a maintenant une température élevée est récupéré et mis en service. Cette membrane à perméabilité sélective permet la pénétration d'ondes électromagnéti ques ayant seulement des longueurs d'onde (d'environ 0,3 à 2,0# 1 ) prévues pour être absorbées par le présent appareil et réfléchit les ondes électromagnétiques de toutes les autres longueurs d'onde .Par conséquent, l'énergie des ondes électromagnétiques qui ont traversé la membrane est absorbée par l'élément d'absorption calorifique et l'énergie rayonnante émise par l'élément d'absorption calorifique est à nouveau réfléchie sur cet élément d'absorption de chaleur par la membrane, ce qui a pour résultat que l'énergie électromagnétique est absorbée avec un rendement élevé. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints dans dans lesquels t# rivure 1 est un Graphique représentant la courbe spectrale de l'énergie du rayonnement solaire; La figure 2 est une vue en coupe de l'élévation latérale d'un mode de réalisation préféré du dispositif absorbant l'énergie des ondes électromagnétiques conforme à la présente invention; La figure 3 est une vue en plan agrandie de l'élément à perméabilité sélective conforme à la présente invention; La figure 4 est un graphique représentant les caractéristiques de la membrane à perméabilité sélective illustrée à la figure 3;; Les figures 5 et 6 sont des vues en coupe en élévation latérale d'autres modes préférés de réalisation du dispositif d'absorption de l'énergie d'ondes électromagnétiques conforme à la présente invention; Les figures 7 et 8 sont des vues en coupe en élévation latérale d'encore d'autres modes préférés de réalisation de la membrane à perméabilité sélective conforme à la présente invention; La figure 9 est un graphique représentant les caractéristiques de la membrane à perméabilité sélective illustrée à la figure 7; Les figures 10 et 11 sont des vues en coupe en élévation latérale d'autres modes préférés de réalisation du dispositif d'absorption d'énergie d'ondes électromagnétiques conforme à la présente invention; La figure 12 est une vue en plan du mode préféré de réalisation illustré à la figure 11;; La figure 13 est un schéma explicatif illustrant le principe de fonctionnement du dispositif d'absorption de l'énergie des ondes électromagnétiques utilisant une cellule de conversion lumièrechaleur comme élément d'absorption de l'énergie des ondes électromagnétiques conforme à la présente invention; La figure 14 est un graphique représentant les caractéristiques de la cellule de conversion lumière-électricité en fonction de la longueur d'onde; La figure 15 est une vue cavalière illustrant un mode préféré de réalisation de la cellule de conversion lumière-chaleur selon la présente invention; La figure 16 est un schéma explicatif montrant le fonctionnement de la cellule de conversion lumière-chaleur illustrée à la figure 15;; La figure 17(A) est une vue latérale montrant un autre mode préféré de réalisation de la cellule de conversion lumièrechaleur conforme à la présente invention; La figure 17(B) est une vue en plan de la cellule de conversion lumière-chaleur illustrée à la figure 17(A); La figure 18 est une vue en coupe illustrant un mode préféré de réalisation du dispositif d'absorption d'ondes électromagnétiques conforme à la présente invention; Les figures 19 et 20 sont des vues en coupe illustrant d'autres modes préférés de réalisation du dispositif d'absorption d'ondes électromagnétiques conforme à la présente invention; Les figures 21 et 22 sont des vues cavalières représentant une pluralité d'unités d'absorption d'ondes électromagnétiques conformes à la présente invention disposées en parallèle; et La figure 23 est un diagramme explicatif illustrant un exemple d'un dispositif utilisant le dispositif d'absorption d'ondes électromagnétiques de la présente invention. Le spectre de l'énergie solaire représentatif des énergies d'ondes électromagnétiques est représenté sur la figure 1 (courbe I). Sur le graphique, l'axe vertical représente l'intensité relative de l'énergie et l'axe horizontal la longueur d'onde en microns. L'énergie solaire a son intensité maximum au voisinage d'une longueur d'onde de 0,5je ret a une température de couleur de 59000K. Sur ce graphique, la caractéristique d'un corps noir à une température de couleur de 7000K est représentée par la courbe II. Cette courbe Il indique que la fraction de l'énergie solaire correspondant à la température de couleur de 7000K a une longueur d'onde d'environ 4,5 P et que l'intensité de l'énergie à cette longueur d'onde est extrêmement faible comparativement à celle d'une longueur d'onde d'environ 0,5 y .La plus grande partie de l'énergie solaire est concentrée dans l'intervalle des longueurs d'ondes comprises entre 0D et 2j . L'énergie solaire déversée sur chaque kilomètre carré de la surface de la terre situé perpendiculairement aux rayons du soleil n'est pas loin d'environ 1.000.000 kW. Si cette énergie électromagnétique est absorbée avec un bon rendement sous forme de chaleur à température élevée, elle peut être utilisée comme source d'énergie infinie et non polluante ne nécessitant pas de combustible. Afin que l'appareil d'absorption d'énergie électromagnétique absorbe avec un bon rendement les énergies électromagnétiques, il faut qu'il possède les caractéristiques suivantes (1) L'absorption exprimée en pourcentage par rapport aux ondes élec tromagnétiquesdans la zone de longueur d'onde (environ 0,3 à 2 u ) prévue pour être absorbée par l'appareil devrait être aus si voisine que possible de 100 %. (2) Les pertes possibles de l'énergie calorifique absorbée par rayôn- nement devraient être minimisées. Afin d'éviter que l'énergie calorifique absorbée ne rayonne, le coefficient de rayonnement devrait être extrêmement faible dans toute la gamme des longueurs d'onde qui est supérieure à celle de longueurs d'onde des on des électromagnétiques incidentes. (3) L'énergie calorifique devrait être absorbée par un élément bon conducteur de la chaleur ou un milieu de transfert de la chaleur et pour minimiser les pertes possibles par rayonnement, l'élé- ment d'absorption calorifique devrait avoir une température uni forme. (4) Pour accrottre le rendement utile de l'énergie calorifique ab sorbée, la conversion en énergie calorifique devrait avoir lieu à température aussi élevée qu'il est permis. La présente invention vise à prévoir un appareil d'absorption de l'énergie électromagnétique qui satisfasse les caractéristiques mentionnées ci-dessus. Cet appareil, par conséquent, a la structure fondamentale suivante (1) L'appareil a une structure géométrique accordée aux ondes élec tromagnétiques ayant des longueurs d'onde comprises dans la zo ne (environ 0,3 à 2,0 P ) choisie pour être absorbée par l'ap pareil. (2) La structure de l'appareil est telle que l'énergie calorifique une fois absorbée est piégée alors que les énergies rayonnantes émises par l'élément d'absorption calorifique ont des longueurs d'onde situées en dehors de la zone de longueurs d'onde retenues pour être absorbées par l'appareil et -sont par conséquent réflé chies. (3) La structure est ainsi conçue que la chaleur absorbée dans l'élément d'absorption calorifique doté d'un pouvoir absorbant élevé en pourcent est transférée pour être absorbée par un métal bon conducteur de la chaleur, uniformisant la répartition de température dans l'élément d'absorption calorifique et par con séquent minimisant les pertes possibles de chaleur par rayonne ment. Des modes préférés de réalisation de l'appareil d'absorption d'énergie électromagnétique doté de cette structure fondamentale conforme à la présente invention vont être décrits en référence aux dessins d'accompagnement. L'appareil d'absorption selon la présente invention consiste en un élément 23 servant à concentrer l'énergie électromagnétique et en un élément d'absorption 1 servant à absorber efficacement l'énergie des ondes électromagnétiques concentrées. La figure 2 est une vue en coupe en élévation latérale d'un mode préféré de réalisation de l'élément d'absorption d'énergie d'ondes électromagnétiques conforme à la présente invention. Cet élément comprend un tuyau 2 en métal de conductivité très élevée pouvant être en cuivre ou en tout autre matériau et dans lequel circule un agent de refroidissement, un élément 3 d'absorption calorifique tel qu'un corps noir doté d'un coefficient élevé d'absorption calorifique et disposé en contact étroit sur la surface extérieure du tuyau métallique 2, et une membrane à perméabilité sélective 4 en forme de treillis en un métal chimiquement stable tel que, par exemple, le platine ou l'acier inoxydable et placée en contact étroit à la surface extérieure de l'élément d'absorption calorifique 3. Cette membrane perméable 4 peut être formée par dépôt sous vide sur un support 16 tel qu'un tuyau en verre à haute teneur en silice ayant un pouvoir élevé de perméabilité à la lumière. La figure 3(A) est une vue partielle agrandie de cette membrane à perméabilité sélective, où 4a représente les parties métalliques et 4b les parties perméables. Cette membrane à perméabilité sélective 4 peut comporter les régions métalliques 4a sous forme de points entourés par des régions perméables 4b comme illustré sur la figure 3(B).Les parties perméables de la membrane perméable sont éraes de telle man ère que les ondes électromagnétiques ayant des longueurs d'onde comprises dans la zone (environ 0,3 à 2 P ) choisie pour l'absorption par le présent appareil peuvent passer et les ondes électrcmag,nétiques ayant des longueurs d'onde supérieures à 2,9 P nr peuvent pas passer et sont réfléchies. La caractéristique de la membrane à perméabilité sélective 4 formée comme indiqué ci-dessus est représentée sur la figure 4 auprès de la figure 1. Sur ce graphique, l'axe horizontal représente les longueurs d'onde exprimées en + et l'axe vertical le coefficient de rayonnement (pouvoir de pénétration) de l'énergie. Le graphique indique que la présente membrane perméable permet facilement la pénétration de l'énergie ayant des longueurs d'onde allant jusqu'à 2 ) , mais que le pouvoir de pénétration diminue nettement pour des énergies ayant des longueurs d'onde plus éleuvées Lorsque l'énergie solaire pénètre dans l'élément d'absorption 1 de la structure mentionnée ci-dessus, la fraction d'énergie ayant une température élevée, à savoir 90 à 95 % de l'énergie située dans la zone de longueurs d'onde (0,3 à 2,Qy ) que l'on souhaite absorber, pénètre dans la membrane à perméabilité sélective 4 comme indiqué par une ligne en pointillé amenant la température de l'élément d'absorption calorifique 3 à monter.Un agent thermique 5 tel qu'un métal liquide (Na ou NaK), tout autre liquide ou un gaz circulant dans le tuyau métallique 2 prive de cette chaleur l'élément d'absorption de chaleur 3, amenant la température de cet élément 3 à diminuer. L'élément d'absorption 3 rayonne de t'énergie ayant des longueurs d'onde supérieures à celles de lténer- gie incidente. Cependant, l'énergie ainsi rayonnée ne peut pas pénétrer dans l'élément à merméabilité sélective, mais est réfléchie vers l'arrière dans l'élément d'absorption, comme indiqué par une ligne en pointillé. Dans le cas d'énergie ayant des longueurs d'onde plus grandes, donc, l'élément à perméabilité sélective 4 fonctionne de la même manière qu'une plaque métallique réfléchissante, évitant que la chaleur absorbée ne soit rayonnée vers l'extérieur. La membrane i perméablllté sélective 4 joue le role d'une valve thermique pour assurer une absorption calorifique efficace Somme représenté sur la figure 5, cette membrane à perméabilité sélective 4 n'est pas disposée en contact direct avec l'élément d'absorption calorifique 3, mais en est séparée par une zone vide 6. parmi les pertes possibles de chaleur du fait du rayonnement par l'élément d'absorption calorifique 3, la perte de chaleur par convection peut être évitée en maintenant cette couche de vide à un vide élevé inférieur à 10 3 mmHg.Comme la membrane à perméabilité sélective 4 joue le rôle d'une plaque métallique réfléchissante à l'égard de l'énergie ayant des longueurs d'onde plus élevées l'énergie rayonnée par l'élément d'absorption calorifique 3 est réfléchie par la membrane à perméabilité sélective 4 et à nouveau absorbée par l'élément d'absorption de chaleur 3. Par con séquent#la membrane à perméabilité sélective 4 a pour but additionnel d'éviter les pertes par rayonnement. Le mode préféré de réalisation de la figure 5, donc fournit un élément d'absorption d'énergie d'onde électromagnétique ayant un rendement élevé. Dans le mode préféré de réalisation illustré à la figure 6, une couche réfrigérante 7 est interposée entre la membrane à perméabilité sélective 4 et l'élément d'absorption calorifique 3 afin d'établir un trajet de circulation d'un agent de refroidissement 8 tel que, par exemple, un élément gazeux comme le C02 qui est capable de faire passer ou d'absorber l'énergie ayant des longueurs d'onde que l'on souhaite absorber. Ainsi, la chaleur absorbée par l'élément 3 est soutirée sur les deux surfaces du tuyau 2 par l'agent de refroidissement et celui-ci absorbe également les énergies de convection et de rayonnement, donnant naissance à un élément d'absorption d'énergie d'onde électromagnétique d'un rendement élevé. Bien sûr, il suffira simplement dans le but présent que l'agent de refroidissement 8 circule dans la couche réfrigérante 7. C02, H20, He ou H2 peuvent servir d'agent de circulation dans la couche réfrigérante 7. Cet agent peut tre le même que celui qui circule dans le tuyau 2. Autrement, cet agent qui a traversé la couche réfrigérante 7 peut autre rejoint par l'agent qui a traversé le tuyau 2. La membrane à perméabilité sélective peut être remplacée par un film électroconducteur transparent, une membrane à interférences multiples contenant une couche métallique ou un filtre en verre appartenant à la catégorie de ceux qui provoquent une faible absorption ou réflexion des ondes électromagnétiques ayant des longueurs d'onde que l'on veut absorber et qui fonctionnent comme une plaque métallique réfléchissante à ltégard des ondes électromagnétiques ayant des longueurs d'onde plus grandes. Un mode préféré de réalisation utilisant un film électroconducteur transparent 9 est illustré sur la figure 7. Le film 9 utilisé ici est obtenu en déposant sous vide un sel métallique de Sn, In, Ca, Ge ou autre sur un support chauffé 16 tel que du verre de façon à former sur le support un film 9 d'oxyde métallique ayant une épaisseur de 2 à 3 P . Une membrane à interférences multiples contenant une couche métallique est formée par stratification alternative de films métalliques et de films semi-conducteurs selon une séquence telle que A1-Si0-Cr-Si0 ou bien Pt-SiO2-Pt -SiO2, par exemple, comme indiqué sur la figure 8(A). Comme filtre en verre dans le but présent, on peut utiliser un filtre en verre pour l'absorption des rayons calorifiques du type à base de phosphate. Ce filtre en verre est composé de façon prépondérante de Si02-P203 comme indiqué sur la figure 8(B). De même que pour les membranes perméables illustrées sur la figure 3, le membrane 4 à perméabilité sélective mentionnée cidessus assure près de 100 % de perméabilité et O ffi de réflexion aux ondes électromagnétiques ayant des longueurs d'onde situées dans la zone d'environ 0,3 à 2Q1 que l'on souhaite absorber. Pour les ondes électromagnétiques ayant des longueurs d'onde supérieures, la membrane 4 fournit près de 100 % de réflexion et O % d'absorption. Pour les courtes longueurs d'onde de l'énergie solaire rayonnante, elle fournit une perméabilité de 90 à 95 %. Lorsque énergie est absorbée par l'élément d'absorption calorifique 3, la température de 1\élément est abaissée.L'énergie calorifique E est réfléchie sur la surface de la membrane perméable comme illustré sur la figure 7(A). Les figures 7(B) et 7(C) illustrent d'autres modes préférés de réalisation. La figure 7(B) représente un cas où la membrane à perméabilité sélective 9 et la base de la membrane 16 sont disposées dans l'ordre inverse. Lorsque la membrane perméable est disposée sur la surface extérieure de la base de la membrane comme représenté, l'énergie rayonnée par la base est interceptée par la membrane à perméabilité sélective 9, contribuant grandement à l'amélioration de l'efficacité de l'absorption calorifique. La figure 7(C) représente un cas où l'on utilise la membrane à perméabilité sélective 9 sur les deux faces de la couche réfrigérante 7 La réflexion de l'énergie est répétée entre les deux membranes pour réaliser l'isolement calorifique souhaité.La membrane à perméabilité sélective peut être placée en contact étroit avec l'élément d'absorption calorifique au lieu de laisser une couche de vide ou une couche réfrigérante. Comme l'énergie calorifique absorbée est ainsi piégée grâce à l'utilisation de la membrane à perméabilité sélective 9, le rendement de la conversion peut être amélioré jusqu'à un degré élevé. La figure 9 représente le pouvoir de pénétration et le pouvoir de réflexion obtenusen utilisant des films électroconduc teurs transparents du type Sn-30% Fet Sn-lX Sb. On peut voir d'a- près le graphique que la courbe de pénétration (b) de ces membranes à perméabilité sélective est en parfait accord avec la courbe de distribution de l'énergie rayonnante du soleil (a) et que l'énergie électromagnétique dans la zone de courtes longueurs d'onde jouit d'une pénétration suffisante. Le pouvoir réflecteur de la membrane du type Sn-3O% F (n.h. = o,8Df ) et celui de la membrane du type Sn-l % Sb (n,h. = o,68 ss ) sont indiqués par les courbes (c) et (d) respectivement.Les courbes (e) et (f) représentent le pouvoir de pénétration et le pouvoir réflecteur du verre utilisé comme support pour la membrane perméable. La lettre "n" représente l'indice de réfraction et la lettre "h" l'épaisseur du film. Comme cela est évident d'après la figure 9, le pouvoir réflecteur de la membrane à perméabilité sélective augmente lorsque la longueur d'onde augmente. Cela signifie que le pouvoir réflecteur de la membrane à pénétration sélective peut être choisi pour convenir aux ondes électromagnétiques de plus grandes longueurs d'onde aussi bien que pour provoquer la réflexion de l'énergie rayonnante sur la couche d'absorption calorifique maintenue dans une gamme de température fixée. En utilisant une membrane à perméabilité sélective du type décrit ci-dessus, l'élément d'absorption calorifique absorbe l'énergie du rayonnement solaire et transfère la chaleur absorbée au tuyau métallique 2. Comme illustré sur la figure 10, une structure qui soit efficace pour uniformiser rapidement la distribution de température sur l'élément d'absorption de la chaleur peut être formée es soosant des parties saillantes 1C sur la surface du tuyau métallique 2 de l'élément d'absorption d'énergie électroma Magnétique 1 de fanon à augmenter la surface de ce tuyau métallique. Avec cette structure, 1 'énergie à haute température de l'élément d'absorption calorifique 3 peut être transférée avec un rendement élevé pour être absorbée par le tuyau métallique 2. Ce tuyau métallique peut etre pourvu d'excroissances 10 sous forme d'un treillis, les côtés supérieurs étant inclinés selon un angle donné comme illustré sur la figure 11 en vue d'accrottre encore l'efficacité de l'absorption d'énergie. Ces excroissances peuvent être faites en un matériau métallique en forme de pyramides, de cônes ou de cônes tronqués. Des vues partielles agrandies de ces excroissances métalliques 10 sont illustrées sur les figures 12(A) à (D). Ces excroissances métalliques 10 peuvent être formées par dépôt sous vide ou par croissance d'aiguilles cristallines sur le tuyau métallique.Lorsque les excroissances métalliques sont en acier inoxydable ou en tout autre matériau identique qui possède une résistance électrique de telle façon que la distance séparant chaque excroissance et l'angle d'inclinaison des excroissances soient synchronisés avec les longueurs d'onde situées dans la zone (0,3 à 2,0 ) que l'on souhaite absorber, ces excroissances fonctionnent alors comme des antennes réceptrices et fournissent un piégeage efficace des énergies électromagnétiques. Dans le mode préféré de réalisation que l'on vient de décrire, élément d'absorption calorifique 3 est enfoui dans les cavités formée entre les excroissances. Lorsque l'énergie solaire vient frapper l'élément d'absorption 1 qui comporte un élément d'absorption calorifique disposé sur la surface extérieure du tuyau métallique et qui est recouvert d'une membrane à perméabilité sélective elle est absorbée par l'élément d'absorption de chaleur et convertie en énergie calorifique. La chaleur se transfère au tuyau métallique et finalement à l'agent d'échange calorifique circulant dans le tuyau métallique. L'énergie rayonnante émise par le tuyau métallique est réfléchie par la membrane à perméabilité sélective pour être à nouveau absorbée par l'élément d'absorption calorifique. Les excroissances métalliques formées à la surface du tuyau métallique 2 constituent un circuit électrique résonant et captent la portion d'énergie ayant des longueurs d'onde situées dans la gamme allant de 0,3 à 2,0 p Comme ces excroissances métalliques 10 constituent un court-circuit, l'énergie captée est convertie en énergie calorifique. L'énergie calorifique ainsi produite est transférée à l'élément d'absorption calorifique 3, obligeant la température de cet élément à augmenter. L'élément d'absorption calorifique 3 a un rendement suffisamment élevé pour capter la portion de l'énergie qui n'a pas été capturée par les excroissances métalliques 10. L'énergie supplémentaire ainsi capturée, bien sGr, contribue à élever la température de l'élément d'absorption calorifique 3. Maintenant, on va donner une description détaillée d'un mode préféré de réalisation utilisant une cellule de conversion lumière-chaleur en tant qu'élément d'absorption d'énergie électromagnétique. La cellule de conversion lumière-chaleur fonctionne sur le principe suivant : exposée à l'énergie des ondes électromagnétiques, la cellule qui fonctionne comme un corps noir absorbe cette énergie au maximum sous forme d'énergie oscillatoire interatomique. En outre l'énergie des ondes électromagnétiques ayant les plus petites longueurs d'onde qui sont difficiles à convertir en énergie oscillatoire calorifique, c'est-à-dire, le quantum de lumière ayant un niveau d'énergie élevé ou bien le quantum de lumière secondaire ainsi produit, provoque l'excitation d'électrons de façon analogue au phénomène communément observé sur les interfaces P-N d'un élément semi-conducteur.L'énergie électrique ainsi produite est court-circuitée près du point de sa génération pour donner naissance à un dégagement de chaleur par effet Joule en plus du dégagement normal de chaleur, ce qui permet d'augmenter le taux de conversion jusqu'à un niveau élevé. La figure 13 représente le principe de fonctionnement mentionné ci-dessus. La plaque fondamentale 11 destinée à l'absorption et la conduction calorifique (tuyau métallique) comporte des excroissances métalliques 12 disposées à intervalles déterminés sur sa surface. La couche d'absorption calorifique 13 composée de couches de Si de type N et de type P est destinée à combler les cavités qui se trouvent entre ces excroissances métalliques. L'intérieur de la plaque fondamentale 11 servant à l'absorption et à la conduction calorifique est apte à permettre la circulation de l'agent 5. Un quantum de lumière hl ayant une grande longueur d'onde engendre de la chaleur à cause de l'oscillation thermique des atomes en un point Q1, par exemple, et donne naissance à un rayonnement calorifique ou à un courant calorifique.Un autre quantum de lumière h2 engendre un quantum de lumière secondaire h3 en un autre point 9 . Ce quantum de lumière secondaire engendre de même de la chaleur en un point Q1 à cause de l'oscillation thermique. Par ailleurs, les quanta de lumière h2 et h3 excitent des électrons le long de l'interface des couches de Si 14 et 15 de type N et de type P et un courant de court-circuit "i" va y circuler en provoquant une génération de chaleur. La chaleur ainsi engendrée est transférée par les excroissances métalliques 12 jusqu'à la plaque de base 11 servant à l'absorption et la conduction, à partir de laquelle la chaleur est prélevée par l'agent 5. Comme matériau servant à constituer la couche d'absorption calorifique 13, on peut utiliser CdS, GaAs, GaAlAs, etc..., en plus du Si. Comme matériau servant à constituer la plaque de base 11 destinée à la conduction et l'absorption-on peut utiliser le cuivre ou l'acier inoxydable. Fe, W ou d'autres peuvent être utilisés en tant que matériau destiné aux excroissances métalliques 12. La figure 14 représente les caractéristiques d'une cellule de conversion lumière-électricité en fonction des longueurs d'onde qui sont données ici à titre d'exemple. Sur le graphique, l'axe horizontal représente la longueur d'onde ( > & )et l'axe vertical le coefficient d'absorption a (cm ) On voit d'après le graphique que la cellule examinée est un moyen efficace pour convertir des ondes électromagnétiques de courte longueur d'onde en énergie calorifique. En comparaison de la conversion lumière-chaleur basée sur le principe de fonctionnement illustré sur la figure 14, cependant, la cellule de conversion lumière-électricité citée ici à titre de référence donne un rendement d'environ 10 %# pour la conversion de l'énergie solaire rayonnante.Ce faible rendement de conversion peut être logiquement expliqué par les causes possibles suivantes (1) La conversion d'énergie lumineuse en électricité entrain des pertes parce qu'une résistance est offerte par le conduc teur superficiel au courant électrique résultant; la chaleur dégagée par effet Joule est perdue par la résistance offerte par le conducteur collecteur ; la surface incidente diminue du fait de l'incorporation du conducteur collecteur ; et la lumière incidente diminue du fait de l'intervention de la membrane con ductrice superficielle (dont l'épaisseur est inévitablement augmentée pour donner une résistance électrique la plus faible possible). (2) La réunion interne (courant de fuite) augmente du fait de l'élévation de température et il en résulte une perte calori fique simultanée et une perte en sortie. (3) Pour éviter une augmentation possible de température, la surface est protégée contre l'énergie du rayonnement solaire de haut niveau comme sous le nom de rayons calorifiques du "pro che infrarouge (4) L'énergie des quanta lumineux sans efficacité due à la probabilité de la profondeur de pénétration des quanta lumi neux engendre de la chaleur, et, par conséquent, diminue le rendement. Pour les raisons énumérées ci-dessus, près de 70 % de l'énergie solaire rayonnante sont perdus en chaleur, en protection superficielle contre la zone du "proche infrarouge" des rayons calorifiques, etc... L'énergie ainsi perdue pourrait être absorbée sous forme d'énergie calorifique disponible et avoir avantageusement une utilisation si lton utilisait la cellule de conversion lumière-chaleur de la présente invention. Ainsi, en fonction de facteurs tels que le rendement de la surface incidente et le pouvoir réflecteur, la cellule de conversion lumière-chaleur est supérieure à la cellule de conversion lumière-électricité même d'après une base théorique. La figure 15 est une vue cavalière illustrant un mode préféré de réalisation qui utilise une cellule de conversion lumière-chaleur entant qu'élément d'absorption d'énergie électromagnétique. Sur la surface extérieure de la plaque de base 11 servant à l'absorption et la conduction constituée d#un tuyau métallique sont disposées en contact étroit une pluralité d'excroissaes métalliques 12 constituées en treillis qui sont réalisées en acier inoxydable ou en tout autre matériau semblable ayant une résistance électrique convenable et servant de corps générant la chaleur.Les ex frJissances métalliques sont construites pour avoir une section tri an,sulaire, une forme qui permet un transfert facile de la chaleur en direction de la plaque de Uasc 11 servant i l'absorption et la conduction. La couche à'anrptin calorifique 13 qui est composée de fil##omi-eonducte'#rs l#4 et 15 de type N et de type P ayant la propriété d'être dotés de force photoélectromotrice est disposée de façon à combler les cavités qui se trouvent entre les excroissances.Les films semi-conducteurs sont formés en utilisant principalement du GaAs, du CdS, du Se, de l'oxyde de cuivre, etc. en plus de la jonction PN en Si. La réalisation des films peut être effectuée en employant des techniques classiques de dépôt sous vide, de photogravure, d'électrolyse, ... Lorsque la membrane à perméabilité sélective 4 est disposée sur ces films semi-conducteurs, l'énergie électromagnétique peut être absorbée sous deux formes, à savoir par oscillation thermique des atomes et par génération calorifique due au courant électrique provoqué par l'excitation. La couche d'absorption calorifique 13 utilisant la cellule de conversion lumière-chaleur décrite ci-dessus a l'avantage que les excroissances métalliques 12 servant de corps générateurs de chaleur ne sont pas toujours obligatoirement en forme de treillis. Même si les excroissances métalliques 12 en forme d'aiguilles cristallines sont disposées au hasard comme illustré sur le schéma en coupe de la figure 17(A) ou sur la vue partielle en plan de la figure 17(B), elles tendront à avoir la mme efficacité dans la mesure où elles sont distribuées avec la même densité de répartition. Elles ne sont pas destinées à générer l'électricité en sortie et il est donc souhaitable qu'elles aient une densité aussi importante que possible. Ainsi, cette cellule est plus facile à fabriquer que la cellule de conversion lumière-électricité. La figure 18(A) est une vue en coupe illustrant un mode préféré de réalisation dans lequel l'élément d'absorption 1 décrit ci-dessus est disposé à l'intérieur d'un élément de focalisation de la lumière 23 pouvant concentrer l'énergie électromagnétique. L'élément de focalisation de la lumière 23 est construit de façon qu'un film réfléchissant 18 ayant une face réfléchissante située à l'intérieur soit disposé en demi-cercle en contact étroit avec la surface extérieure d'un tube en verre 17. L'élément d'absorption 1 est placé parallèlement à l'axe de ce tube en verre 17 en un endroit où les rayons réfléchis par le film réfléchissant 18 sont focalisés. L'intérieur du tube en verre 17 est maintenu sous vide. Dans un appareil de cette construction, l'énergie solaire incidente E pénètre dans le tube en verre 17 et après avoir été réfléchie par la surface réfléchissante du film 18, vient frapper l'élément d'absorption 1. Grâce au mécanisme décrit auparavant, l'énergie calorifique est transmise à l'agent 5 circulant à l'intérieur de l'élé- ment d'absorption I. Comme illustré sur la figure 18(B), un élément de focalisation de la lumière constitué d'une plaque réfléchissante 18 et d'un couvercle transpar#ent 19 peut être utilisé à la place d'un élément de focalisation de la lumière constitué du tube en verre représenté sur la figure 18 (A). Dans les modes de réalisation préférés décrits ci-dessus, le tube en verre 17, et la plaque réfléchissante 18 sont tous les deux décrits comme ayant une section circulaire ou en forme d'arc. Cependant, la forme de la section n'est pas cruciale. La figure 19 représente un mode préféré de réalisation qui utilise un miroir réfléchissant parabolique 18. L'élément d'absorption calorifique I est disposé au point focal du miroir. La partie divergente du miroir 18 est couverte d'un couvercle transparent 19 ayant une section en forme d'arc, dont le centre coricide avec le centre de l'élément d'absorption 1. L'espace clos formé entre le miroir 18 et le couvercle transparent 19 est placé sous vide ou rempli d'un gaz sous faible pression. Comme ce mode préféré de réalisation offre une grande surface pour la pénétration de la lumière incidente, il fournit une puissance de sortie plus importante que les modes préférés de réalisation illustrés sur les figures 18(A) et 18(B). L'efficacité de l'absorption peut être augmentée en focalisant les rayons solaires incidents sur l'élément d'absorption à l'aide d'une lentille de Fresnel 20 placée au-dessus de la surface recevant la lumière incidente, comme illustré sur la figure 20. Dans ce cas, l'élément d'absorption 1 est disposé sur l'axe du tuyau en verre 17. Les éléments d'absorption représentés sur les figures 18 (A), 18(B), 19 et 20 peuvent être n'importe lesquels de tous les éléments décrits comme tels, par exemple les éléments d'absorption utilisés sur les figures 18(A) et 19 sont les éléments représentés sur la figure 2 et les éléments utilisés sur les figures 18(B) et 20 sont n'importe lesquels de ceux montrés sur les figures 7(A) à (C). Avec l'appareil à rendement élevé destiné à l'absorption de l'énergie solaire rayonnante, la présente invention peut augmenter l'efficacité de l'absorption et, en meme temps, diminuer le plus possible les pertes calorifiques par rayonnement et convection jusqu a un niveau élevé. Pour mettre en usage pratique l'appareil de la présente invention dont de nombreux modes préférés de réalisation ont été cités ci-dessus, une pluralité d'éléments d'absorption calorifiques sont disposés en parallèle comme représenté sur les figures 21 et 22 pour augmenter la puissance de sortie en énergie calorifique. La figure 21 illustre un cas où une pluralité d'unités d'absorption calorifique de la figure 18 sont en usage. La figure 22 représente un cas où sont utilisées une pluralité d'unités d'absorption de la figure 19. Dans les éléments d'absorption 1 respectifs, les éléments d'absorption calorifique 13 sont convenablement refroidis avec un agent 5. Lorsque l'agent 5 est chauffé à une température élevée, il est emmené par un tuyau 21 pour être stocké dans un échangeur thermique 22. Bien entendu, l'agent qui a été amené à une température élevée dans les unités d'absorption 27 peut être conduit par le tuyau 21 directement à un dispositif de production de puissance 24 et à un dispositif de consommation 25 comme illustré sur la figure 23.Par ailleurs, l'énergie solaire qui a été convertie en énergie électrique par le dispositif de génération de puissance 24 peut être envoyée au dispositif de consommation 25.En outre, la chaleur accumulée dans l'agent peut être temporairement emmagasinée dans l'unité de stockage thermique 26 afin que la chaleur soit envoyée la nuit au dispositif de génération de puissance ou au dispositif de consommation. Comme on l'a décrit en détail i-dessus, la présente invention concerne un appareil destiné à absorber l'énergie du rayonnement solaire avec un rendement élevé. La membrane à perméabilité sélective utilisée ici absorbe sensiblement toutes les ondes élec tromagnétiques de courte longueur d'onde sur une gamme définie et évite la fuite de la chaleur absorbée due au rayonnement. La cellule de conversion lumière-chaleur faite d'une jonction semi-conduc trice M-P donne une conversion efficace de l7énerie solaire en énergie calorifique. Grâce à l'emploi de celle-ci et d'autres dispositifs, la présente invention a matérialisé un appareil qui convertit 1 'énergie solaire rayonnante en énergie calorifique avec un rendement élevé, ce qui rend possible d'absorber l'énergie calorifique de façon tout à faire efficace. La présente invention fournit un appareil historique qui permet l'utilisation effective des énergies électromagnétiques, en particulier de l'énergie solaire rayonnante. Il faut donc s'attendre à trouver un grand nombre d'applications dans l'avenir. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'tre décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaitront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Appareil pour aDsorber l'énergie électromagnétique, caract~-ris~ en ce qu 'il comprend - un élément de #aoe ayant la forme d'un tuyau ayant une conduction thermique élevée et apte à ce qu'un agent calorifique circule à l'intérieur, - un élément pour absorber la chaleur disposé en contact étroit avec la surface de cet élément de base en forme de tuyau, - une membrane à perméabilité sélective apte à livrer passage aux seules ondes électromagnétiques ayant des longueurs d'onde situéoedans la zone que l'on souhaite absorber et à réflé- chir les ondes électromagnétiques ayant des longueurs d'onde situéesen dehors de cette zone et disposée de manière à couvrir cet élément d'absorption, - un moyen pour concentrer les ondes électromagnétiques incidentes sur cet élément d'absorption calorifique et, - un moyen pour prélever sur l'élément de base l'agent thermique qui a absorbé l'énergie, grâce à quoi l'énergie électromagnétique incidente est absorbée par l'élément d'absorption calorifique, l'énergie absorbée est transférée par l'élément de base jusqu'à l'agent thermique et la chaleur est extraite de l'appareil. 2 - Appareil pour absorber l'énergie électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu "une pluralité d'excroissances métalliques sont disposées sur la surface de l'élément de base en forme de tuyau et en ce que l'élément d'absorption calorifique est enfoui dans les cavités formées entre ces excroissances métalliques. 3 - Appareil pour absorber l'énergie électromagnétique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la distance qui sépare les excroissances métalliques les unes des autres est choisie de façon à donner une absorption maximum de l'énergie électromagnétique dans la anime des longueurs d'onde des ondes électromagnétiques que l'on veut absorber. 4 - Appareil pour absorber l'énergie électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la membrane à perméabilité sélective est disposée de manière à couvrir l'élément d'absorption calorifique placé en contact étroit avec elle. 5 - Appareil pour absorber l'énergie électromagnétique sel . la revendication 1, caractérisé en ce que la membrane à per méabilité sélective est disposée de façon à couvrir l'élément I'ilr###snt-d'ab- sorption calorifique à travers un espace intermédiaire 3 - Appareil pour absorber l'énergie 1ectrsma;netrque soi a revendication 5, caractérisé ence que l'espace intermé- diaire est maintenu s us vide. 7 - Appareil pour absorber l'énergie électromagnétique selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'espace intermédiaire est apte à permettre la circulation d'un agent thermique. 8 - Appareil pour absorber l'énergie électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un corps noir est utilisé comme élément d'absorption de la chaleur. 9 - Appareil pour absorber énergie électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une cellule de conversion lumière-chaleur est utilisée comme élément d'absorption de la chaleur. 10 - Appareil d'absorption d'énergie électromagnétique selon la revendication 9, caractérisé en ce que la cellule de conversion lumière-chaleur consiste en un semi-conducteur de type N et un semi-conducteur de type P. Il - Appareil pour absorber l'énergie électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen destiné à concentrer les ondes électromagnétiques incidentes sur l'élément d'absorption de la chaleur est formé par un miroir réfléchissant disposé sur une partie de la surface intérieure d'un logement clos, grâce à quoi l'énergie électromagnétique incidente est renvoyée par la surface réfléchissante de ce miroir pour venir frapper l'élément d'absorption calorifique. 12 - Appareil pour absorber l'énergie électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen utilisé pour concentrer les ondes électromagnétiques incidentes sur l'élément d'absorption calorifique est formé d'une lentille de Fresnel située en un endroit du logement clos pour faire passer les ondes électromagnétiques incidentes, --race à quoi les ondes électromagnétiques incidentes sont focalisées sur l'élément d'absorption de la chaleur. 13- Appareil pour absorber l'énergie électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la membrane à per méabilité sélective est composée de membranes métalliques espacées de façon à laisser passer les ondes électromagnétiques ayant des longueurs d'onde situées dans la zone que l'on veut absorber. 14 - Appareil pour absorber l'énergie électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une membrane à interférences multiples est utilisée comme membrane à perméabilité sélective. 15 - Appareil pour absorber l'énergie électromagnétique selon la revendication 14, caractérisé en ce que la membrane à in terférences multiples a une combinaison stratifiée choisie dans le groupe composé de Al-SiO-Cr-SiO et Pt-SiO2-Pt-SiO2. 16 - Appareil pour absorber l'énergie électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un filtre en verre du type à base de phosphate, absorbant les rayons calorifiques, est utilisé comme membrane à perméabilité sélective. 17 - Appareil pour absorber l'énergie électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une membrane cristalline transparente comprenant l'oxyde métallique de Sn, In, Cd ou Ge est utilisée comme membrane à perméabilité sélective.