Brevet FR2955199A1 — publié le 20110715

Description Domaine technique d'invention La présente invention concerne un procédé direct de conversion d'énergie et des solutions techniques associés. II est également relié aux énergies renouvelables, à la rentabilité et à l'efficacité de la conversion d'énergie. L'invention présente des solutions pour des générateurs, des moteurs et des centrales énergétiques à une haute efficacité. Etat de la technique et les problèmes techniques posés La consommation énergétique d'humanité est estimée à 15TW. Les combustibles fossiles dominent le marché. Les besoin énergétiques augmentent, les ressources primaires 10du pétrole sont stratégiques et nous commençons de sentir leur épuisement. En cette raison le prix d'énergie monte. Les ressources d'uranium sont importants mais les risques et les concernes environnementaux deviennent de plus en plus en actualité. Une ressource énergétique immense et éternelle comme le soleil, reste toujours peu exploite. L'utilisable flux énergétique solaire est plus de 120 000 TW. Le soleil peut satisfaire les besoin 15énergétiques d'humanité sans créer des problèmes à l'environnement. En autre les ressources du vent sont estimées à 370 TW. L'usage de ces ressources renouvelables est encore dans son enfance. Le marché d'énergie développe une nouvelle dynamique vue l'épuisement des ressources d'hydrocarbure et les problèmes écologiques. Les technologies traditionnelles de 20 production d'électricité ne sont jamais rentables vue des coûts de production de la matière première et de la conversion des déchets. Ils consomment plus d'énergie qu'en produisent. Par contre la situation est différente avec les énergies renouvelables qui peuvent être rentabilisés des quelques mois aux quelques années. Les technologies d'énergies renouvelables deviennent un enjeu stratégique. Les énergies renouvelables représentent 25 actuellement mois d'un pour cent d'énergie consommée. Les technologies renouvelables les plus utilisées sont la hydroélectricité, le solaire thermique et la biomasse thermique. Le soleil et le vent sont capables de générer l'intégralité d'énergie consommée. Leurs problèmes principaux sont la faible efficacité de conversion énergétique, la nécessité d'un stockage énergétique prolongé suite d'une disponibilité énergétique aléatoire, les difficultés de 30transportation et de mobilité. Ils ont besoin des nouvelles avancées technologiques. Les économistes prévoient une production énergétique dominé par les énergies renouvelables dans les prochaines 50 ans. La plus haute efficacité de 30% de transformation d'énergie solaire en énergie électrique a été obtenue par la combinaison des concentrateurs solaires thermiques et un 35générateur de Stirling. L'efficacité des centrales est d'environs 25%. La conversion d'énergie solaire en chaleur peut théoriquement atteindre une efficacité plus de 90% en utilisant des concentrateurs solaires thermiques sous vide. Les générateurs éoliens peuvent convertir l'énergie du vent en électricité. Leurs construction à pales a une limite fondamentale (loi de Betz) de 59% de récupération d'énergie du vent. En autre ils peuvent atteindre une efficacité d'environs 40%. Comme résultat on obtient une efficacité d'environs 24% de transformation d'énergie du vent disponible en énergie électrique. Les principales méthodes de production d'électricité utilisent des générateurs mécaniques tels que des turbines reliés aux alternateurs. Ces générateurs sont fondés sur les principes et des idées développées en 18ème siècle. Cette technologie de production est indirecte dans le sens que l'énergie des différents types des ressources est convertie en chaleur, ensuite en énergie cinétique des fluides qui font tourner des rotors des générateurs pour induire afin de l'électricité. C'est une méthode à plusieurs étapes des conversions énergétiques où on perd une partie d'énergie à chaque étape. L'énergie électrique est produite lors du dernier cycle. L'énergie électrique reste séparée, pendant ce cycle de production, d'autres formes d'énergie telle que l'énergie mécanique ou thermique. L'efficacité énergétique d'usines d'électricité qui utilisent ces méthodes peut atteindre 50%. Les cycles combinés, la récupération d'une partie d'énergie perdue lors de différentes étapes peuvent apporter une amélioration du rendement (par exemple une efficacité de 55% a été obtenue). Presque toutes centrales aujourd'hui utilisent des turbines, des générateurs mécaniques: centrales à fusion nucléaire, centrales à combustion des fossiles, centrales hydroélectriques, centrales éoliennes, centrales solaires thermiques etc... Plus de 99% d'énergie électrique est produite par des méthodes utilisant des générateurs mécaniques. Ces méthodes indirects nous font perde d'énergie lors de la conversion. Les pertes sont plus importantes pour les petites centrales. Peu méthodes transforment directement un type d'énergie en énergie électrique. On 25 peut mentionner ici deux méthodes qui pratiquement ne polluent pas l'environnement. Les panneaux photovoltaïques (PV) transforment directement l'énergie solaire en électricité. Malgré des reports récents d'une efficacité record de 40% de panneaux PV avec des concentrateurs, l'efficacité d'usines PV reste faible d'environs 10-20% suite des limites fondamentaux. Cette méthode est très utile mais des sauts technologiques sont nécessaires 30 pour améliorer l'efficacité. En autre l'électricité et le coût de construction sont toujours chers. Une autre méthode directe et "verte" est la production d'électricité à partir des piles à combustible en utilisant l'hydrogène (conversion d'énergie chimique en énergie électrique). Leur efficacité peut être très élevée jusqu'à 75% (sans compter l'énergie pour la production d'hydrogène) et en plus c'est possible de récupérer une partie d'énergie sous la forme de la 35 chaleur. Cette technologie a besoin d'encore des sauts technologiques reliés au stockage, à la distribution et à la production d'hydrogène. En ce moment elle est également chère. Les économistes prévoient le démarrage d'un usage plus massif de cette technologie dans 30 ans. L'écologie et la rentabilité de la conversion énergétique exigent à utiliser les énergies renouvelables. Nous avons besoin des nouvelles méthodes capables de capter et de transformer directement, avec une haute efficacité ces énergies ayant un caractère aléatoire. Pour cela nous devrons échapper des schémas traditionnels basés sur une séparation de l'énergie mécanique et l'énergie électrique lors du processus de la production, exigeant des multiples étapes de conversion en utilisant des appareils mécaniques. Expose de l'invention et les solutions techniques L'invention présente un procédé efficace de conversion d'énergie mécanique ME sous tous ses formes (cinématique, dynamique, thermique, de pression, de diffusion etc.) en énergie électromagnétique et en inverse. Il présente plusieurs nouvelles solutions techniques reliées aux énergies renouvelables. II permet la création des générateurs et des moteurs innovants posant les fondements d'une nouvelle technologie ICECET (Ion Channel Energy 15Coupling and Exchange Technology) replaçant les multiples étapes et les générateurs mécaniques par un seul cycle d'un générateur ou d'un moteur à haut rendement. Ce procédé de conversion énergétique est basé sur une approche fondamentalement nouvelle - le couplage d'énergie mécanique avec l'énergie électromagnétique lors du processus de la conversion dans un canal ICECE remplit par un fluide artificiel appelé fluide ionique (IF, "ion 20fluid") et par une série des autres éléments comme les générateurs aux particules ioniques IPG, des moteurs aux particules ioniques IPM et les transformateurs directs mécano-électromagnétiques ou magnéto- électromécaniques DMET/DEMT. Le canal ionique de couplage et d'échange énergétique (ICECE, Ion Channel of Energy Coupling and Exchange) est conçu pour guider et faciliter le couplage et l'échange 25énergétique à l'aide de fluide ionique (IF, Ion Fluide), dont un fluide artificiel unipolaire composé des particules unipolaires, fortement chargées (ions artificiels), libres de se déplacer et ayant un comportement collective d'un fluide. Ce fluide est sous une pression électrostatique interne. Les dimensions des particules sont contrôlables (des nanoparticules aux macroparticules). Les propriétés mécaniques d'une fluide ionique ne sont pas 30négligeables et chaque déplacement oriente des particules dans le canal ICECE induire en même temps un transfert de masse, un transfert d'énergie mécanique (inclus thermique), l'appariation d'un courant électrique et l'induction d'un champ magnétique. La densité du curent induit par IF dépende des trois paramètres contrôlables: la vitesse, la concentration et la charge de particules. IF peut être représenté par des particules diélectriques possédant 35une charge de surface ou par des particules ayant une surface métallique chargée, nues ou protégés par un isolant électrique (IE) et l'intérieur des particules peut être vide ou remplié par une matière assurant la stabilité (capsules). Le générateur à particules ioniques IPG (Ion Particle Generator) est un générateur de conversion directe mécano-électromagnétique. Il transforme directement l'énergie mécanique ME en énergie électromagnétique à haut rendement dans ICECE en utilisant IF et un (ou plusieurs) circuits fermés pour l'IF. Le circuit peut être divisé en deux compartiments séparés par deux diodes qui contrôlent la direction d'écoulement et le type d'écoulement - pulsatif ou constant. ME est introduite dans l'un des compartiments ("actif') par exemple sous la forme d'un gradient de pression, d'un gradient de température ou d'un gradient de masse. Suite de cette force mécanique, un des diodes s'ouvre, IF du compartiment "actif' se déplace dans le circuit et en rentrant à nouveau dans ce 10compartiment par l'intermédiaire de la deuxième diode, ferme le circuit. L'écoulement d'IF dans le canal du circuit ICECE suite des forces mécaniques génère un courent et un champ magnétique. Le processus d'écoulement peut être facilité par la présence d'un charge de surface électrostatique, du même signe comme les particules d'IF, sur les murs internes du canal du circuit (sustentation électrostatique), par un potentiel répulsif pour les particules 15appliqué sur des murs métalliques du canal couvertes d'un isolateur et d'autre part par un gradient de potentiel en direction d'écoulement d'IF formé par une distribution approprié de se charge de surface sur les murs du canal ou par une variation du potentiel électrique de mur du canal. Un contrôleur peut suivre l'alimentation en ME et la force mécanique. La seule énergie sortante d'IPG est l'énergie électromagnétique. La chaleur suite des 20 collisions pendant un cycle est réintroduit dans le système. Les seules pertes énergétiques (mois de 1%) sont reliées à l'ouverture de deux diodes. Donc une efficacité théorétique de conversion énergétique plus de 99%. Une variante d'IPG avec deux circuits en antiphase permettant de générer deux courants périodiques en antiphase sans pertes significatives énergétiques pour induire un 25champ magnétique alternatif est également présente. Les deux circuits ont un compartiment "actif' commun. Une diode accompagnée d'un distributeur permet d'injecter alternativement en antiphase l'IF dans l'un et l'autre circuit et donc de générer deux courants alternatifs en antiphase et les champs magnétiques alternatifs correspondants. Le distributeur possède un rétrécissement qui concentre l'IF dans l'ouverture d'un canal tordue autour de l'axe d'une 30spirale. Le passage du fluide fait tourner ce dispositif autour l'axe de la spirale. La sortie du canal qui peut être également rétrécisse passe périodiquement devant les ouvertures des deux circuits et distribue l'IF en antiphase. Sa vitesse de rotation détermine la fréquence. Il alimente les deux circuits de façon alternative avec IF. Ce schéma est applicable à plus des deux circuits fonctionnant en décalage de phase. 35 Le renversement du sens de la transformation énergétique, d'énergie électromagnétique en énergie mécanique, permet d'obtenir un moteur à particules ionique IPM (Ion Particle Motor) qui est un moteur de conversion directe magnéto-électromécanique. Dans ce cas un champ électromagnétique approprié induit une force électromotrice dans le circuit d'IF. Elle provoque la circulation des particules chargées et donc l'écoulement d'IF. Il peut effectuer du travail mécanique suite des dispositifs mécaniques (de pressure, de rotation, de la chaleur) placés dans le compartiment "actif'. IPM marche en sens inverse d'IPG. Le procédé et les circuits techniques d'IPM sont similaires de procédé et des circuits d'IPG et se différent par le sens de la conversion énergétique et les dispositifs techniques d'introduction et de sortie énergétiques. IPM n'a pas besoin des appareils additionnels tels comme des électromoteurs. Transformateur direct mécano- électromagnétique/ Transformateur direct électro- 10mécanique DMET/ DEMT (Direct Mecano-electromagnetic transformer/ Direct electromecanical transformer). Ils permettent aux IPG et IPM de communiquer avec des circuits externes. Ce transformateur se distingue des transformateurs électriques par un enroulement contenant un ICECE. Cet enroulement, toujours fermé pour l'IF, est en effet IPG (ou IPM) qui permet une transformation d'énergie "du" ou "vers" un deuxième 15enroulement du transformateur. DMET a un enroulement primaire remplacé par un ou plusieurs circuits avec IF ou par un ou plusieurs enroulements de circuit d'IF de l'IPG. DMET se caractérise par un coefficient de transformation d'énergies mécano-électromagnétiques couplés dans l'enroulement primaire vers une énergie électromagnétique d'enroulement secondaire du transformateur, qui caractérise la communication d'énergie convertie aux 20 circuits externes. DMET permet l'extraction d'énergie électromagnétique. DEMT en inverse introduit l'énergie électromagnétique et il a un enroulement secondaire remplacé par un ou plusieurs circuits avec IF ou par un ou plusieurs enroulements du circuit d'IF de l'IPM. DEMT se caractérise par un coefficient de transformation d'énergie électromagnétique d'enroulement primaire vers les énergies mécano-électromagnétiques couplés dans 25l'enroulement secondaire du transformateur, qui caractérise la communication d'énergie vers l'espace externe. La présence d'ICECE, d'IF et respectivement IPG/IPM donne des nouvelles fonctionnalités et des propriétés différentes du DMET/DEMT par rapport des transformateurs ordinaires électriques. DEMT est capable d'effectuer du travail directement sans électromoteurs à partir d'énergie électrique. DEMT intègre l'IPM. DEMT est plus qu'un 30simple transformateur. En plus de transformation d'énergies il se caractérise par des paramètres du travail mécanique, donc le fluide ionique IF est capable d'effectuer. Une sous pression de Bernoulli qui apparaît suite de passage d'IF par un rétrécissement dans le circuit d'un DEMT accompagné d'un tamis d'ouvertures plus petits du diamètre des particules d'IF résulte en aspiration du fluide externe par IF et transforme le 35DEMT en un moteur à particules ioniques à pression IPM-P. ICECE couple le circuit fermé d'IF et le circuit ouvert pour le fluide externe dans l'enroulement secondaire du DEMT. Le fluide externe sort par un deuxième tamis en créant une compression à la sortie. IPM-P convertie l'énergie électromagnétique d'enroulement primaire du DEMT en énergie mécanique d'aspiration ou de compression du fluide externe. En autre, la concentration d'IF circulant dans l'enroulement secondaire du DEMT sur la roue interne (placée dans le circuit d'IF) d'une couple roues transforme le DEMT en un moteur à particules ioniques à couple roues IPM-R. Il se caractérise par une transformation d'énergie électromagnétique dans l'enroulement primaire du DEMT en énergie mécanique de la rotation de la roue externe. Une variante de ce moteur utilise la concentration d'IF sur une roue à pales. IPG à pression solaire thermique (STP-IPG, Solar Thermal Pressure IPG) est un 10générateur ou une centrale pour une génération directe d'énergie électrique et thermique à partir d'énergie solaire. Le principe de fonctionnement de cette centrale est fondamentalement différent des centrales connus. Il est basé sur une utilisation d'ICECE, d'IF, d'IPG et de DEMT du procédé ICECET. L'énergie solaire concentrée par intermédiaire d'un miroir parabolique est absorbée directement par les particules d'IF nues ou couverts 15d'une couche d'absorbant (ou par un absorbeur intégré, ou un fluide caloporteur diluant IF) et transformée en chaleur et en pression dans le compartiment actif d'ICECE d'IPG qui fait circuler IF. Cette circulation est modulée par une diode de distribution de façon périodique dans deux (ou plusieurs) circuits en antiphase (ou en décalage de phases) d'IPG accompagnés des deux ou plusieurs DMET. Suite du transfert direct mécano- 20électromagnétique dans DMET les forces électromotrices appariassent dans les enroulements secondaires de deux DMET. Un accumulateur en chaleur peut également collecter et réintroduire l'énergie thermique dans la centrale. L'efficacité théorique du STPIPG de conversion d'énergie solaire est de 89%. Présentation des Figures 25 La Figure 1 présente en coupe, les particules d'IF et deux schémas d'IPG/IPM. Les particules (P) d'IF (Figure 1 a) sont des particules fortement chargés (+ ou -). Les particules possédant une couche conductrice par exemple métalliques ou des capsules légères métalliques peuvent porter une charge importante. Ils peuvent être couverts par une couche d'isolant (IE) et vidés où rempliés par une matière pour plus de stabilité. Leur diamètre peut 30être variable. Le canal ionique d'échange et de couplage énergétique (ICECE) où IF circule forme un circuit (A) fermé et il est couvert d'une matière isolante. La face interne peut être couverte par une couche de diélectrique (IESE) contenant une charge électrostatique fixé de même signe comme les particules P. La densité de charge surfacique varie du point (1) vers point (2) assurant d'un part un gradient (G) électrostatique dans le sens de déplacement des 35particules d'(1) vers (2) et d'autre part une sustentation électrostatique des particules. Le même effet peut être obtenu par un canal avec des murs conducteurs (métal, polymère, carbone) couverts ou non d'un isolateur et par application d'un potentiel variable répulsive pour P et formant un gradient d'(1) vers (2). L'énergie mécanique (ME) est introduite dans la partie "active" (2-1) sous différents formes - de la chaleur, de la pression ou du gradient de concentration etc. Deux diodes (VI, V2) assurent le sens et la modulation d'écoulement d'IF. La circulation d'IF induit un courent (I) et un champ magnétique (CM). Le circuit peut être isolé thermiquement (IT) sous vide ou par des matériaux à faible conductivité thermique. Le deuxième schéma (Figure 1 b) est composé de deux circuits (A) et (B) ayant une partie "active" (2-1) en commun. La diode (V1) équipée d'un distributeur (D) distribue périodiquement en antiphase (cp) l'écoulement d'IF dans (A) et (B). Une variante du distributeur (D) est présente en insert. Il possède un rétrécissement qui concentre l'IF dans 10un canal tordue autour de l'axe d'une spirale. Le passage du fluide fait tourner le canal autour l'axe de la spirale. La partie sortante rétrécisse du canal passe périodiquement devant les ouvertures des circuits (A) et (B) et distribue l'IF en antiphase. Sa vitesse de rotation détermine la fréquence. Un contrôleur de pressure (PC) peut accumuler IF et de contrôler la pression et la vitesse de rotation du (D). 15 Figure 2a présente en coupe des DMET et des DEMT. Le circuit (A) ou un enroulement de l'(A) d'IPG de DMET est placé comme l'enroulement primaire d'un transformateur (Tl). L'enroulement secondaire électrique (EW) est composé d'un conducteur traditionnel. La force mécanique (ME) fait circuler (IF) qui générera un champ électromagnétique. Comme suite une force électromotrice apparaîtra dans l'enroulement 20secondaire du (T1). En inverse pour le DEMT, un curent alternatif dans (EW) provoquera un courent dans le circuit secondaire (A) d'un IPM et donc une circulation d'IF permettant d'effectuer du travail mécanique. Deux schémas de moteurs sont présentés en Figure 2b et en Figure 2c. 25 Figure 2b présente un moteur à particules ioniques à pression (IPM-P): Le circuit (A) possède un rétrécissement accompagné d'un tamis (S) d'ouvertures plus petits du diamètre des particules d'IF. Le passage d'IF induit une sous pression de Bernoulli (UP) qui aspire (AS) le fluide externe (F). (F) sort du circuit par intermédiaire d'un autre tamis (S) et peut être utilisé pour comprimer (Cm) un fluide. 30 Figure 2c présente un moteur à particules ioniques à roues (IPM-R). En cas d'une couple roues l'IF qui circule dans ICECE de circuit (A) suite d'un courent dans (EW) est concentré par un concentrateur (CC) sur la roue interne (RI) d'une couple roues. La rotation du (RI) induit la rotation de la roue externe (RE) qui peut effectuer du travail. L'insert de la Figure 2c présente une variante d'IPM-R avec une roue à pales. Dans 35ce cas le concentrateur (CC) concentre l'IF sur les pales de la roue (RO) placée dans l'ICECE et le flux fait tourner la roue. Figure 3 présente en coupe les schémas des centrales solaires thermiques IPG. Figure 3a présente le schéma de STP-IPG utilisant les IPG et les DMET décrites dans les figures précédentes. L'énergie solaire est concentrée par un miroir (M) sur un récepteur thermique (R) et convertie en énergie mécanique dans le compartiment "actif' d'IPG. Le schéma en Figure 3b utilise deux circuits en antiphase. La circulation périodique d'IF dans (A) et (B) induit une force électromotrice dans (EW) de deux DMET. Un collecteur thermique récupère et réintroduit la chaleur dans la centrale. Les facteurs qui contrôlent la réintroduction d'IF sont la pression, le (V2), le gradient électrostatique (G). Figure 3c présente un schéma de multi- circuits STP-IPG. Deux systèmes solaires thermiques (M,R et M1,R1) avec ses circuits en antiphase synchronisées (A,B et A1,B1) font 10l'enroulement primaire de deux DMET TA et TB. Expose détaillé 1. L'invention présente un procédé efficace et direct de conversion d'énergie mécanique ou optique en énergie électromagnétique et en inverse. II présente plusieurs nouvelles solutions techniques reliées aux énergies renouvelables. Il permet la création des 15générateurs et des moteurs posant les fondements d'une nouvelle technologie de couplage et d'échange énergétique par intermédiaire d'un canal remplit par un fluide ionique (ICECET, Ion Channel Energy Coupling and Exchange Technology) qui replace les multiples étapes des transformations énergétiques lors du processus de production d'électricité et les générateurs mécaniques par un seul cycle d'un générateur à haut rendement transformant 20directement l'énergie mécanique en énergie électromagnétique ou en inverse l'énergie électrique en énergie mécanique par un moteur à haut rendement. Dans cette invention le termine « énergie mécanique » regroupes tous formes d'énergie mécanique (comme la cinématique, la dynamique, la thermique, de pression, de diffusion etc.). 25 Le procédé est basée sur une approche fondamentalement nouvelle - le couplage d'énergie mécanique et d'énergie électrique lors du processus de conversion énergétique dans I'ICECE remplit par un nouveau fluide artificiel û le fluide ionique (IF, "Ion Fluid"). Au contraire, les technologies traditionnelles actuelles séparent l'énergie mécanique de l'énergie électrique pendant le processus de production. Les méthodes traditionnelles 30 utilisent un fluide comme porteur d'énergie mécanique, ce fluide souvent passe plusieurs cycles pour faire tourner les rotors des turbines pour induire en fin d'électricité par intermédiaire d'un générateur. Les fluides utilisées n'ont pas des propriétés électriques et ne sont pas capables seuls de produire l'électricité. 2. Le canal ionique d'échange et de conversion énergétique (ICECE, Ion Channel of 35Energy Conversion and Exchange) Le canal ionique de couplage et d'échange énergétique (ICECE) permet d'un part le couplage énergétique par intermédiaire d'un fluide ionique (IF, «Ion Fluide») composé d'ions unipolaires artificiels circulants dans un circuit fermé dont la trajectoire est déterminé par le canal ainsi d'autre part l'échange énergétique par la superposition du circuit d'IF avec des circuits ouverts pour des fluides externes et par l'intégration des dispositifs d'échange énergétiques. L'ICECE possède un mur déterminant les limites du canal composé d'un matériel d'isolant électrique ou d'un conducteur couvert ou non par une couche d'isolant électrique. Une sustentation électrostatique (IESE, Figure 1) pour IF peut être assurée par un potentiel répulsif sur les murs du canal obtenu par la distribution d'une charge fixe sur la surface ou par l'application d'un tel potentiel sur la couche conductrice du mur de canal. Un gradient de 10potentiel (G) allongeant le circuit fermé du canal en parallèle à son axe peut faciliter le contrôle d'écoulement d'IF. Les murs du canal peuvent être isolés thermiquement (IT). Le canal intègre dans des segments de ces murs ou de l'intérieur divers dispositifs d'échange énergétiques tels que des tamis (S) dans le mur pour un échange des fluides, de la pression, de la masse, tels que des murs thermo-conducteurs pour un échange d'énergie 15thermique, tels que des murs transparents pour un échange d'énergie optique, tels que des murs internes couverts d'un absorbant optique, tels que des roues dont l'axe de rotation est perpendiculaire à l'axe du canal pour une exchange d'énergie cinétique, etc. Le canal déterminant le circuit est remplit par des particules (P) unipolaires, fortement chargés d'un charge contrôlable (ions artificiels), nues ou protégés par une couche d'isolant 20électrique (IE), capables de se déplacer de façon oriente dans le canal suivant un circuit fermé en présence d'une force. Les particules peuvent être couverts par des coches fonctionnelles comme des couches d'absorption optique etc. Dans son ensemble ils composent un fluide ionique (IF) artificiel. Les propriétés mécaniques de fluide ionique, la masse, les dimensions, les 25interactions des particules ne sont pas négligeables mais ils assurent un comportement de l'ensemble correspondant à un fluide. Chaque déplacement orienté des particules dans l'espace induire en même temps un transfert de masse, un transfert d'énergie mécanique, l'appariation d'un curent électrique et l'induction d'un champ magnétique associé. La densité du curent induit par IF dépende des trois paramètres contrôlables: la vitesse, la 30concentration et la charge des particules. Ca diffère IF de tous systèmes naturels. Les particules possédant une couche conductrice, comme des métalliques peuvent être chargées fortement par des générateurs électrostatiques (par exemple de Van de Graaf). Des capsules métalliques chargées et vides ou rempliées par une matière légère (par exemple polystyrène) ainsi couvertes par une couche d'isolateur (Figue la) rassemblées 35dans un espace définit peuvent former un ensemble des condensateurs ayant un comportement collective représentative d'un fluide ionique. Les particules peuvent être également diélectriques avec une charge de surface. Les technologies modernes peuvent préparer ce type des particules avec des dimensions contrôles de nanoparticules aux particules macroscopiques. IF pur est composé uniquement des particules chargées et sous vide. IF mixte est composé des particules chargées et immergées dans un autre fluide. IF est un fluide surchargé sous une pression électrostatique interne. Pourquoi IF dans ICECE est ci spécial? Il est capable de coupler l'énergie mécanique et l'énergie électrique dans le circuit fermé et définit par le canal. Ces propriétés mécaniques sont proches des fluides réels mais ils sont modulés par la présence d'une charge forte, unipolaire et contrôlable ajoutant un potentiel répulsive interne. Les propriétés électriques peuvent être décrites par la théorie classique d'un gaz d'électrons mais en introduisant un 10libre parcours moyen qui prends en compte l'absence d'un réseau cristalline, l'absence d'un réchauffement correspondant et d'une résistance relié. Egalement, il faut prendre en compte les phénomènes collectifs mécaniques du transport des particules possédant une masse non négligeable. IF est différent d'un gaz d'électrons dans les métaux et les semi-conducteurs parce 15que il est dominé par des phénomènes classiques parce que il n'ai pas un réseaux cristalline pour limiter le parcours libre moyen des particules, pour limiter la conductivité et pour monter la température, parce que la charge de chaque particule est très importante et contrôlée, parce que IF est capable de transporter comme l'énergie électrique ainsi que l'énergie mécanique aux distances relativement importantes. La densité du courent électrique généré 20par IF est contrôlé par la vitesse, la concentration des particules mais également par la grandeur de leurs charge. Alors que dans les matériaux naturels la charge de porteurs n'est pas à priori contrôlable. IF est différent d'un plasma et des électrolytes parce qu'il est unipolaire, la charge des particules est importante et elle peut être contrôlé en avance. 25 IF est également différent des gazes réels ou ionisés parce que il n'est pas une substance moléculaire ou atomique, parce que les dimensions des particules et leur masse sont contrôlables, parce que il est unipolaire d'une grandeur de charge contrôlable et ses propriétés sont fortement dominés par des forces répulsives électriques, par des phénomènes électromagnétiques ainsi que de transfert de masse macroscopique. 30 IF est également spécial parce que les particules peuvent être couverts par des couches fonctionnels û absorbants, radiants, etc. Exemple de grandeurs: Si IF est composé des particules métalliques d'un rayon de 100 nm, d'un charge de 1x10-12C , d'une concentration volumique des particules de 1%, et ils se déplacent dans une 35direction précise avec une vitesse de 10 m/s la densité du courent serait d'environs 1x107Nm2. Donc, IF peut générer un courent très fort et un champ magnétique associé. 3. Générateur à Particules Ioniques IPG (Ion Particle Generator). IPG est un nouveau générateur mécano-électromagnétique qui transforme directement l'énergie mécanique en énergie électrique à haut rendement. Il généré un courent électrique et un champ magnétique directement à partir des forces mécaniques. L'IPG utilise la propriété d'ICECE et d'IF de couplage d'énergie mécanique et d'énergie électrique pour produire directement électricité sans utilisation des étapes intermédiaires et donc sans pertes significatives lors du processus de transformation énergétique. Ce générateur est un générateur simple à un cycle fermé. II peut remplacer les générateurs actuels et les étapes associés de transformation d'énergie. La Figure la représente le schéma simplifié d'IPG. Le circuit (A) du générateur est intégré dans un canal (ICECE) où le fluide ionique (IF) circule et peut être isolé thermiquement (IT). Sa circulation peut être facilité par une sustentation électrostatique (IESE). Le segment (1-2) est la partie d'électro-générateur et le segment (2-1) est la partie de "force mécano-motrice" ou l'énergie mécanique est introduite et dans ce sens il est 15également nommé segment « actif ». Les deux compartiments sont séparés par des diodes (V1) et (V2) (par exemple de pression), qui contrôlent la direction d'écoulement d'IF. Sur ce schéma la direction choisi est-en contre sens des aiguilles d'une montre. Si IF est présent en partie (2-1) et une énergie mécanique (ME) est introduite pour créer une pression excessive la soupape de diode (V1) ouvrira le circuit et IF s'éculera vers la diode (V2) suite du gradient 20de pression qui joue également un rôle de "force électromotrice". La « force mécano-motrice » est donc également « la force électromotrice ». La diode (V2) alimente la partie « active » (2-1) avec IF où ME (la "force mécano-motrice") à nouveau introduit IF dans la partie (1-2) et ferme le cycle. ME peut être relié par exemple à un gradient de pression, à un gradient de température ou à un gradient de masse. Ils peuvent être créés par les 25technologies de solaire thermique, d'éolienne, de hydro-pression ou de diffusion. La circulation d'IF fortement chargé dans le circuit (A) fait apparaître un courent (I) dans le circuit avec un champ magnétique (CM) associé et orienté perpendiculairement à la surface du circuit dans la direction hors de la surface comme indiqué sur la figure par la flèche. C'est important de noter que cette circulation du courent n'est pas un résultat d'existence d'une 3odifférence de potentiels entre les points (1) et (2). Elle est induite par le gradient de pression et donc par une force mécanique. L'énergie mécanique introduite est convertie directement en énergie électrique et magnétique par l'IPG. La diode (VI) peut être adapté pour générer des pulsations de pressure périodiques rectangulaires ou sinusoïdales. En ce cas le courent dans le circuit serait alternative AC avec 35une fréquence déterminé par (VI). Le canal ICECE du circuit A peut héberger en même temps deux circuits : l'une fermé de fluide ionique (IF) et l'autre ouverte (ou fermé) d'un autre fluide interne ou externe. L'IPG peut être composé de plusieurs ICECE fermés (A, Al, A2...) chacun divisé au mois en deux compartiments (1-2) et (2-1) séparés par deux (V1) et (V2) ou plusieurs diodes mécaniques ou électromécaniques. La figure 1 b montre un exemple des deux circuits A et B en antiphase (antiphase IPG) possédant un compartiment 'actif' en commun. Ils sont périodiquement alimentés avec (IF) par (V1) équipé d'un simple distributeur (D) (à voir l'insert). Il possède un rétrécissement qui concentre l'IF dans un canal en forme tordue autour de l'axe d'une spirale. Le passage du fluide fait tourner ce dispositif autour de l'axe de la spirale. La partie sortante du canal qui peut être également rétrécisse passe périodiquement devant les ouvertures des circuits (A) 10et (B) et distribue l'IF en antiphase. Sa vitesse de rotation détermine la fréquence. (D) alimente les deux circuits (A) et (B) de façon alternatif avec IF pour générer deux courent (I) alternatifs et des champs magnétiques alternatifs. Ce schéma est applicable à plus des deux circuits avec des phases différents. Si l'alimentation de ME est aléatoire (solaire, éolienne) la partie « active » peut être équipé d'un contrôleur de la force mécanique, donc la pression 15(PC), permettant de maintenir une alimentation permanente de pression pour maintenir la fréquence de l'écoulement périodique en (A) et (B). En cas d'une alimentation très forte de (ME), (PC) peut ouvrir des autres circuits (Al) et (B1). En inverse, (PC) réduira le nombre des circuits ouverts en cas d'une diminution d'alimentation en (ME). Ce système est capable d'attraper et convertir en électricité des petits et des plus importantes alimentations 20 énergétiques. C'est un point important de ce système en vue d'efficacité d'attraper des ressources énergétiques aléatoires comme les énergies renouvelables. Pour le circuit fermé (A) en Figure 1 a ; il est valable: (8A'+ 8Q')= d(Ek +Ep) = dE où M' et 8Q' sont le travail des forces externes et le chaleur externe introduits pour 25augmenter la pression dans la région active, Ek est l'énergie cinétique, Ep est l'énergie potentielle intégrale et E est l'énergie totale du système. Pendant le parcours (1-2) les particules transforment leur énergie cinétique d'un part en énergie du champ électromagnétique suite d'apparition d'un courent effective et d'un champ magnétique et d'autre part en chaleur suite des collisions entre les particules et avec les murs du canal de 30circuit. Pour un système thermiquement isolé l'intégralité de la chaleur générée pendant un cycle est récupérée. Elle est réintroduite avec le reste de l'énergie cinétique dans la partie active (2-1) et elle s'ajoute à l'énergie mécanique ME externe pour une utilisation dans le cycle suivant. Donc, le travail et la chaleur externes (8A'+ 8Q') introduits dans ce système à cycle fermé se transforment en une seule énergie sortante du système: l'énergie du champ 35électromagnétique généré par le courent circulant. Ce système isolé idéalement en théorie n'a pas des pertes et elle marche pour convertir l'intégralité d'énergie mécanique introduite en énergie du champ électromagnétique. L'avantage d'IPG est que suite du couplage mécano-électromagnétique par ICECE l'énergie mécanique est convertie directement en énergie électromagnétique sans l'intermédiaire des systèmes complexes à plusieurs étapes. Cette simple méthode de conversion énergétique résulte en une efficacité de génération très importante. Les seuls pertes énergétiques dans IPG (Figure la) sont reliés à l'ouverture de deux diodes (VI) et (V2). Ils sont mois de 1%. L'isolation thermique (sous vide) du circuit (1-2-1) permet une réutilisation de la chaleur dans le système. La couverture des murs internes du canal (A) par une charge de surface électrostatique du' même signe comme les particules ou l'application d'un potentiel répulsif sur les murs du canal réduira les collisions des particules avec le mur 10et donc les pertes énergétiques internes en forme de la chaleur pendant un cycle (sustentation électrostatique). Elle augmentera l'efficacité d'un cycle. En autre, un gradient électrostatique (G) de potentiel sur des murs internes d'ICECE en direction d'écoulement (du (1) vers (2), Figure 1 a) améliorera l'écoulement des particules. La construction très simple d'IPG permet d'effectuer une conversion directe et très 15efficace d'énergie mécanique en énergie électromagnétique pour des petits et des grands projets. IPG ne sépare pas l'énergie mécanique et l'énergie électrique dans les cycles différents comme dans les centrales actuelles. L'efficacité théorique de conversion d'énergie mécanique en électromagnétique par IPG est plus de 99%. 4. Moteur à Particules Ioniques IPM (Ion Particle Motor). 20 L'IPM est un moteur direct magnéto-électromécanique. II marche en inverse d'IPG. IPM se diffère par le sens de la conversion énergétique et les dispositifs techniques d'introduction et de sortie énergétiques. Si l'IF est present dans le circuit (A) de Figure la et l'énergie électromagnétique est introduite par un champs électromagnétique dans le circuit (A) sous la forme d'une force électromotrice les particules chargés se deplaseront et 25circuleront dans (A). Le deplacement orienté de ces particules macroscopiques est un écoulement d'IF sur la trajectoire déterminé par ICECE et donc une conversion directe d'énergie électrique en énergie mécanique. L'énergie mécanique (ME) est sortante par l'intermédiaires des dispositifs mécaniques (de pressure, de rotation, de la chaleur) placés dans le compartiment "actif' (2-1) d'ICECE. Si les particules sont immersés dans un fluide (IF 30mixte) ils forceront également le deplacement de ce fluide suite des forces de la cohésion. Le flux d'IF dans le canal ICECE peut effectuer du travail mécanique de créer de pression, d'aspirer, de tourner des roues (Figure 2), de générer de la chaleur suite de la friction ou des frapes des particules d'IF dans un échangeur mécano-thermique, de générer de la lumière suite des frapes des particules d'IF sur la surface scintillante d'un échangeur mécano- 35optique. La force mécanique peut être contrôlé par un contrôleur (PC). 5. Transformateur direct mécano- électrique/ Transformateur direct électromécanique - DMET/ DEMT (Direct Mecano-electrical transformer/ Direct electro-mecanical transformer). Ces transformateurs permettent à l'IPG et à l'IPM de communiquer avec des circuits externes Figure 2. Pour transférer l'énergie d'IPG vers un circuit externe le canal ICECE de circuit (A) d'IPG compose un des enroulements d'un transformateur électrique. Théoriquement un transformateur a une efficacité de 100% et en pratique une efficacité de 99,7% est possible. Un ou plusieurs circuits (A) avec (IF) ou un ou plusieurs enroulements de circuit A (EA) d'IPG remplacent l'enroulement primaire d'un transformateur électrique pour 10DMET. En inverse, un ou plusieurs circuits (A) avec (IF) ou un ou plusieurs enroulements de circuit A (EA) d'IPM replacent l'enroulement secondaire pour DEMT. DMET (DEMT) se caractérisant par un coefficient de transformation d'énergies mécano-électromagnétiques (électromécaniques) couplés dans l'enroulement primaire (secondaire) vers une énergie électromagnétique d'enroulement secondaire (primaire) du transformateur, qui caractérise la 15communication d'énergie convertie aux circuits externes. DMET marche de façon similaire d'un transformateur électrique, mais il se diffère du fait que l'enroulement primaire est toujours fermé pour l'IF, qu'il utilise une énergie mécanique externe ME pour fonctionner et ME accompagne toujours le processus de transformation électrique. Par contre DEMT est très différent des transformateurs électriques suite de son principe. Les transformateurs 20électriques induisent dans tous les cas une force électromotrice dans l'enroulement secondaire si les fluctuations du courent sont présents dans l'enroulement primaire. Cependant, ils ne sont pas capables d'effectuer directement du travail mécanique. DEMT intègre à priori un moteur (IPM). Les pulsations dans l'enroulement primaire induisent un écoulement d'IF dans le canal ICECE de l'enroulement secondaire et l'IF devient capable 25d'effectuer directement du travail, de créer de la pression, de tourner des roues. En plus de transformation d'énergies il se caractérise par des paramètres de travail mécanique. DEMT est plus qu'un simple transformateur. Une autre différence du DEMT est que l'enroulement secondaire est toujours fermé pour l'IF. Une troisième différence est que la présence d'un courent dans l'enroulement primaire est une condition nécessaire mais n'est pas suffisante 30pour l'apparition d'un courent induit dans l'enroulement secondaire. II est nécessaire que l'IF soit également présent dans la région (1-2) (Figure 1). Cela peut exiger une alimentation d'énergie externe pour l'ouverture de la diode (V1). Figue 2a et Figure 2c montrent un moteur à particules ioniques à pression (IPM-P) et un moteur à particules ioniques à roues (IPM-R). (IPM-P) est un moteur utilisant la sous 35pression de Bernoulli qui apparaît autour d'un rétrécissement de canal ICECE du circuit (A) dans l'enroulement secondaire d'un DEMT, suite d'une grande vitesse d'écoulement d'IF par ce rétrécissement équipé d'un tamis (S) d'ouvertures plus petits du diamètre des particules d'IF. Le canal ICECE du circuit (A) est fermé pour IF et en même temps ouvert pour un fluide externe (F). Cette région (entrée pour F) aspire le fluide externe (F). Ensuite il est expulsé par l'intermédiaire des ouvertures d'un deuxième tamis dans ICECE avec ou sans compression en fonction de rapport des-dimensions des deux tamis ou du canal dans les zones de deux tamis. Donc, on peut avoir un aspirateur, un compresseur, une pompe en utilisant directement le DEMT et on n'a pas besoin d'un électromoteur pour transformer l'énergie électrique en mécanique. IPM-P convertit l'énergie électromagnétique 10d'enroulement primaire du DEMT en énergie mécanique d'aspiration ou de compression du fluide externe (F). (IPM-R) est un moteur à roues (Figure 2c). Les fluctuations du courent dans l'enroulement primaire de DEMT induit la circulation d'IF dans le canal ICECE de l'enroulement secondaire. IF est concentré par un concentrateur (CC) sur la roue interne 15(RI), d'une couple roues (RI-RE), placée dans le canal ICECE du circuit (A). La rotation de (RI) connecté avec RE par un essieu à travers des murs d'ICECE, provoque la rotation de la roue externe (RE) et donc l'exercice de travail mécanique. L'énergie électromagnétique dans l'enroulement primaire du DEMT est convertie en énergie mécanique de la rotation de la roue externe (RE). 20 L'insert de Figure 2c montre une autre variante d'IPM-R avec une roue à pales. Dans ce cas le concentrateur (CC) est formé par l'ICECE ou intégré dedans. Il concentre l'IF sur les pales de la roue (RO) placées dans l'ICECE et le flux fait tourner la roue. Le concept DMET/DEMT peut être appliqué pour tous types des centrales électriques. Nous présenterons un schéma d'une centrale innovante solaire. 25 6. STP-IPG (solar thermal pressure IPG) IPG à pression solaire thermique est un générateur ou une centrale pour une génération directe d'énergie électrique et thermique à partir d'énergie solaire avec une très haute efficacité. Le principe de fonctionnement de cette centrale est fondamentalement différent des centrales connus. II est basé sur une utilisation innovante d'ICECE, d'IPG et de 30 DMET. La Figure 3a montre le schéma du STP-IPG composé d'un concentrateur d'énergie solaire utilisant dans cette exemple un miroir parabolique (M) (ou en option lentille ; pour plus de clarté les dimensions sont hors proportion) concentrant l'énergie solaire sur le compartiment "actif" (2-1) d'ICECE transformé en récepteur de chaleur (R), d'un (Figure 3a), 35des deux circuits (A) et (B) en antiphase (Figure 3b) ou des plusieurs circuits (Figure 3c) d'IPG avec des transformateurs DMET - (TA) et (TB). Le mur du canal ICECE dans le segment « actif » est fait par une matière transparente (verre, céramique, cristal, polymère) possédant ou non une couche d'anti-réflexion. Le réchauffement d'IF dans le récepteur induit une pression qui fait circuler l'IF dans (A) et (B). Cette circulation est modulée par une diode de distribution de façon périodique. La réintroduction d'IF se fait par la pression, par le (V2), par le gradient électrostatique (G) ou par la gravitation. La circulation d'IF dans les canaux ICECE des circuits (A) et (B) induit un courent et un champ magnétique alternatif. Suite du transfert direct mécano- électromagnétique dans DMET les forces électromotrices appariassent dans les enroulements secondaires de (TA) et de (TB). Un collecteur en chaleur (H) est utilisé pour collecter l'énergie thermique de la centrale. L'absorption d'énergie solaire dans le récepteur de chaleur (R) peut s'effectuer par un 10absorbant placé dans le compartiment actif, par un fluide caloporteur diluant l'IF ou directement par les particules d'IF nues ou couverts par une couche d'absorbant. Si l'absorption se fait directement par les particules d'IF en remplaçant les absorbeurs classiques, l'IF transformera directement d'abord l'énergie solaire en énergie mécanique et en suite en électromagnétique. 15 Efficacité: Les miroirs (M) métalliques peuvent avoir une réflectivité de 98%. Le verre du récepteur (R) de chaleur couvert par des couches d'anti-réflectivité a une transparence de 96%. Les absorbeurs (la couche d'absorbant) ont une efficacité de 96%. Comme résultant les collecteurs solaires thermiques paraboliques peuvent atteindre une valeur d'efficacité théorique d'environ 90% de conversion d'énergie solaire en énergie thermique. L'efficacité 20électrique obtenue par des centrales solaires thermiques aujourd'hui est d'environs de 20-25%. Plus de 75% sont perdus en transformations multiples. IPG n'utilise pas des étapes intermédiaires ni des transmissions mécaniques. L'efficacité théorique du STP-IPG de conversion d'énergie solaire est de 89%. Un schéma d'une centrale Multi-circuit STP- IPG d'une puissance plus importante est 25obtenu par le joint des plusieurs circuits d'IPG au enroulement primaire des DMET du STPIPG. La Figure 3c présente ce schéma avec deux STP-IPG symétriques et synchronisés. STP-IPG peut operer pendant la journeée et également pendant l'hiver si une isulation thérmique est effectuée. II ne peut pas opérer pendant la nuit sans une alimentation éxterne d'énergie mécanique. Cependant un stockage termique d'exedent énergetique peut 30resoudre ce probleme. Applications industrielles Les applications principales des inventions sont dans les domaines de la conversion d'énergie, du développement des générateurs, des moteurs, des appareils électriques et 35mécaniques, des centrales énergétiques, des énergies renouvelables. Revendications1. Procédé de conversion directe d'énergie mécanique (sous tous ses formes inclus cinématique, dynamique, thermique, de pression, de diffusion) en énergie électromagnétique et en inverse caractérisé par un couplage direct d'énergie mécanique et électromagnétique dans un générateur à particules ioniques (IPG) ou dans un moteur à particules ioniques (IPM) lors du processus de production d'électricité ou d'exercice du travail mécanique effectué à l'aide d'un canal ionique de couplage et d'échange énergétique (ICECE) et par une extraction ou une introduction d'énergie électromagnétique à l'aide des transformateurs directs mécano- électromagnétiques ou magnéto- électromécaniques DMET/DEMT assurant 101e contact avec l'extérieur. 2. Dispositif de couplage et d'échange énergétique selon la revendication 1 appelé canal ionique de couplage et d'échange énergétique (ICECE, Ion Channel of Energy Coupling and Exchange) caractérisé par la présence d'un mur déterminant les limites du canal composé d'un matériel d'isolant électrique ou d'un conducteur couvert ou non par une 15couche d' isolant électrique possédant ou non une couche d'isolation thermique ((T), ayant ou non une sustentation électrostatique (IESE) assurée par un charge ou par un potentiel sur le mur de canal, ayant ou non un gradient de potentiel (G) allongeant le circuit fermé du canal en parallèle à son axe, possédant dans un ou plusieurs segments du canal un ou plusieurs dispositifs d'échange d'énergie tels que des tamis (S) intégrés dans le mur pour un 20échange des fluides, de la pression, de la masse, tels que des murs thermo-conducteurs pour un échange d'énergie thermique, tels que des murs transparents pour un échange d'énergie optique, tels que des roues dont l'axe de rotation est perpendiculaire à l'axe du canal pour une exchange d'énergie cinétique, et ce canal déterminant le circuit est remplit par des particules (P) unipolaires, chargés d'un charge contrôlable (ions artificiels), nues ou 25protégés par une couche d'isolant électrique (IE), possédant ou non une couche surfacique fonctionnelle, capables de se déplacer de façon oriente dans le canal fermé en présence d'une force composant dans son ensemble un fluide ionique (IF) artificiel et en fin ce canal permet le couplage et l'échange énergétique par l'intermédiaire d'IF ainsi que par la superposition de la circuit fermé d'IF avec un ou plusieurs circuits ouverts de fluides 30 externes. 3. Dispositif de transformation directe de l'énergie mécanique en énergie électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes appelé générateur à particules ioniques (IPG, Ion Particle Generator), caractérisé par la présence d'un ou plusieurs circuits d'ICECE fermés (A, Al, A2...) chacun divisé au mois en deux 35compartiments (1-2) et (2-1) séparés par deux (VI) et (V2) ou plusieurs diodes mécaniques ou électromécaniques, contrôlant le type (permanent ou alternatif) et la direction d'écoulement de fluide ionique (IF) dans le circuit suite d'énergie mécanique introduite dansle compartiment "actif' (2-1) par intermédiaire d'un tamis, d'un compresseur, d'un échangeur thermique ou optique, et ensuite par l'appariation dans le circuit d'un courent (I) et d'un champs magnétique (CM). 4. Dispositif de génération de courent alternatif en antiphase ou en plusieurs phases selon l'une quelconque des revendications précédentes appelé multi-phase IPG caractérisé par deux (A et B) ou plusieurs circuits d'ICECE ayant un compartiment "actif' (2-1) commun, un distributeur (D) possédant un canal tordue autour de l'axe d'une spirale autour de laquelle il tourne lors de passage d'IF, capable de distribuer de manière alternatif en décalage de phase ou en antiphase (q)) l'écoulement d'IF dans ces circuits et donc de générer deux ou 10plusieurs courants (I) alternatifs et des champs magnétiques (CM) correspondants en décalage de phase ou en antiphase. 5. Dispositif de transformation directe de l'énergie électromagnétique en énergie mécanique selon l'une quelconque des revendications précédentes appelé moteur à particules ioniques (IPM, Ion Particle Motor), caractérisé par une inversion de procédé et le 15sens de la conversion énergétique par rapport d'IPG en introduisant une force électromotrice dans le circuit (A) du canal ICECE, provoquant l'écoulement orienté d'IF dans ce circuit et donc l'apparition d'une force mécanique sortante capable d'exercer de travail mécanique par intermédiaire des dispositifs tels que tamis, roues, convertisseurs mécano-thermiques basés sur la friction ou des frapes des particules ou de générer de la lumière par des échangeurs 20mécano-optiques possédant des surfacés scintillantes places dans ou en contact avec l'ICECE. 6. Dispositif d'extraction d'énergie électromagnétique généré par l'IPG selon l'une quelconque des revendications précédentes appelé transformateur direct mécano- électrique (DMET, Direct Mecano-Electrical Transformer) caractérisé par un replacement 25d'enroulement primaire d'un transformateur électrique avec un ou plusieurs enroulements d'ICECE des circuits (A) d'IPG où l'énergie mécanique est convertie en énergie électromagnétique suite de couplage par l'ICECE et ensuite transférée vers d'enroulement secondaire du transformateur sous forme d'énergie électromagnétique, permettant un transfert d'énergie d'IPG vers les circuits externes déterminé par un coefficient effectif de 30transfert mécano-électromagnétique caractérisant le transfert et la conversion énergétique. 7. Dispositif d'introduction d'énergie électromagnétique dans l'IPM selon l'une quelconque des revendications précédentes appelé transformateur direct électro- mécanique (DEMT, Direct Electro-Mecanical Transformer) caractérisé par un replacement d'enroulement secondaire d'un transformateur électrique avec un ou plusieurs ICECE des 35circuits (A) d'IPM où l'énergie électromagnétique est convertie en énergie mécanique suite de couplage effectué par l'ICECE, permettant l'exécution d'un travail mécanique déterminépar un coefficient effectif de transfert électromagnétique û électromécanique caractérisant le transfert et la conversion énergétique. 8. Dispositif de pompage d'un fluide selon l'une quelconque des revendications précédentes appelé moteur à particules ioniques à pression (IPM-P) caractérisé par l'adaptation d'un DEMT et le canal ICECE de son IPM d'aspirer et/ou de compresser des fluides externes par la création dans l'ICECE d'IPM d'un rétrécissement accompagné d'un tamis (S) d'ouvertures plus petits du diamètre des particules d'IF provoquant une sous pression (UP) de Bernoulli lors du passage d'IF et donc aspirant le fluide externe (F) et ensuite l'expulsant par l'intermédiaire des ouvertures d'un deuxième tamis avec ou sans 10compression en fonction de rapport des dimensions des deux tamis ou du canal dans les zones de deux tamis. 9. Dispositif de rotation d'une roue selon l'une quelconque des revendications précédentes appelé moteur à particules ioniques à roues (IPM-R) caractérisé par l'adaptation d'un DEMT et le canal ICECE de son IPM d'effectuer un travail de rotation d'une 15roue (RO) ou de la roue externe (RE) d'une couple roues (CR) suite de placement dans I'ICECE d'IPM de l'intégralité de la rue interne d'une couple roues (RI-RE) et de la rotation de la roue interne (RI) provoquée par le concentrateur (CC) du flux d'IF sur cette roue connecté avec RE par un essieu à travers des murs d' ICECE ou suite de placement dans I'ICECE d'IPM des pales d'une roue à pales (RO) et la rotation de cette roue provoquée par 201e concentration (CC) du flux d'IF sur cette roue. 10. Dispositif de génération directe d'énergie électrique ou électromagnétique à partir d'énergie solaire thermique selon l'une quelconque des revendications précédentes appelé un IPG à pression solaire thermique (STP-IPG, Solar Thermal Pressure IPG) caractérisé par une adaptation des compartiments "actifs" (2-1) d'ICECE d'un ou plusieurs IPG en 25 récepteurs thermiques (R1,R2...) par la création des murs transparents en verre, en cristal, en céramique, ou en polymère possédant ou non une couche d'anti-réflexion où l'énergie solaire concentrée par des concentrateurs optiques tels que miroirs ou lentilles est transformée en chaleur suite d'une absorption par un absorbant placé dans le canal ou directement par les particules d'IF couverts ou non par une couche d'absorbant et immergés 30ou non dans un fluide caloporteur et ensuite cette énergie thermique est directement convertie en énergie électromagnétique par un ou plusieurs IPG pour sortir en fin vers les circuits externes à l'aide d'un ou plusieurs DMET. 35