Brevet FR2526229A1 — publié le 19831104

La présente invention est relative à des dispositifs thermoélectriques nouveaux et améliorés et à des matériaux thermoélectriques plus efficaces destinés à être utilisés avec ces dispositifs. On a pris conscience du fait que les res- sources mondiales en combustibles fossiles pour la production d'énergie sont en voie d'épuisement de plus en plus rapide Cette constatation a donné lieu à une crise de l'énergie qui ne se répercute pas seu- lement sur l'économie mondiale, mais constitue aussi une menace pour la paix et la stabilité du monde. "La solution du problème implique la mise au point de nouveaux combustibles et de techniques permettant de les utiliser d'une manière plus efficace La pré- sente invention a donc pour objet la conservation de l'énergie, la production d'énergie, la lutte contre la pollution et l'ouverture de nouvelles perspectives industrielles par la mise au point de nouveaux dispo- sitifs thermoélectriques produisant davantage d'élec- tricité. Le problème de la transformation permanente de l'énergie dans des conditions économiques peut être résolu en grande partie par la thermoélectricité, qui permet la production d'énergie électrique à partir de chaleur On estime que plus des deux tiers de l'énergie dont nous disposons, par exemple dans les gaz d'échappement des moteurs d'automobile ou des centrales productrices d'énergie, sont gaspillés et se perdent dans l'atmosphère Jusqu'à présent, cette pollution thermique n'a pas eu d'effets sérieux sur les conditions climatiques Cependant, on a calculé que si la consommation d'énergie dans le monde continue à aug- menter, la pollution thermique finira par provoquer une fusion partielle de la calotte glaciaire aux pôles et une élévation correspondante du niveau des mers. La présente invention a pour objet la réalisa- tion d'un dispositif permettant, à peu de frais et d'une manière efficace et économique, de produire de l'énergie électrique à partir de la chaleur perdue provenant des centrales thermiques, des sites géothermiques, des auto- mobiles, des camions et des autobus L'utilisation de la chaleur perdue provenant de ces sources ou d'autres sour- ces permet de produire de l'électricité tout en réduisant la pollution thermique et en contribuant à la conservation de sources d'énergie limitées. L'efficacité d'un dispositif thermoélectrique dépend en partie des caractéristiques de rendement des ap- pareils thermoélectriques et des appareils qui les cons- tituent Le rendement d'un appareil thermoélectrique peut s'exprimer par un facteur de mérite (Z) du matériau cons- tituant les appareils, Z étant défini par l'expression Z = S 2 0- dans laquelle Z est exprimé en unité x 103 S est la force électromotrice de Seebeck, en V/ C K la conductibilité calorifique, en m W/Cm OC crla conductibilité électrique, en (JL -Cm)1 On voit, d'après ce qui précède, que, pour qu'un matériau convienne à la transformation thermoélectrique de l'énergie, il doit présenter une valeur élevée de force thermoélectrique de Seebeck (S), une conductilibité élec- trique (a-) élevée et une faible conductibilité calorifi- que (K) De plus, la conductibilité calorifique K com- prend deux composantes, la composante de réseau KL et la composante électrique Ke Dans les matériaux non métal- liques, Kt est prédominante et c'est cette composante qui détermine en général la valeur de K. En d'autres termes pour qu'un matériau soit ef- ficace comme matériau thermoélectrique, il importe qu'il permette à des porteurs de charge de diffuser facilement de la jonction chaude à la jonction froide en maintenant le gradient de température Il faut donc à la fois une conductibilité électrique élevée et une faible conductibi- lité calorifique. La transformation thermoélectrique de l'énergie n'a guère été utilisée dans le passé Cette circonstance s'explique par le fait que, dans l'état de l'art antérieur, les matériaux thermoélectriques qui convenaient tout à fait aux applications industrielles avaient une structure cristalline Or, les solides à structure cristalline ne peuvent pas avoir une conductibilité électrique élevée tout en ayant une faible conductibilité calorifique Mais surtout, en raison de la symétrie des cristaux, la conduc- tibilité calorifique ne peut pas être réglée par une mo- dification. Lorsqu'on envisage une solution impliquant l'uti- lisation de matériaux de structure polycristalline classi- que, les problèmes des matériaux monocristallins sont en- core prédominants Cependant, de nouveaux problèmes se posent également du fait que, dans les polycristaux, les limites de grain font que ces matériaux ont une conducti- bilité calorifique assez faible De plus, la préparation de ces matériaux est difficile en raison de la complexité de leur structure cristalline La modification chimique ou dopage de ces matériaux est, à cause des problèmes ci- dessus, particulièrement difficile. Parmi les matériaux thermoélectriques courants, les plus connus sont le (Bi, Sb)2 Te 3, le Pb Te et le Si - Ge Les matériaux en (Bi, Sb)2 Te 3 donnent les meilleurs résultats entre 100 C et + 1500 C, la valeur optimale de Z correspondant à 300 C environ Le (Bi, Sb)2 Te 3 est un système continu de solution solide dans laquelle les te- neurs en Bi et Sb varient de O à 100 % Le matériau en Si-Ge donne les meilleurs résultats aux températures éle- vées entre 600 et 1000 l C, la valeur de Z étant satisfai- sante au-dessus de 7000 C Le matériau polycristallin Pb Te a son meilleur facteur de mérite entre 300 et 5000 C. On n'a étudié aucun de ces matériaux en vue d'utilisations entre 100 et 3000 C C'est dommage, car c'est précisément dans ce domaine que l'on a trouvé des possibilités variées d'utilisation de la chaleur perdue Parmi ces utilisations figurent celle de la chaleur perdue d'origine géothermique, celle de la chaleur perdue des moteurs à combustion interne, par exemple des camions, des autobus et des automobiles. Les utilisations de ce type sont importantes parce qu'il s'agit vraiment de chaleur perdue La chaleur dégagée aux températures plus élevées est obtenue intentionnellement à partir d'autres combustibles et n'est donc pas vraiment de la chaleur perdue. De nouveaux matériaux thermoélectriques ayant des propriétés améliorées ont été découverts en vue d'une uti- lisation dans les domaines de température définis ci-dessus. Ces matériaux sont définis dans la demande de brevet USA N O 341 864, déposée le 22 janvier 1982 aux noms de Tumkur S. Jayadev et On Van Nguyen sous le titre "New multiphase ther- moelectric alloys and method of making sane" (Nouveaux al- liages thermoélectriques à plusieurs phases et procédé de fabrication de ces matériaux). Les matériaux thermoélectriques décrits dans ce brevet peuvent être utilisés dans les systèmes envisagés. Ces matériaux ne sont pas des matériaux à une seule phase cristalline, mais, au contraire, sont en désordre De plus, ces matériaux sont des matériaux à plusieurs phases compor- tant à la fois des phases amorphes et des phases multicris- tallines Les matériaux de ce type sont de bons isolants thermiques Ils comportent des limites de grains de dif- férentes phases de transition dont la composition varie depuis la composition des cristallites de matrice jusqu'à la composition des différentes phases dans les zones des limites des grains Les limites de grainssont très en désordre, les phases de transition incluant des phases de grande résistivité thermique, ce qui donne une grande ré- sistance à la conduction de la chaleur A l'inverse des matériaux classiques, le matériau est constitué de telle manière que les limites de grains comprenant des zones contenant des phases conductrices comportent de nombreux trajets de conduction électrique à travers le matériau en vrac de manière à augmenter la conductibilité électrique sans affecter d'une manière importante la conductibilité calorifique Par nature, ces matériaux présentent tous les avantages de matériaux polycristallins en ce qui con- cerne les faibles valeurs de la conductibilité calorifique et l'effet Seebeck dans les cristaux Cependant, à la dif- férence des matériaux polycristallins classiques, ces ma- tériaux à plusieurs phases en désordre ont également une conductibilité électrique élevée Par conséquent, comme on l'explique dans la demande de brevet déjà citée, le produit 526 dans le facteur de mérite de ces matériaux peut être augmenté au maximum de manière indépendante tout en conser- vant de faibles valeurs de la conductibilité calorifique pour la production d'énergie thermoélectrique. Des matériaux amorphes, qui représentent le plus fort degré de désordre, ont été réalisés pour des utilisa- tions thermoélectriques Ces matériaux et les procédés permettant de les fabriquer ont été décrits d'une manière complète dans les brevsts USA 4 177 473, 4 177 474 et 4 178 415 publiés au nom de Stanford R Ovshinsky Les matériaux décrits par ces brevets comprennent une matrice amorphe solide comportant des configurations structurelles ayant un ordre local plutôt qu'à longue portée et des con- figurations électroniques ayant un intervalle de bande ou bande interdite et une énergie électrique d'activation. S'ajoutant à la matrice amorphe de base, un matériau mo- dificateur comporte des orbitales qui s'associent à la matrice amorphe de base et les unes aux autres de manière à réaliser des états électroniques dans l'intervalle de bande Cette interaction modifie d'une manière sensible les configurations électroniques de la matrice amorphe de base de manière à réduire l'énergie d'activation et, de ce fait, à augmenter d'une manière sensible la conduc- tibilité électrique du matériau La conductibilité élec- trique résultante peut être réglée en faisant varier la quantité de matériau modificateur ajouté à la matrice. La matrice amorphe est normalement du type à conduction quasi intrinsèque et le matériau modifié devient de même du type à conduction quasi extrinsèque. Comme on l'a vu également la matrice amorphe peut avoir des couples de solitaires ayant des orbitales avec lesquelles les orbitales du matériau modificateur agissent de manière à former les nouveaux états électroniques dans l'intervalle de bande En d'autres termes, la matrice peut avoir une liaison primitivement tétraédrique à laquelle le matériau modificateur est ajouté d'abord sans substitu- tion, ses orbitales agissant sur celles de la matrice et réciproquement Les matériaux des bandes d et f ainsi que le bore et le carbone, qui offrent des possibilités pour plusieurs orbitales, peuvent être utilisés pour former les nouveaux états électroniques dans l'intervalle de bande. Il résulte de ce qui précède que ces matériaux thermoélectriques amorphes possèdent une conductibilité électrique nettement supérieure Cependant, du fait qu'ils restent amorphes après la modification, ils conservent leurs faibles valeurs de conductibilité calorifique, ce qui les rend très intéressants pour des utilisateurs thermoélectri- ques, particulièrement aux températures élevées, au- dessus de 4000 C. Ces matériaux sont modifiés et amenés à un ni- veau atomique ou microscopique o les configurations ato- miques sont nettement modifiées de manière à leur donner les valeurs de conductibilité électrique qui sont aug- mentées d'une manière indépendante, comme on l'a vu Par contraste, les matériaux décrits dans la demande de bre- vet déjà citée ne sont pas modifiés au niveau atomique. Ils sont plutôt fabriqués de manière à introduire du dé- sordre dans le matériau au niveau microscopique Ce dé- sordre permet l'introduction de phases diverses, y compris des phases conductrices, dans le matériau de la même ma- nière qu'une modification atomique dans des matériaux en phase purement amorphe, de manière à obtenir une conduc- tibilité électrique élevée contrôlée' tandis que le dé- sordré dans les autres phases donne une faible conducti- bilité calorifique Ces matériaux sont donc intermédiai- res,en ce qui concerne leur conductibilité calorifique, entre des matériaux amorphes et des matériaux polycris- tallins Réguliers. Un appareil thermoélectrique produit de l'élec- tricité en réalisant une différence de température dans le matériau qu'il contient Les appareils thermoélectri- ques comprennent généralement des éléments de matériaux à la fois du type p et du type n Dans le matériau du type p, la différence de température déplace les porteurs de charges chargés positivement du côté chaud au côté froid des éléments tandis que, dans le matériau du type n, la différence de température déplace les porteurs de charge chargés négativement du côté chaud au côté froid des éléments. Les échangeurs de température classiques utili- sés pour transmettre la chaleur à l'appareil thermoélectri- que sont volumineux, lourds et inefficaces Ils compren- nent beaucoup de surfaces collectrices de la chaleur très rapprochées qui délimitent des passages qui sont facile- ment encrassés par le flux de liquide chaud qui y circule. De plus, les échangeurs de chaleur classiques ont une structure telle que les appareils thermoélectriques en constituent une partie intégrante et inséparable Du fait que ces appareils thermoélectriques ne sont pas sépara- bles, il est difficile, sinon impossible, d'assurer leur' nettoyage et leur entretien. Les échangeurs de température classiques sont également construits généralement en utilisant une grande quantité de cuivre, d'aluminium ou d'acier inoxydable, par exemple On ne peut donc les fabriquer qu'à grands frais Ils exercent également une forte pression de re- tour dans les canalisations d'évacuation des moteurs à combustion interne sur lesquelles ils sont montés Il est alors difficile d'obtenir un fonctionnement correct de ces moteurs Enfin, du fait que les appareils thermoélectri- ques font partie intégrante des échangeurs de température, ces appareils thermoélectriques risquent de subir une pol- lution due aux gaz d'échappement évacués par les canalisa- tions d'échappement. Le but de la présente invention est de permettre la réalisation de dispositifs thermoélectriques nouveaux et améliorés permettant de produire de l'électricité à partir de la chaleur perdue Ces dispositifs ont un vo- lume ramassé et ne comportent pas de parties mobiles De plus, ces dispositifs doivent permettre d'utiliser de la chaleur perdue provenant de différentes sources de chaleur perdue, y compris la chaleur perdue provenant des moteurs à combustion interne. Les dispositifs thermoélectriques qui font l'ob- jet de la présente invention comprennent des dispositifs collecteurs de la chaleur constitués par des ailettes col- lectrices de la chaleur placées dans le courant de fluide amenant la chaleur perdue provenant d'une source quelcon- que et de dispositifs de transmission de la chaleur. Ces dispositifs de transmission de la chaleur sont cons- titués de manière à aller extérieurement depuis le cou- rant de fluide chauffé jusqu'à au moins un appareil thermoélectrique qui est complètement séparé du courant de fluide chaud Cette disposition permet la transmis- sion de la chaleur à l'un des côtés d'au moins un appa- reil thermoélectrique tout en maintenant cet appareil à part, donc à l'abri d'une possible contamination par le courant de fluide chaud L'autre côté de l'appareil thermoélectrique est soumis à l'action d'un milieu de refroidissement de manière à réaliser une différence de température au travers de l'appareil thermoélectrique et, de ce fait, permettre la production d'énergie électrique. Le dispositif de transmission de la chaleur utilisé pour réaliser le côté chaud de l'appareil thermo- électrique est constitué de préférence par un échangeur de chaleur qui comprend un ou plusieurs tubes chauffants. Les tubes chauffants sont des cylindres creux fermés con- tenant le fluide actif Ce fluide actif intervient pour transporter d'une manière efficace la chaleur, prélevée dans le fluide chauffé, jusqu'au côté chaud de l'appareil thermoélectrique L'opération s'effectue en mettant à profit les mécanismes thermodynamiques de vaporisation et de condensation du fluide de travail De plus, les tubes chauffants étant scellés, on a affaire à un système réa- lisant un cycle continu sans contamination. L'utilisation de ces tubes chauffants associés à des ailettes collectant la chaleur permet de réaliser un dispositif de transmission de la chaleur efficace peu coûteux et compact tel que le fluide soit à faible pres- sion de retour Ce dispositif de transmission de la cha- leur a une durée -de service plus longue et est plus fa- cile à nettoyer et à entretenir que les échangeurs de chaleur classiques, du fait qu'il est facile de séparer le dispositif de transmission de la chaleur des appareils ther- moélectriques. Le dispositif qui fait l'objet de la présente in- vention assure le refroidissement du côté froid de l'appa- reil thermoélectrique par une circulation d'eau ou d'un autre liquide à sa périphérie En variante, le refroidis- sement du côté froid de l'appareil thermoélectrique peut être assuré par contact avec l'air. Le dispositif qui fait l'objet de la présente invention utilise de préférence les matériaux nouveaux et perfectionnés qui sont décrits dans la demande de bre- vet USA 341 864 Ces matériaux sont particulièrement avantageux comme éléments du type p des appareils thermo- électriques. Les éléments des appareils thermoélectriques sont thermiquement reliés en parallèle et électriquement en série Donc, suivant un aspect ultérieur de l'inven- tion, la résistance thermique (Rte) des éléments thermo- électriques est assortie à la résistance thermique (Rhx) du dispositif de transmission de la chaleur de l'échan- geur de chaleur de manière à réduire la consommation d'é- nergie pour une quantité donnée de matériau thermoélec- trique nécessaire aux appareils. L'invention a également pour objet la réalisa- tion d'un dispositif thermoélectrique permettant de pro- duire de l'énergie électrique à partir d'un courant de fluide qui a été chauffé à une température élevée Le dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend au moins un appareil thermoélectrique pour la production d'énergie électrique en fonction d'une différence de température réalisée dans l'appareil, un premier dispositif de trans- mission de la chaleur comprenant au moins un tube chauf- fant disposé dans le courant de fluide et s'étendant jus- qu'à l'extérieur de ce courant de fluide et étant relié thermiquement à au moins un appareil thermoélectrique pour lui transmettre au moins une partie de la chaleur prove- nant du courant de fluide et un deuxième dispositif de transmission de la chaleur relié thermiquement à cet ap- pareil thermoélectrique pour réaliser, avec le premier dispositif de transmission de la chaleur, la différence de température dans cet appareil thermoélectrique. L'invention a également pour objet de créer un dispositif thermoélectrique pour produire de l'énergie électrique à partir d'un courant de chaleur perdue Le dispositif est caractérisé par un appareil thermoélectri- que pour produire de l'énergie électrique en réponse à une différence de température qui lui est appliquée, un premier dispositif de transmission de chaleur comportant plusieurs conduits de chauffage dont des parties sont disposées dans le courant de chaleur perdue et qui sont reliées à l'appareil thermoélectrique pour le transfert d'une partie de la chaleur perdue à l'appareil thermoélec- trique et un second dispositif de transmission de chaleur relié à l'appareil therméolectrique pour appliquer à cet appareil thermoélectrique une température qui est infé-r rieure à la température transférée à cet appareil ther- moélectrique par le premier dispositif de transmission de chaleur en appliquant ainsi la différence de température à cet appareil thermoélectrique. L'invention a également pour objet la réalisa- tion d'un dispositif thermoélectrique pour la production d'énergie électrique à partir d'un courant de fluide préa- lablement porté à une température élevée Ce dispositif est caractérisé par au moins un appareil thermoélectrique pour la production d'énergie électrique en fonction d'une différence de température réalisée dans l'appareil loin du courant du fluide chaud, par un premier dispositif de transmission de la chaleur placé dans ce courant de flui- de, s'étendant à l'extérieur du courant de fluide et étant relié thermiquement à au moins un appareil thermoélectri- que pour transmettre au moins une partie de la chaleur du courant de fluide à au moins un appareil, et par un deuxième dispositif de transmission de la chaleur relié thermiquement à l'appareil thermoélectrique pour réaliser, avec le premier dispositif de transmission de la chaleur, la différence de température nécessaire à travers cet ap- pareil thermoélectrique. L'invention est décrite ci-dessous, dans un mode de réalisation préféré, au moyen d'un exemple en se réfé- rant au dessin. La fig 1 est une vue latérale d'un dispositif thermoélectrique constituant un premier mode de réalisa- tion de l'invention. La fig 2 est une coupe transversale suivant la ligne 2 2 de la fig 1. La fig 3 est une coupe transversale suivant la ligne 3 3 de la fig 2. La fig 4 est une coupe transversale suivant la ligne 4 4 de la fig 3. La fig 5 est une vue latérale d'un dispositif thermoélectrique constituant un autre mode de réalisation *de l'invention. La fig 6 est une coupe transversale suivant la ligne 6 6 de la fig 5. La fig 7 est une vue latérale, partiellement en coupe transversale, d'un appareil thermoélectrique per- mettant l'application du système suivant l'invention. La fig 8 est une coupe transversale suivant la ligne 8 8 de la fig 7. La fig 9 est une coupe transversale suivant la ligne 9 9 de la fig 7. La fig 10 est un schéma analogique correspondant à une partie du dispositif suivant l'invention. La fig 11 est un schéma d'une partie du dispo- sitif suivant l'invention. Les fig 1 et 2 représentent un dispositif ther- moélectrique 10 correspondant à un premier mode de réa- lisation de la présente invention Ce dispositif ther- moélectrique 10 comprend un organe de récupération de la chaleur 12, qui se subdivise en une chambre de récupéra- tion de la chaleur 14, et une chambre de refroidissement 16, séparées par une paroi 18 L'organe de récupération 12 porte des conduits 20 et 22 montés à poste fixe Les conduits 20 comprennent des conduits 46 et 48 qui font passer le courant de fluide, chauffé par la chaleur per- due, à travers la chambre de récupération 14 Les con- duits 22 comprennent des conduits 50 et 52 qui font pas- ser un fluide de refroidissement à travers la chambre de refroidissement 16. La chaleur récupérée à partir du fluide dans la chambre de récupération 14 est transmise depuis la cham- bre de récupération 14 jusqu'à l'un des côtés de plusieurs appareils thermoélectriques 24 montés dans la chambre de refroidissement 16 La chaleur transmise dans ces con- ditions maintient l'un des côtés des appareils thermoé- lectriques à une température élevée Le courant de li- quide de refroidissement à travers la chambre de refroi- dissement 16 maintient l'autre côté des appareils thermoé- lectriques 24 à une température plus basse Il en ré- sulte une différence de température à travers l'appareil thermoélectrique et, par conséquent, une production d'é- lectricité. Les fig 7, 8 et 9 représentent un appareil ther- moélectrique 24 pour la production d'électricité Cet ap- pareil 24 comprend des éléments thermoélectriques de type n et de type p désignés respectivement par les réfé- rences 26 et 28 Les éléments 26 et 28 de type N et de type p sont thermiquement reliés en parallèle et électri- quement reliés en série par une liaison alternée. Il est préférable d'utiliser comme éléments 28 du type p les matériaux nouveaux et améliorés décrits dans la demande de brevet USA N O 341 864 Un alliage dé- crit dans cette demande de brevet et ayant un facteur de mérite (Z) élevé pour un domaine de températures de à 300 'C contient environ 10 à 20 pour cent de bismuth, à 30 pour cent d'antimoine, 60 pour cent de tellure et moins de 1 pour cent d'argent eta de préférence pour for- mule (Bilo Sb 30 Te 60) 99 % + (Ag 25 Sb 25 Te 5 o) 1 % De plus, cet alliage (Bi 10 Sb 30 Te 30) 99 % + (AG 25 Sb 25 Te 50) 1 % est transformé en élément du type p par incorporation d'un matériau de dopage comme l'iodure de tellure (Te I 4) dans la proportion de 2 pour cent environ Les éléments 26 du type N peuvent comprendre des matériaux classiques comme un matériau contenant du bismuth (Bi), du tellure (Te) et du selenium (S) dans des proportions correspon- dant à Bi 40 Te 54 Se 6. Ces éléments 26 et 28 de type N et de type p sont soudés sur un substrat 30 qui comporte un écran de matrice ou de modèle 32 conducteur en cuivre, imprimé ou appliqué d'une manière quelconque sur lui Un autre subs- trat 34,qui comporte un écran de matrice ou de modèle 36 conducteur en cuivre, imprime ou autrement est appliqué sur lui par ressuage sur les éléments Les modèles con- ducteurs en cuivre 32 et 34 sont montés de manière à re- lier les éléments de type N et de type p en série élec- triquement en liaison alternée On peut constater aussi que les éléments 26 et 28 de type N et de type p sont montés en liaison thermique parallèle entre les substrats 30 et 34. Les substrats 30 et 34 ont une conductibilité calorifique élevée de manière à maintenir la différence de température au travers des éléments 26 et 28 et à avoir une faible conductibilité électrique, de manière à fonc- tionner comme un isolant électrique et à assurer l'isola- tion électrique entre les modèles conducteurs Les subs- trats 30 et 34 sont constitués par une matière céramique comme l'alumine ou des produits analogues. La chaleur perdue amenée par les gaz d'échappe- ment dus au fonctionnement des moteurs à combustion interne peut produire une différence de température de 2000 à tra- vers les appareils thermoélectriques 24 Si les éléments 26 et 28 de l'appareil 24 présentent un coefficient de Seebeck de 0,15 m V/OC, la tension produite par chaque élé- ment peut être déterminée à partir de l'expression Vte = SA Tt Pour une différence de température A Tte de 200 'C Vte = 0,15 m V/0 C x 2000 C ou 30 m V Le nombre d'éléments 26 et 28 nécessaires à la production de 14 V, tension uti- lisée dans les automobiles et les camions, peut être dé- terminé par la formule: n = 14 V = 467 m V Tout groupe comprenant 467 éléments en série peut être monté en parallèle pour obtenir le courant sous une tension de 14 V nécessaire au système Il est évident que chacun des appareils thermoélectrique 24 comprend moins de 467 éléments. Le nombre d'appareils qu'il faut monter en série pour obte- nir les 14 V est égal au nombre total d'éléments nécessai- res divisé par le nombre des éléments de chacun des appa- reils Si, par exemple, chacun des appareils contient 32 éléments, il faudra un nombre d'appareils égal à 467 divisé par 32 Dans cet exemple, 467 divisé par 32 égale 14,6. Il faudra donc monter en série 15 appareils pour obtenir un voltage de sortie d'au moins 14 V. Comme le montrent les fig 2, 3 et 4, la chaleur perdue est captée, dans la chambre de récupération 14,par plusieurs ailettes collectrices de la chaleur 38 parallè- les et espacées dans le sens horizontal Ces ailettes col- lectrices 38 sont reliées dans le sens perpendiculaire aux tubes chauffants 40 Les tubes chauffants 40 sont consti- tués par un matériau bon conducteur de la chaleur, comme, par exemple, le cuivre, l'acier inoxydable, l'aluminium ou un matériau analogue Ils sortent de la chambre de récupération 14, traversent la paroi de séparation 18 et pénètrent dans la chambre de refroidissement 16. Les tubes chauffants 40 sont, d'une manière gé- nérale, cylindriques, creux et scellés à leurs extrémi- tés Leur volume intérieur est occupé, pour 5 à 10 % en- viron, par un fluide actif 42 constitué par exemple par de l'eau On a constaté que ce mode de construction des tu- bes chauffants transfère de la chaleur de la chambre de ré- cupération 14 à la chambre de refroidissement 16 plus ef- ficacement que des tubes solides ou tout autre mode de construction En transférant la chaleur depuis la chambre de récupération de chaleur 14 jusqu'à la chambre de re- froidissement 16, le fluide actif 42 se vaporise dans la partie du tube chauffant 40 qui se trouve dans la chambre de récupération 14 Le fluide à l'état de vapeur 42 passe ensuite dans la partie du tube chauffant 40 qui est située à l'intérieur de la chambre de refroidissement 16 o il cède sa chaleur aux appareils thermoélectriques 24 Le fluide actif 42 se condense ensuite et revient dans la partie du tube chauffant 40 qui se trouve dans la chambre de récupération 14 et le cycle de transmission de la cha- leur peut recommencer. Les éléments de montage 44 sont reliés aux tubes chauffants 40 à l'intérieur de la chambre de refroidisse- ment 16 Ils s'étendent verticalement à l'intérieur de la chambre de refroidissement 16 et sont disposés dans le sens de la longueur de l'organe de récupération 12, en bon contact thermique avec le côté chaud des appareils thermoélectriques 24 Les éléments de montage 44 sont éga- lement constitués par un matériau bon conducteur de la chaleur de manière à assurer une transmission efficace de la chaleur depuis les tubes chauffants jusqu'au côté chaud des appareils thermoélectriques 24 montés sur eux. Le côté froid des appareils thermoélectriques 24 comporte des éléments plats 45 en bon contact thermi- que avec eux Ces éléments plats 45 s'étendent vertica- lement à l'intérieur de la chambre de refroidissement 16, sont orientés dans le sens de la longueur de l'organe de récupération de la chaleur 12 et sont parallèles aux éléments de montage 44 Des éléments plats contigus dé- limitent des passages 47 qui guident le milieu réfrigé- rant à travers la chambre de refroidissement de manière à refroidir le côté froid des appareils thermoélectri- ques 24 De plus, les éléments de montage 44 et les élé- ments plats 45 forment une enveloppe isolant les appa- reils thermoélectriques 24 du milieu réfrigérant. Au cours du fonctionnement du dispositif ther- moélectrique 10, les gaz d'échappement chauds produits par les moteurs à combustion interne sont envoyés, par la chambre de récupération de la chaleur 14, dans les conduits 46 et 48 du dispositif 20 La chaleur y est captée par les ailettes collectrices 38 des tubes chauf- fants 40 Le fluide actif 42 est alors vaporisé et trans- met sa chaleur au côté chaud des appareils thermoélectri- ques 24 montés sur les organes de montage 44 à l'intérieur de la chambre de refroidissement 16. Le côté froid de chacun des appareils thermoélec- triques 24 est refroidi par un milieu réfrigérant de ma- nière à réaliser une différence de température à travers chacun des appareils Dans ce mode de réalisation, le milieu réfrigérant utilisé est de l'eau L'eau est en- voyée par les passages 47 de la chambre de refroidisse- ment 16 dans les conduits 50 et 52 du dispositif 22 Les passages 47 donnent sur le côté froid de chacun des appa- reils 24 Dans ces conditions, l'eau baigne et refroidit le côté froid des appareils 24. L'utilisation de la chaleur perdue pour réaliser une différence de température au travers des appareils thermoélectriques 24 oblige à modifier le dispositif pour réaliser, dans des conditions économiquement avanta- geuses, un appareil produisant une grande quantité d'é- nergie électrique Lorsque la source de chaleur est libre ou assez peu coûteuse, le principe de la méthode doit être d'augmenter la puissance électrique en rédui- sant au minimum la quantité de matériau thermoélectrique utilisé de manière à réduire le prix de revient. Comme l'indique le schéma analogique de la fig 10, pour augmenter le rendement à travers une résistance (R 2) dans un circuit en série contenant une source d'énergie (V), une résistance (R 1) et la résistance (R 2), la résis- tance de R 2 doit être égale à la résistance de R 1 De même, la fig 11 représente le diagramme thermique schéma- tique du dispositif thermoélectrique Pour une différence de température ( t) donnée, le rendement électrique maxi- mal correspond à une quantité donnée de matériau thermoé- lectrique lorsque la résistance thermique de l'appareil thermoélectrique (RTE) est égale à la résistance thermique du dispositif échangeur de chaleur (RHX). La résistance thermique s'exprime par la formule suivante R dans laquelle R est la résistance thermique, Y, l'épaisseur du matériau A, la surface du matériau K, la conductibilité calorifique du matériau. On a vu que, pour obtenir un rendement électrique maximal, il faut donc que:TE RHX = RTE = A TEK RHX peut être calculé ou mesuré Du fat U que KTE peut être mesuré, on peut choisir plusieurs valeurs pour LTE et ATE. Il est préférable que la valeur de RHX soit aussi faible que possible pour augmenter la transmission de chaleur RHX étant faible et devant être égale à RTE pour que le rendement électrique soit maximal, comme on l'a vu, t TE doit être petit et ATE grand. Les fig 5 et 6 représentent un dispositif ther- moélectrique 54 correspondant à un autre mode de réalisa- tion de l'invention Le dispositif thermoélectrique 54 comprend un organe de récupération de la chaleur 56, com- portant une chambre de récupération de la chaleur 58. Cet organe de récupération de la chaleur 56 porte, fixés sur lui, des conduits 60 et 62 qui dirigent le courant d'un fluide chauffé par la chaleur perdue et le font pas- ser dans la chambre de récupération de la chaleur 58. Comme dans le mode de réalisation précédent, la chambre de récupération de la chaleur 58 comprend un grand nombre de tubes chauffants 66 comportant des ailet- tes intégrées 64 qui captent la chaleur et sont orientées perpendiculairement à partir des tubes chauffants 66 La chaleur récupérée par les ailettes 64 à partir des tubes chauffants 66 est transmise à une surface extérieure de la chambre de récupération 58 Les appareils thermoélec- triques 68 y sont associés aux parois latérales planes des tubes chauffants 66 Les appareils 68 sont donc chauffés sur un de leurs côtés par la chaleur amenée par les tubes chauffants 66 et les organes de montage 70. On utilise l'air ambiant froid pour refroidir l'autre côté des appareils thermoélectriques 68 Pour faciliter l'utilisation de l'air ambiant pour le refroi- dissement des appareils thermoélectriques, le dispositif comporte des ailettes de refroidissement 72 orientées dans le sens horizontal et séparées dans le sens vertical et fixées perpendiculairement aux appareils 74 en bon contact thermique avec eux. Le fonctionnement du dispositif correspondant à ce mode de réalisation est parallèle à celui du dis- positif précédent sauf que l'on utilise l'air ambiant pour le refroidissement du côté froid des appareils thermoélec- triques Les remarques faites précédemment en ce qui concerne les formes et les matériaux sont valables de la même manière pour les deux modes de réalisation sauf que dans ce deuxième mode de réalisation il faut une tempé- rature de fonctionnement plus élevée puisque le côté froid des appareils est à une température plus élevée. On peut évidemment apporter à l'invention des modifications diverses sans s'écarter de son principe. Il va de soi, par conséquent,que, compte tenu des reven- dications annexes, l'invention peut être réalisée autrement que dans les conditions précédemment indiquées. REVENDICATIONS 1 Dispositif thermoélectrique pour la produc- tion d'énergie électrique à partir d'un courant de fluide préalablement porté à une température élevée, caracté- risé en ce qu'il comprend: au moins un appareil thermoélectrique ( 24, 68) pour la production d'énergie électrique en fonction d'une dif- férence de température qui lui est appliquée; un premier dispositif de transmission de la chaleur ( 38, 40, 64, 66) comprenant au moins un tube 'chauffant ( 40, 66) qui est monté dans le courant de fluide, s'éten- dant à l'extérieur de ce courant et étant relié thermi- quement à cet appareil thermoélectrique pour transférer au moins une partie de la chaleur du courant de fluide à cet appareil; et un deuxième dispositif de transmission de la cha- leur ( 22, 47, 72, 74) relié thermiquement à cet appareil thermoélectrique pour réaliser, avec le premier dispo- sitif de transmission de la chaleur, la différence de température nécessaire dans cet appareil thermoélectrique. 2 Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le tube chauffant ( 40, 66) contient un fluide actif ( 42) qui occupe de 5 à 10 pour cent du volume intérieur du tube chauffant lorsque le fluide est complètement condensé. 3 Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le deuxième dispositif de transfert de la chaleur comprend un dispositif de refroidissement à l'air ( 72, 74) de manière à obtenir, à un appareil ( 65), une température inférieure à celle qui y est réalisée par le premier dispositif de transmission de la chaleur. 4 Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le deuxième dispositif de transmis- sion de la chaleur comprend un dispositif ( 22, 47) de refroidissement par l'eau de manière à obtenir à cet appareil une température inférieure à celle qui y est réalisée par le premier dispositif de transmission de la chaleur. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le courant de fluide est isolé du deuxième dispositif ( 72, 74) de transmission de la chaleur. 6 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif ( 18) isolant le courant de fluide des appareils thermoé- lectriques ( 24, 68). 7 Dispositif selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'il comprend une première chambre ( 14) conduisant le courant de fluide et une deuxième chambre ( 16) hermétiquement séparée de la première chambre et contenant le deuxième dispositif de transmission de la chaleur et l'appareil thermoélectrique ( 24, 68). 8 Dispositif selon la revendication 7, ca- ractérisé en ce que les tubes chauffants ( 40, 66) s'éten- dent, en partant de la première chambre ( 14), jusque dans la deuxième chambre ( 16). 9 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'au moins un appareil thermoé- lectrique ( 24, 68) comprend au moins un élément thermoé- lectrique ( 26) de type N et au moins un élément thermoé- lectrique ( 28) de type p, ces éléments de type N et de type p étant reliés électriquement en série et thermique- ment en parallèle, et en ce que ces éléments theromélec- triques de type N et du type p sont réglés de manière à adapter leur résistance thermique au premier et au deu- xième dispositif de transmission de la chaleur pour la production d'un maximum d'énergie électrique par l'appa- reil thermoélectrique ( 24, 68). Dispositif selon la revendication 9, carac- térisé en ce que l'appareil thermoélectrique ( 24, 68) comprend également deux plaques ( 30, 34) sensiblement planes constituées par un matériau ayant une conductibi- lité calorifique élevée et une faible conductibilité électrique, les éléments ( 26, 28) de type N et de type p étant disposés en sandwich. 11 Dispositif selon la revendication 10, ca- ractérisé en ce que les plaques ( 30, 34) comportent un modèle de matrice ( 32, 36) pour la liaison électrique en série de ces éléments ( 26, 28) ' 12 Dispositif selon la revendication 9, ca- ractérisé en ce que l'élément thermoélectrique ( 28) de type p est constitué par environ 10 à 20 pour cent de bismuth, 20 à 30 pour cent d'antimoine, 60 pour cent de tellure et moins de 1 pour cent d'argent. 13 Dispositif selon la revendication 9, ca- ractérisé en ce que l'élément thermoélectrique ( 28) de type p est constitué par environ 10 à 20 pour cent de bismuth, 20 à 30 pour cent d'antimoine, 60 pour cent de tellure, moins de 1 pour cent d'argent et environ deux dizièmes de un pour cent d'iodure de tellure (Te I 4) utilisé comme dopant de type p. 14 Dispositif selon la revendication 9, ca ractérisé en ce que l'élément thermoélectrique ( 28) de type p est constitué par environ 40 pour cent de bismuth, 54 pour cent de tellure et environ 6 pour cent de selenium.