Brevet FR2633986A1 — publié le 19900112

PROCEDE ET TUBE DE COMPRESSION POUR AUGMENTER LA PRESSION D'UN MILIEU GAZEUX EN ECOULEMENT, ET MACHINE POUR LA MISE EN OEUVRE DU TUBE DE COMPRESSION. La présente invention concerne un procédé et un tube de compression pour augmenter la pression d'un milieu gazeux en écoulement, ainsi qu'une machine destinée à la mise en oeuvre de ce tube de compression. Le procédé selon l'invention com- prend les étapes consistant à accélérer l'écoulement d'un milieu gazeux Jusqu'à une vitesse supersonique, à introduire l'écoulement supersonique du milieu gazeux dans un espace com- prenant des ondes de choc, et à décélérer de ce fait l'écoule- ment supersonique du milieu gazeux jusqu'à une vitesse subso- nique. Le tube de compression est constitué de tronçons de tube disposés le long de la trajecoire d'écoulement du milieu gazeux dans un circuit linéaire, dans lequel le premier des tronçons de tube est un élément accélérateur, suivi d'un tron- çon de tube intermédiaire et d'un moyen de sortie. La machine telle que proposée comprend un moyen de transport destiné à provoquer l'écoulement d'un milieu gazeux, un compresseur pour augmenter la pression du milieu gazeux, un moyen transforma- teur d'énergie pour produire un travail mécanique en fonction du milieu gazeux reçu, et un moyen d'échappement pour expulser le reste du milieu gazeux, o le moyen de transport, le com- presseur, le moyen transformateur d'énergie et le moyen d'échappement forment un arrangement linéaire, et sont subdi- visés et raccordés les uns aux autres dans le cadre de cet arrangement linéaire grâce à des tronçons de tuyauterie cor- respondants. L'augmentation de la pression (la compression) des milieux gazeux a généralement pour but d'assurer un transfert continu de volume ou de masse, en raison de la possibilité d'assurer le transfert de volume ou de masse (une variable "extensive" du processus thermodynamique) au moyen d'un gra- dient de pression approprié (une variable "intensive" du processus thermodynamique). Pour augmenter la pression d'un milieu gazeux, il est toujours nécessaire d'assurer un transport d'énergie, c'est-à- dire de produire un travail. Ainsi, l'opération de compression peut être mise en oeuvre par des effets mécaniques, thermiques et électromagnétiques, mais d'autres processus physiques et chimiques peuvent aussi s'y appliquer. La présente invention propose de mettre en oeuvre le pro- cessus de compression grâce à l'utilisation de forces aérody- namiques. Dans ce cas, il existe une trajectoire continue, à l'intérieur de l'espace d'écoulement du milieu gazeux, et il n'y a aucune séparation entre la partie haute pression et la partie basse pression de cet espace. La différence de pression entre deux points de l'arrangement aérodynamique est maintenue par une modification du nombre d'impulsions par unité de volume de l'écoulement du milieu gazeux. Le transfert d'éner- gie requis dans ce procédé peut être exprimé au moyen de l'enthalpie du gaz. La théorie générale des machines aérodyna- miques de ce genre fait l'objet du livre de Shapiro, A.M., The Dynamics and Thermodynamics of Compressible Fluid Flow (Roland Press, New York, 1953, chapitre 8, en particulier pages 228 à 231). Les problèmes spéciaux soulevés par l'application d'un écoulement supersonique d'un milieu gazeux font l'objet de l'article de Abdulhadi, M. (Dynamics of Compressible Air Flow with Friction in a Variable-area Duct, Warme- une StoffUber- tragung, 22, 1988, pages 169 à 172). Un dispositif de régulation destiné à un système de pom- page comportant des composants fluidiques est présenté dans la demande de brevet GB N 2 170 324, déposée en janvier 1985 (au nom de British Nuclear Fuels plc). Le composant fluidique fai- sant l'objet de cette demande comporte un orifice d'entrée d'air, conduisant à un ajutage convergent/divergent, en parti- culier une tuyère de Laval produisant un écoulement à vitesse supersonique. Une onde de choc par compression est produite juste en amont d'un orifice d'admission d'un diffuseur appli- qué pour décélérer l'écoulement de l'air. Ce composant peut être utilisé dans un système de pompage, par exemple dans un système comprenant un déflecteur à flux inversés. L'arrangement géométrique du composant décrit dans GB-A-2 324 mentionné ci-dessus est très avantageux pour augmenter la pression pendant le fonctionnement d'un système de pompage. Les ondes de choc produites au moyen d'un orifice d'admission (par exemple une admission d'Oswatitsch ou autre) consomment une quantité relativement élevée d'énergie, et l'augmentation d'entropie de l'écoulement est désavantageuse. Ce composant met en évidence la possibilité d'une application pratique d'un écoulement à vitesse supersonique pour augmenter la pression d'un milieu fluide, mais cette application est limitée aux pompes fluidiques. Dans des domaines techniques différents, les injecteurs (et les éjecteurs) sont largement utilisés quand on a besoin d'une augmentation de pression d'un milieu gazeux ou liquide en écoulement dans un tube. Les injecteurs et éjecteurs sont très simples, mais présentent un faible rendement. Ils com- prennent une tuyère pour accélérer l'écoulement d'un milieu gazeux ou liquide, un tronçon de tube intermédiaire et un moyen de sortie. L'augmentation de pression résulte de l'installation d'un diffuseur dans le moyen de sortie. On peut améliorer le rendement des machines, et en parti- culier des turbines à gaz, en installant des chambres de com- bustion et d'autres moyens pour produire une augmentation de la pression de stagnation, au lieu de la diminution habituelle de la pression de stagnation qui se produit avec les chambres de combustion classiques à écoulement permanent (comme il est dit par exemple dans l'article de Kentfield, J.A.C. et O'Blenes, M. (Methods for Achieving a Combustion-Driven Pres- sure Gain in Gas Turbines, Transaction of the ASME, vol. 110, 1988, octobre, pages 704 à 710). Ce que les auteurs décrivent dans cet article ne se réfère qu'au processus de combustion mis en oeuvre dans les turbines à gaz. La présente invention a pour objet de mettre à disposi- tion un procédé permettant de manipuler un milieu gazeux en écoulement dans un tube, ainsi qu'un tube de compression des- tiné à augmenter la pression d'un milieu gazeux en écoulement. L'invention a aussi pour objet de mettre à disposition une machine améliorée utilisant ce nouveau procédé et ce tube de compression. L'invention se fonde sur la reconnaissance de ce que l'on peut augmenter la pression d'un milieu gazeux en écoulement grâce à une manipulation du type chauffage, mise en oeuvre dans la direction d'écoulement du milieu, pour augmenter la pression de stagnation du milieu gazeux en écoulement dans un courant continu ou dans des parties discrètes d'un courant (la "pression de stagnation" est ici la pression correspondant à un état du milieu gazeux que l'on peut réaliser grâce à un processus isentropique, A partir d'un autre état du milieu gazeux, si la vitesse d'écoulement est égale à zéro). Le problème qui est à la base de la présente invention est que la pression effective d'un milieu gazeux en écoulement peut être modifiée d'une manière simple, par exemple par une modification de l'aire de section transversale du conduit recevant l'écoulement, au contraire de la pression de stagna- tion, qui est difficile à augmenter. La présente invention propose en fait une solution simple à ce problème, en offrant un procédé simple, et une structure avantageuse pour le tube de compression, permettant d'augmenter la pression de stagna- tion et la pression effective d'un milieu gazeux. La présente invention décrit un procédé et un tube de compression pour augmenter la pression d'un milieu gazeux en écoulement, destiné en particulier à une utilisation dans des machines. Elle décrit aussi une nouvelle machine utilisant le procédé et le tube de compression proposés. Le procédé de l'invention comprend les étapes consistant à accélérer l'écoulement d'un milieu gazeux à une vitesse appartenant à une certaine gamme de vitesses supersoniques, à introduire l'écoulement supersonique du milieu gazeux dans un espace comportant des ondes de choc produites au moyen de la pression de sortie du processus, et à décélérer de ce fait l'écoulement supersonique du milieu gazeux jusqu'à une vitesse appartenant à une certaine gamme de vitesses subsoniques et, si nécessaire, à envoyer le milieu gazeux, à une vitesse sub- sonique, à travers un tronçon de tube de passage pour augmen- ter encore plus la pression et diminuer la vitesse subsonique, la nouvelle étape la plus importante étant celle consistant à extraire de la chaleur du milieu gazeux pendant son écoulement à vitesse supersonique, c'est-à-dire après accélération, avan- tageusement pendant que cet écoulement est envoyé à travers un diffuseur supersonique. La "gamme de vitesses supersoniques" désigne généralement la gamme définie par un nombre de Mach compris entre 1,2 et 1,5. Si le processus d'accélération exige un tronçon de tube relativement long, il est avantageux de créer des conditions adiabatiques pendant l'étape d'accélération, par exemple en appliquant une chemise thermo-isolante autour du moyen accélé- rateur, le moyen accélérateur étant généralement constitué d'une tuyère, par exemple une tuyère de Laval. Il est de même avantageux d'extraire de la chaleur du milieu gazeux pendant son écoulement à vitesse subsonique dans le tronçon de tube de passage et, si nécessaire, de chauffer à une valeur prédéterminée le milieu gazeux sortant du tronçon de tube de passage. On peut augmenter la température du milieu gazeux en effectuant un chauffage par exemple Jusqu'à la valeur qui caractérise le milieu avant l'étape d'accélération. Pendant cette étape de chauffage, il est avantageux d'appli- quer des conditions isobares, c'est-à-dire d'assurer une pres- sion constante. Pour extraire de la chaleur, il est possible d'appliquer des moyens physiques et chimiques, par exemple refroidir la surface d'un tronçon de tube dans lequel est mise en oeuvre l'étape d'extraction, ou injecter une substance liquide ou gazeuse dans l'écoulement du milieu gazeux, la substance pouvant subir une vaporisation ou une dissociation par des processus physiques et chimiques et/ou à une autre réaction physique et/ou chimique exigeant une extraction de chaleur. Le milieu gazeux soumis à une augmentation de la pression peut être un milieu constitué d'ions à charges libres, c'est- à-dire d'un milieu fluide électriquement conducteur se dépla- çant dans un champ magnétique approprié pour provoquer une augmentation de la pression dans le cadre d'un processus magnétohydrodynamique. Dans ce cas, les équations de Maxwell pour le champ électromagnétique et les équations de Navier- Stokes pour l'hydrodynamique devraient être prises en compte lors de la conception du processus consistant à augmenter, en cours d'écoulement, la pression d'un milieu gazeux à activité magnétohydrodynamique. Le tube de compression de l'invention comprend, selon un arrangement linéaire le long d'une trajectoire d'écoulement d'un milieu gazeux, un élément accélérateur, en particulier une tuyère, un tronçon de tube intermédiaire, qui communique avec l'orifice de sortie de l'élément accélérateur, et un moyen de sortie et en outre, si nécessaire, un moyen pour pro- duire un champ magnétique ayant, dans le cadre d'un processus de couplage mutuel, une influence sur l'écoulement d'un milieu fluide électriquement conducteur, l'amélioration résidant dans le fait que l'élément accélérateur appliqué, par exemple une tuyère de Laval, est à même d'augmenter la vitesse d'écoule- ment du milieu gazeux jusqu'à une gamme supersonique; que le tronçon de tube intermédiaire est à même d'extraire de la cha- leur du milieu gazeux en écoulement, et, en particulier, qu'il a la forme d'un diffuseur supersonique; et que le moyen de sortie comprend un tronçon de tube à chocs, destiné à recevoir des ondes de choc pour décélérer l'écoulement ayant une vitesse supersonique jusqu'à une vitesse subsonique, la zone des ondes de choc dépendant en outre de la pression de sortie du moyen de sortie raccordé à l'orifice de sortie du tronçon de tube intermédiaire. Le tronçon de tube à chocs peut ainsi comprendre un tronçon de tube de passage suivant un tronçon de tube à ondes de choc, le tronçon de tube de passage formant avantageusement un élément de tube de diffuseur subsonique. Il est de même avantageux d'appliquerun tronçon de tube de sortie, raccordé à l'orifice de sortie du tronçon de tube à chocs, le tronçon de tube de sortie étant si nécessaire rac- cordé à une source de'chaleur extérieure. Une source de chaleur extérieure peut aussi être raccor- dée à un tronçon de tube disposé en amont de l'orifice d'entrée de l'élément accélérateur, pour chauffer le milieu gazeux pénétrant dans l'élément accélérateur. Une autre forme de réaiisation avantageuse du tube de compression de l'invention est équipée d'un moyen d'injection, en particulier d'un Jet d'injection spatialement relié à l'élément accélérateur, et en particulier ayant un orifice de sortie dans le plan de l'orifice d'entrée de cet élément accé- lérateur, pour introduire dans l'écoulement du milieu gazeux une substance fluide, en particulier de l'eau ou une substance pouvant se vaporiser ou se dissocier dans les conditions d'écoulement du milieu gazeux. L'invention propose en outre une machine, comprenant un moyen de transport pour provoquer l'écoulement d'un milieu gazeux, un compresseur pour augmenter la pression du milieu gazeux, un moyen de transformation d'énergie pour produire un travail mécanique après réception du milieu gazeux et un moyen d'échappement pour expulser le reste du milieu gazeux, le moyen de transport, le compresseur, le moyen de transformation d'énergie et le moyen d'échappement étant subdivisés et rac- cordés les uns aux autres par des tronçons de tuyauterie cor- respondants, la nouvelle caractéristique consistant à rempla- cer par un tube de compression tel que décrit ci-dessus le compresseur et/ou, en totalité ou en partie, un ou plusieurs tronçons de tuyauterie, et en particulier le tronçon de tuyau- terie qui relie le moyen de transformation d'énergie et le moyen d'échappement. Il est particulièrement avantageux d'appliquer le tube de compression proposé de façon qu'il aspire le moyen de transformation d'énergie, c'est-à-dire qu'il produise une différence de pression relativement grande entre la sortie du moyen de transformation d'énergie et l'entrée du moyen d'échappement, grâce à l'insertion du tube de compression proposé selon l'invention. Le procédé proposé met en oeuvre d'une manière très sim- ple les étapes d'augmentation de la pression. La simplicité est aussi le principal avantage du tube de compression pro- posé, qui peut améliorer aussi le rendement des processus de fourniture d'un travail des machines, et en particulier les conditions de travail d'une turbine à gaz, d'un moyen turbo- compresseur d'un moteur pour application dans une voiture, etc. L'invention va être décrite plus en détail à titre d'exemples et par référence à des formes de réalisation préfé- rées, illustrées sur les dessins ci-joints, dans lesquels: La Figure i est une vue en coupe longitudinale d'un tube de compression selon l'invention, La Figure 1A présente les variations de la pression en fonction de la longueur du tube de compression représenté sur la Figure 1, La Figure lB présente les variations de la température en fonction de la longueur du tube de compression représenté sur la Figure 1, et La Figure 2 est une vue schématique d'une machine selon l'invention, comportant le tube de compression de la Figure 1. Dans le procédé selon l'invention, un milieu gazeux, s'écoulant dans une direction correspondant à la flèche G, et provenant d'un tronçon de tube disposé en amont de l'orifice d'entrée d'un élément d'entrée, est soumis à une augmentation de pression. L'élément d'entrée est à même d'accélérer l'écou- lement du milieu gazeux jusqu'à une vitesse supersonique, en particulier jusqu'à une vitesse déterminée par un nombre de Mach compris entre 1,2 et 1,5. Généralement, des nombres de Mach plus élevés peuvent être désavantageux, car une augmenta- tion du nombre de Mach provoque une augmentation des pertes par frottement interne. Le milieu gazeux accéléré jusqu'à une vitesse supersoni- que poursuit son écoulement à travers un élément tubulaire, appelé dans la présente description un tronçon de tube inter- médiaire, dans lequel de la chaleur peut être extraite, et est extraite du milieu gazeux, ce que représente la flèche -Q. On peut y arriver par exemple en chauffant la surface du tronçon de tube intermédiaire, si la longueur du tronçon de tube et la vitesse d'écoulement permettent d'obtenir de cette manière un échange de chaleur efficace. L'étape d'extraction de chaleur est généralement mise en oeuvre par injection d'un milieu fluide dans le courant du milieu gazeux, la substance pouvant être soumise à un proces- sus physique ou chimique endothermique. Un tel processus est par exemple une vaporisation ou une dissociation, etc. La solution la plus efficace consiste à appliquer de l'eau - le processus de vaporisation exige une grande quantité de cha- leur. Une autre possibilité consiste à injecter un gaz appro- prié de dissociation, par exemple du méthanol (CH30H) ou de l'ammoniac (NH3), qui se décompose et/ou se dissocie en dif- férentes substances gazeuses. L'environnement de l'étape d'extraction de chaleur est généralement un tube formant un diffuseur supersonique, c'est- A-dire ayant une aire de section transversale qui décroît dans la direction G de l'écoulement. Cela est très avantageux, en raison de l'effet intrinsèque d'accélération de l'étape d'extraction de la chaleur vers le milieu gazeux s'écoulant à vitesse supersonique. De cette manière, la vitesse supersoni- que ne va pas augmenter et peut être maintenue dans l'inter- valle voulu. Après l'étape d'extraction de chaleur, le milieu gazeux arrive dans un tronçon de tube à chocs dans lequel sont pré- sentes des ondes de choc. Les ondes de choc sont produites par le milieu gazeux en tant que tel, quand le courant supersoni- que de ce milieu gazeux tombe dans une zone remplie du même milieu gazeux, au repos ou en écoulement lent. La longueur de la zone des ondes de choc et l'intensité des ondes de choc dépendent de la pression de sortie Pout du processus utilisé pour augmenter la pression. Dans cette zone, les ondes de choc se traduisent par une décélération du courant du milieu gazeux jusqu'à une vitesse subsonique, c'est-à-dire une vitesse caractérisée par un nombre de Mach non-supérieur à 1. Le processus de décélération peut ne pas être efficace au point de diminuer la vitesse d'écoulement jusqu'à l'intervalle requis pour augmenter la pression. Si c'est le cas, une étape supplémentaire d'extraction de chaleur, appelée -Q. a lieu ensuite dans un diffuseur subsonique. En conséquence, la pression atteint une pression de sortie Pout, qui est supé- rieure à la pression d'entrée Pin du milieu gazeux avant accé- lération. Le milieu gazeux, ayant la pression de sortie Pout et sortant du diffuseur subsonique, peut, si nécessaire, être chauffé (+Q) pour atteindre une température de sortie prédé- terminée Tout, qui peut être égale A la température d'entrée Tin du miilieu gazeux avant le début de l'étape d'accélération, ou en différer. Ce chauffage est généralement réalisé dans des conditions isobares. Ainsi, le procédé de l'invention est généralement mis en oeuvre par les étapes suivantes: A - Expansion, avantageusement dans des conditions adia- batiques, par exemple au moyen d'une tuyère de Laval équipée si nécessaire d'une thermo-isolation et assurant de ce fait une vitesse supersonique de l'écoulement du milieu gazeux; B - Extraction de chaleur du milieu gazeux s'écoulant A vitesse supersonique; C - Introduction du milieu gazeux dans une zone d'ondes de choc comprenant des ondes de choc stationnaires engendrées par le moyen de compression, ce qui assure la décélération de l'écoulement supersonique du milieu gazeux jusqu'à une gamme subsonique; D - Diminution plus poussée de la vitesse subsonique et, de ce fait, augmentation de la pression, en particulier dans le diffuseur subsonique; E - Augmentation de la pression du milieu gazeux, en par- ticulier par un processus isobare. Les cinq opérations mentionnées ci-dessus ne forment pas un cycle thermodynamique, du fait que la pression finale, dans le procédé proposé (pression de sortie) a augmenté. Cependant, les processus partiels, qui se traduisent par une augmentation de travail pour l'environnement, peuvent être inclus dans un cycle unique au moyen d'une expansion isotherme, adiabatique ou polytropique. Le procédé de l'invention donne des variations de la pression en fonction de la longueur et de la température en fonction de la longueur ressortant des Figures lA et lB. Dans les trois premiers processus partiels, la température et la pression diminuent au début, et augmentent ultérieurement lors de la sortie de la zone des ondes de choc. Le diffuseur super- sonique, c'est-à-dire l'étape d'extraction de chaleur, permet d'arriver à une pression minimale Pmin inférieure à la pres- sion d'entrée Pin. Après sortie de la zone des ondes de choc, la température diminue et la pression augmente dans l'écoule- ment subsonique, et, au cours du dernier processus partiel, la température peut augmenter, la pression restant constante dans ce processus partiel. Dans le procédé de l'invention, la pression d'entrée Pin peut augmenter, dans un processus du type turbine à gaz, de 70 kN/m2 à 100 kN/m2. La température du milieu gazeux tombe au cours de ce processus de 500 à 150C avant chauffage. Le tube de compression de l'invention, portant le numéro de repère 10, est représenté sur la Figure 1. Le tube de com- pression 10 est constitué de cinq éléments tubulaires raccor- dés à un tronçon de tube d'entrée qui n'est pas représenté complètement sur cette figure. L'orifice de sortie du tube de compression peut être si nécessaire raccordé à un moyen d'échappement ou à un autre élément tubulaire. Comme il ressort nettement de la Figure 1, l'élément d'entrée du tube de compression 10 est un élément accélérateur 8 comportant un plan d'entrée 6. L'élément accélérateur 8 est généralement une tuyère de Laval ou une autre tuyère à même d'accélérer Jusqu'à une vitesse supersonique l'écoulement du milieu gazeux introduit dans l'élément accélérateur 8 dans la direction correspondant à la flèche G. L'élément accélérateur est relié à un tronçon de tube intermédiaire 14, lequel est un tube rectiligne ou un diffuseur supersonique, avec possibilité d'extraire de la chaleur de l'écoulement du milieu gazeux. Le diffuseur supersonique est un élément ayant une section trans- versale décroissante dans la dir,ection représentée par la flè- che G. L'orifice de sortie du tronçon de tube intermédiaire 14, c'est-àdire celle du diffuseur supersonique, est raccordée à un tronçon de tube à chocs 13 dans lequel des ondes de choc stationnaires sont produites dans l'écoulement du milieu gazeux quand le courant supersonique y pénètre. Les ondes de choc stationnaires peuvent être bien évidemment produites au moyen d'un orifice d'admission, par exemple une admission d'Oswatitch, comme indiqué dans le brevet GB N 2 170 324 mentionné ci- dessus, mais cette solution n'est pas préférée, en raison des pertes élevées de puissance provoquées par le choc d'un élément solide au lieu d'un espace gazeux. L'inten- sité des ondes de choc dépend du milieu gazeux en écoulement, de la pression de sortie Pout et des dimensions du tronçon de tube à chocs. Le tronçon de tube à chocs 13 est avantageusement réalisé à partir de deux éléments tubulaires, le premier étant un tronçon de tube à ondes de choc 12 destiné à recevoir l'écou- lement supersonique du milieu gazeux et les ondes de choc pro- duites par ce dernier. Le tronçon de tube à ondes de choc 12 assure la décélération de l'écoulement supersonique jusqu'à une vitesse subsonique, et donc une augmentation de la pres- sion, qui, dans le tronçon de tube intermédiaire 14, et en raison de l'extraction de chaleur, tombe à une valeur minimale Pmin. Grâce à la longueur du tronçon de tube à ondes de choc 12, il est possible d'augmenter la pression à une valeur pré- déterminée, mais on préfère raccorder le tronçon de tube à ondes de choc 12 à un tronçon de tube de passage 16, qui est un tronçon de tube rectiligne ou un diffuseur subsonique (c'est-à-dire un élément tubulaire dont l'aire transversale augmente dans la direction d'écoulement correspondant à la flèche G). Le tronçon de tube de passage 16 est construit de façon qu'il soit possible d'extraire de la chaleur de l'écou- id lement du milieu gazeux. L'orifice de sortie du tronçon de tube de passage 16, c'est-à-dire l'orifice de sortie du tronçon de tube à chocs 13, est si nécessaire raccordé à un tronçon de tube de sortie 18, dans lequel le milieu gazeux peut être chauffé jusqu'à une température voulue de. sortie Tout. Comme il a été dit ci-dessus par référence au procédé proposé, la nouvelle caractéristique la plus importante de la présente invention réside dans l'étape d'extraction de la cha- leur, mise en oeuvre dans tous les cas dans le tronçon de tube intermédiaire 14 et, si cela est nécessaire pour une augmenta- tion plus poussée de la pression, aussi dans le tronçon de tube à chocs 13, et en particulier dans son tronçon de tube de passage 16. L'étape d'extraction de chaleur exige soit de refroidir la chemise du tronçon tubulaire respectif, soit d'introduire une substance réfrigérante appropriée dans le courant du milieu gazeux, qui dans la plupart des cas est chaud. Bien évidemment, les deux mesures ci-dessus peuvent être combinées, c'est-à-dire mises en oeuvre simultanément. La solution la plus simple et la plus efficace consiste à injec- ter de l'eau dans le milieu gazeux, par exemple par la chemise du tronçon de tube intermédiaire ou par l'application d'un moyen injecteur 20 disposé dans l'axe longitudinal du tube de compression. Les moyens injecteurs 20, généralement un jet injecteur, sont disposés dans le plan d'entrée 6 de l'élément accélérateur 8, l'orifice de sortie se trouvant dans le plan d'entrée 6 ou en amont de ce dernie Les moyens destinés à introduire la substance réfrigé- rante sont raccordés à la chemise des tronçons tubulaires correspondants, ou sont constitués de Jets injecteurs appro- priés disposés à l'orifice d'entrée d'au moins un tronçon du tube de compression. Bien évidemment, on peut aussi mettre en oeuvre une combinaison des deux solutions. Dans une forme de réalisation du tube de compression de l'invention, le rapport l/d (longueur/diamètre) des éléments structuraux principaux a les valeurs suivantes: Elément structural du tube de compression 10 l/d, environ Elément accélérateur 8 1 Tronçon de tube intermédiaire 14 20 Tronçon de tube à ondes à chocs 12 1 Tronçon de tube de passage 16 15 (Le tronçon tubulaire de sortie 18 ne Joue aucun rôle pour ce qui est d'augmenter la pression du milieu gazeux). Les valeurs données ci-dessus ne sont que des exemples et, en particulier, les dimensions du tronçon de tube de pas- sage 16 peuvent varier entre de larges limites. L'élément accélérateur 8 est, dans cette forme de réalisation aussi, une tuyère de Laval, et l'angle d'ouverture est d'environ 4" au niveau de l'orifice d'entrée du tronçon de tube intermédiaire 14. Il convient de noter qu'aucune des Figures 1, 1A et lB ne donne les proportions réelles entre les dimensions du tube de compression 10, ou encore les variations réelles de la pres- sion et de la température en fonction de la longueur du tube de compression 10 (les graphiques ne présentent que les carac- téristiques des variations, en des unités arbitraires). Comme on le voit sur la Figure 2, on peut améliorer une machine en y appliquant le tube de compression 10 de l'inven- tion. La machine qui doit être améliorée selon l'invention com- prend un moyen de transport 30 destiné à produire un écoule- ment d'un milieu gazeux destiné à être transporté dans le sys- tème. L'orifice de sortie du moyen de transport 30 est rac- cordé, par un tronçon de tuyauterie, à un compresseur 32 des- tiné à augmenter la pression du courant gazeux. Un autre tron- çon de tuyauterie relie le compresseur 32 à un moyen de trans- formation d'énergie 34 destiné à transformer une forme d'éner- gie en une autre, par exemple par combustion du milieu gazeux et entraînement, de ce fait, d'une turbine à gaz pour produire un travail mécanique. Les moyens de transformation d'énergie 34 sont raccordés à un moyen d'échappement 14 par l'intermé- diaire d'un nouveau tronçon de tuyauterie. Le principe de l'invention est que l'un quelconque des tronçons de tuyauterie définis ci-dessus, et/ou le compresseur 32, sont constitués d'un tube de compression 10, ou compren- nent un tel tube. Bien évidemment, un nombre plus grand de tronçons de tuyauterie pourront être complétés et/ou remplacés par un tube de compression 10. Selon les recherches effectuées, on préfère tout spécia- lement placer le tube de compression 10 au niveau de l'orifice de sortie du moyen de transformation d'énergie 34, en amont du moyen d'échappement 40. De cette manière, il se crée un méca- nisme d'aspiration, par lequel la pression de sortie du moyen * de transformation d'énergie 34 diminue par rapport à la pres- sion du moyen d'échappement 40, qui est généralement égale à la pression ambiante. Ce mécanisme d'aspiration améliore le rendement du processus de transformation d'énergie, pour pro- duire de l'énergie. Il est très avantageux d'appliquer une source extérieure d'énergie thermique pour chauffer le milieu gazeux, avant qu'il ne pénètre dans l'élément accélérateur 8 et/ou pendant son écoulement à travers le tronçon de tube de sortie 18. Cette solution offre la possibilité d'utiliser les pertes de chaleur extérieure, les chaleurs récupérées d'autres proces- sus. Le tube de compression 10 de l'invention peut être la base de différents systèmes avantageux de machine. Dans le cycle de Joule d'un système de turbine à gaz, il est prévu que le compresseur 32 produise la pression d'entrée nécessaire à l'expansion. Dans la chambre de combustion du moyen de transformation d'énergie 34, de la chaleur est intro- duite dans le milieu gazeux pour assurer la température appro- priée au processus d'expansion. La température de combustion est trop élevée, le milieu gazeux sortant de la chambre de combustion doit être refroidi, c'est-à-dire par dilution dans de l'air froid. Cette différence de température permet d'aug- menter la pression du milieu gazeux sortant de la chambre de combustion avant qu'il ne pénètre dans la turbine. Le tube de compression 10 de l'invention, mis en place en aval de l'ori- fice de sortie de la chambre de combustion, peut être exploité avec de l'eau au lieu d'air pour refroidir le milieu gazeux. Ainsi, il n'est pas nécessaire d'avoir un excès d'air à com- primer, et l'eau évaporée lors du refroidissement du milieu gazeux donne à ce dernier une pression de stagnation crois- sante. Les calculs montrent que, pour obtenir un coefficient d'augmentation de compression de 1/1,5, il faut un refroidis- sement d'environ 250 à 300 C, la chute de température provo- quée par l'expansion isentropique dans l'élément accélérateur 8 étant elle aussi prise en compte. Cela signifie que, si la température d'entrée de la tur- bine d'expansion est égale à environ 1000 C, la chute de tem- pérature, à partir de l'intervalle 1300-1400 C, peut conduire à une augmentation de pression d'environ 50 %, par exemple de 800 à 1200 kN/m2. Grâce à cette solution, on peut économiser environ un tiers du travail de compression nécessaire dans les solutions antérieures, c'est-à-dire qu'une puissance supplé- mentaire peut être reçue sur l'arbre de la turbine. La température de sortie d'une turbine à gaz est généra- lement comprise entre 400 et 500C, cet intervalle dépendant essentiellement de la pression d'entrée et du rendement de la turbine. La pression de sortie est la pression atmosphérique ambiante, c'est-à-dire de l'ordre d'environ 100 kN/m2. Quand on réduit la pression de sortie, on peut produire une puis- sance supplémentaire, en raison du processus d'expansion "plus long" dans la turbine. Quand on insère un tube de compression au niveau de l'orifice de sortie de la turbine, en amont du moyen d'échappement 40, on peut abaisser la pression de sortie de la turbine, l'augmentation étant assurée par le tube de compression 10. Si l'on suppose un processus de refroidisse- ment à environ 300'C, il est possible d'obtenir un gain de pression d'environ 50 %, aussi élevé qu'en aval de la chambre de combustion dans le processus décrit ci-dessus. Cela signi- fie que la pression de sortie de la turbine peut atteindre 70 kN/m2, ce qui se traduit par une augmentation significative de la puissance sur l'arbre de la turbine, pratiquement sans modification des processus énergétiques. Le principe est que la chaleur physique du gaz d'échappement est convertie en une augmentation de pression et en une amélioration du rendement de la turbine. Outre les applications du type turbines à gaz, il existe de nombreux autres domaines dans lesquels les tubes de com- pression proposés sont très avantageux. On les préfère en particulier en présence d'un écoulement de milieux gazeux chauds sous basse pression (à une température dépassant C), car, dans ce cas, la chaleur physique du milieu gazeux peut être convertie directement en une augmentation de pres- sion sans faire appel à des moyens particuliers de compres- sion. Les tubes de compression proposés, comme il a été dit ci-dessus, sont particulièrement à même d'appliquer des cha- leurs usées, par exemple dans des réseaux de tuyauteries transportant du gaz ou de l'huile, dans les dispositifs turbo- compresseurs des moteurs à combustion interne, etc.). Le tube de compression de l'invention est un simple outil destiné à mettre en oeuvre un transport de gaz, continu ou pulsé, depuis un espace sous basse pression jusqu'à un espace sous pression élevée, et ce, exclusivement par des processus thermiques. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. Revendications 1. Procédé pour augmenter la pression d'un milieu gazeux en écoulement, comprenant les étapes consistant à accélérer l'écoulement d'un milieu gazeux Jusqu'à une vitesse apparte- nant à une gamme de vitesses supersoniques, à introduire l'écoulement supersonique du milieu gazeux dans un espace com- portant des ondes de choc, et à décélérer de ce fait l'écoule- ment supersonique du milieu gazeux Jusqu'à une vitesse appar- tenant à une gamme de vitesses subsoniques, et, si nécessaire, à faire passer le milieu gazeux à vitesse d'écoulement subso- nique à travers un tronçon de tube de passage pour augmenter encore plus la pression et diminuer la vitesse subsonique, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à pro- duire, au moyen de l'étape d'introduction, des ondes de choc selon la pression de sortie de l'espace comportant les ondes de choc, et à extraire de la chaleur du milieu gazeux pendant son écoulement à vitesse supersonique, après accélération. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à envoyer le milieu gazeux à travers un diffuseur supersonique au cours de l'étape d'extraction de chaleur. 3. Procédé selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à accélérer l'écoulement du milieu gazeux jusqu'à une vitesse déterminée par un nombre de Mach compris dans l'intervalle 1,2 S M ' 1,5. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à main- tenir des conditions adiabatiques pendant l'étape d'accéléra- tion. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à extraire de la chaleur du milieu gazeux en écoulement à vites- ses subsoniques, dans le tronçon de tube de passage. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications l à 5, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape consistant à chauffer le milieu gazeux sortant du tronçon de tube de pas- sage, en créant des conditions isobares et en augmentant de ce fait la température du milieu gazeux jusqu'à une valeur pré- déterminée, en particulier Jusqu'à la température du milieu gazeux avant mise en oeuvre de l'étape d'accélération. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il consiste à mettre en oeuvre l'étape d'extraction de chaleur par vaporisation d'un liquide injecté, en particulier d'eau et/ou par la dissociation d'une substance introduite dans l'écoulement du milieu gazeux, ou par une autre réaction physique et/ou chimique endothermique appro- priée. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en oe qu'il comprend l'étape consistant à pré- parer des ions à charges libres pour le milieu gazeux et à créer un champ magnétique le long de la trajectoire d'écoule- ment du milieu gazeux.. 9. Tube de compression destiné à augmenter la pression d'un milieu gazeux en écoulement dans une machine, comprenant, selon un arrangement linéaire le long d'une trajectoire d'écoulement d'un milieu gazeux, un élément accélérateur (8), en particulier une tuyère, une section de tube intermédiaire (14) communiquant avec l'orifice de sortie de l'élément accé- lérateur (8), et des moyens de sortie, caractérisé en ce que l'élément accélérateur (8) est à même d'augmenter la vitesse d'écoulement du milieu gazeux jusqu'à une gamme supersonique, le tronçon de tube intermédiaire (14) est à même d'extraire de la chaleur du milieu gazeux en écoulement, et les moyens de sortie comprennent un tronçon de tube à chocs (13) destiné à recevoir une zone d'ondes de choc pour décélérer l'écoulement supersonique du milieu gazeux jusqu'à une vitesse appartenant à une gamme de vitesses subsoniques, la zone d'ondes de choc dépendant de la pression de sortie (Pout) des moyens de sortie raccordés à l'orifice de sortie de l'orifice du tube intermé- diaire (14). 10. Tube de compression selon la revendication 9, carac- térisé par des moyens de sortie comprenant un tronçon rectili- gne de tube à ondes de choc (12) et un tronçon de tube de pas- sage (16) constituant le tronçon de tube à chocs (13), le tronçon de tube à ondes de choc (12) étant relié à l'orifice de sortie du tronçon de tube intermédiaire (14). 11. Tube de compression selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que le tronçon de tube à chocs (13), et en particulier le tronçon de tube intermédiaire (16), est à même d'extraire de la chaleur du milieu gazeux en écoulement à vitesse subsonique. 12. Tube de compression selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que le tronçon de tube de passage (16) est constitué d'un diffuseur subsonique. 13. Tube de compression selon l'une quelconque des reven- dications 9 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend un tronçon de tube raccordé à une source de chaleur en amont d'un plan d'entrée (6) de l'élément accélérateur (8) et/ou en aval du tronçon de tube à chocs (13). 14. Tube de compression selon l'une quelconque des reven- dications 9 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen d'injection (20), en particulier un jet d'injection disposé en connexion spatiale avec le plan d'entrée (6) de l'élément accélérateur (8), pour introduire dans l'écoulement du milieu gazeux une substance fluide, en particulier de l'eau ou une substance pouvant se vaporiser ou se dissocier dans les con- ditions d'écoulement du milieu gazeux. 15. Machine, comprenant un moyen de transport (30) pour déclencher l'écoulement d'un milieu gazeux, un compresseur (32) pour augmenter la pression du milieu gazeux, un moyen de transformation d'énergie (34) pour produire un travail mécani- que lors de la réception du milieu gazeux, et un moyen d'échappement (40) pour expulser le reste du milieu gazeux,le moyen de transport (30), le compresseur (32), le moyen de transformation d'énergie (34) et le moyen d'échappement (40) étant subdivisés et raccordés par des tronçons de tuyauterie correspondants, caractérisée en ce que le tronçon de tuyaute- rie entre le moyen de transformation d'énergie (34) et le moyen d'échappement (40), et/ou au moins un élément du groupe des éléments de construction comprenant les tronçons de tuyau- terie et le compresseur (32), est constitué d'un tube de com- pression (10), comprenant, selon un arrangement linéaire le long de la trajectoire d'écoulement du milieu gazeux, un élément accélérateur (8) pour augmenter la vitesse d'écoule- ment du milieu gazeux Jusqu'à une gamme supersonique, un tron- çon de tube intermédiaire (14) pour extraire de la chaleur de l'écoulement supersonique du milieu gazeux, et un tronçon de tube à chocs (13) pour recevoir les ondes de choc produites dans le milieu gazeux sous l'influence de la pression de sor- tie du tronçon de tube à chocs (13) lors de la réception de l'écoulement supersonique du milieu gazeux, le tronçon de tube à chocs (13) étant à même de décélérer l'écoulement supersoni- que du milieu gazeux jusqu'à une gamme subsonique au moyen des ondes de choc. 16. Machine selon la revendication 15, caractérisée en ce qu'elle comprend un diffuseur supersonique formant le tronçon de tube intermédiaire (14). 17. Machine selon la revendication 15 ou 16, caractérisée en ce que le tronçon de tube à chocs (13) est constitué d'un troncon d'entrée rectiligne de tube (12) à ondes de choc des- tiné à recevoir les ondes de choc, et d'un tronçon de tube de passage (16) , en particulier un diffuseur subsonique, pour augmenter encore plus la pression du milieu gazeux et diminuer sa vitesse d'écoulement par comparaison avec le tronçon de tube d'entrée à ondes de choc (12). 18. Machine selon l'une quelconque des revendications 15 à 17, caractérisée en ce qu'elle comprend un moyen d'injection (20), en particulier un jet d'injection communiquant avec l'orifice d'entrée du tronçon de tube intermédiaire (14), pour introduire une substance fluide, en particulier de l'eau ou une substance pouvant se vaporiser ou se dissocier dans les conditions d'écoulement du milieu gazeux, le jet d'injection étant disposé de façon que son orifice de sortie se trouve dans un plan d'entrée (16) de l'élément accélérateur (6). 19. Machine selon l'une quelconque des revendications 15 à 18, caractérisée en ce que l'élément accélérateur (8) est constitué d'une tuyère de Laval, avantageusement équipée d'une isolation thermique. 20. Machine selon l'une quelconque des revendications 15 à 19, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un tube de compression (10), lequel comprend un tronçon de tube de sortie (18) qui communique avec l'orifice de sortie du tronçon de tube à chocs (13) et est raccordé à une source de chaleur. 21. Machine selon l'une quelconque des revendications 15 à 20, caractérisée en ce qu'elle comprend un moyen d'apport de chaleur (36), disposé en amont du plan d'entrée (6) de l'élé- ment accélérateur (8) en un point quelconque choisi dans le groupe comprenant l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie du compresseur (32), l'orifice de sortie du moyen de transfor- mation d'énergie (34), le moyen d'apport de chaleur (36) étant à même de transmettre de la chaleur provenant d'une source extérieure. 22. Machine selon l'une quelconque des revendications 15 à 21, caractérisée en ce qu'elle comprend le tube de compres- sion (10) entre le moyen de transformation d'énergie (34) et le moyen d'échappement (40), pour augmenter le rendement du moyen de transformation d'énergie (34). 23. Machine selon l'une quelconque des revendications 15 à 22, caractérisée en ce qu'elle comprend le tube de compres- sion (10) à l'intérieur du moyen de transformation d'énergie (34), pour diminuer la température du milieu gazeux.