Brevet FR3005485A1 — publié le 20141114

DOMAINE TECHNIQUE GENERAL La présente invention concerne le domaine des machines de détente à pistons réalisant une conversion de l'énergie de la détente de vapeur en puissance mécanique, et plus précisément le dispositif d'alimentation en vapeur et d'échappement d'une telle machine de détente. ETAT DE L'ART On connait les machines de détente permettant de convertir l'énergie résultant de la détente d'un gaz en énergie mécanique, de telles machines étant utilisées notamment dans des systèmes exploitant le cycle thermodynamique de Rankine. Les machines de détente à pistons sont communément utilisées dans de tels systèmes. Des machines de détente connues présentent des dispositifs de distribution, par exemple par soupapes alternatives ou rotatives. De telles machines de détente peuvent être utilisées pour la conversion de puissance thermique en puissance mécanique adaptée à la récupération de la chaleur émise par des moteurs à combustion interne. Ces machines de détente sont soumises à des contraintes de poids et 25 d'encombrement exigeantes. En particulier, de telles machines de détente peuvent évoluer à des vitesses de rotation élevées, de l'ordre de plusieurs milliers de tours par minute, permettant dans un encombrement réduit de produire une puissance mécanique importante. 30 Une architecture particulièrement avantageuse de machines de détente pour l'application de récupération de chaleur à l'échappement de moteurs à combustion interne de véhicules est l'architecture dite de détendeur axial à pistons, comprenant un ou plusieurs pistons répartis axialement par rapport à un axe de la machine. En effet ce type de machines de détente est particulièrement compact et vibre peu. On comprend bien qu'un aspect important d'un tel dispositif est la 5 qualité du remplissage du volume d'admission de la chambre d'expansion en vapeur sous pression. L'admission de vapeur est généralement réalisée par un dispositif créant un passage entre une culasse d'admission et une chambre d'expansion de la machine de détente. 10 Plus précisément, le système d'admission de la vapeur sous pression dans la chambre d'expansion est un élément déterminant pour le fonctionnement du système. Les machines de détente à pistons requièrent un étalement d'admission faible, c'est-à-dire que la plage angulaire pour laquelle le dispositif 15 d'admission est ouvert et assure l'alimentation de la chambre de détente est faible. Le document W02005073511 présente un dispositif de distribution intégré à un détendeur axial à pistons, ce dispositif est dit à soupapes 20 alternatives. L'admission est réalisée par un ensemble de soupapes qui ouvrent ou ferment les chambres des différents pistons. L'ouverture et la fermeture des soupapes sont pilotées par une tige liée à la soupape, et actionnée par un système de commande. 25 De tels systèmes de distribution par soupapes alternatives sont cependant encombrants et complexes. Ils sont par ailleurs difficilement compatibles avec des étalements d'admission faibles, d'autant plus que la vitesse de rotation est élevée. Il peut en effet survenir le phénomène bien connu d'affolement de 30 soupapes lors duquel le cycle d'ouverture-fermeture des soupapes n'est plus réalisé de manière régulière. Ce phénomène est en général jugulé par l'emploi de ressorts ayant une raideur élevée qui maintiennent la tige de soupape sur le système de commande, une came par exemple. De tels ressorts produisent des forces importantes dans les contacts et sont donc pénalisants en termes de rendement mécanique. L'avantage de tels systèmes réside néanmoins dans le fait que le lieu de guidage et de commande de la soupape (c'est-à-dire la tige de soupape) et le lieu de l'étanchéité (c'est- à-dire la tête de soupape et son siège) ne sont pas confondus. Le premier étant un lieu de friction, il peut ainsi bénéficier d'une lubrification appropriée tandis que le deuxième, opérant à haute température, peut en être dépourvu. Enfin, les dispositifs de distribution par soupapes alternatives sont mal adaptés à des détendeurs axiaux à pistons, l'organe usuellement utilisé pour la commande des soupapes alternatives, l'arbre moteur, étant parallèle aux axes des cylindres. Une autre structure connue de dispositif de distribution est la distribution par soupape rotative. Le document DE102010036917 propose un arrangement particulier d'un dispositif de distribution par soupape rotative pour un détendeur axial à pistons. L'arrangement proposé met en jeu un disque percé frottant dans la culasse du détendeur à pistons et assurant le passage de la vapeur de ladite culasse vers les chambres de détente, successivement, par sa rotation. Cette structure de distribution est quant à elle mieux adaptée aux machines de détente axiales à pistons. En effet, une soupape rotative peut être entraînée directement par l'arbre moteur. Par ailleurs, de tels dispositifs sont peu encombrants et mettent en jeu un nombre de pièces réduit, garant d'une simplicité et d'une fiabilité accrue. En revanche, pour de tels systèmes, le lieu de l'étanchéité et le lieu de friction sont confondus. Il en résulte la nécessité de pourvoir cette zone avec une lubrification appropriée. Cette opération est toujours rendue délicate dans un détendeur à pistons opérant un cycle de Rankine en raison des hautes températures mises en jeu et des impacts néfastes du lubrifiant sur les organes du circuit. Actuellement, la non-lubrification de cette zone est un principe nécessaire pour exploiter des niveaux de température élevés. Cet arrangement est non-lubrifié et nécessite donc l'emploi de matériaux spécifiques. Cet arrangement est insatisfaisant car le frottement généré dans le contact entre la soupape disque et le bâti du détendeur pénalise le rendement mécanique du moteur. La puissance dissipée dans le frottement est directement dépendante de la pression du gaz situé dans la culasse. Pour produire une puissance mécanique supérieure, un tel détendeur à pistons peut procéder par l'augmentation de la vitesse de rotation de l'ensemble et/ou par l'augmentation de la pression de fonctionnement. Dans les deux cas, le système proposé engendrera sur la zone de contact une augmentation directe de la puissance de frottement. Cette augmentation est d'autant plus préjudiciable vu les hautes températures de cette zone et les conditions de fonctionnement particulièrement sévères. En effet, les matériaux employés travaillent aux limites de leurs propriétés tribologiques, notamment si l'on considère le facteur pression multiplié par la vitesse de frottement de l'ensemble. En revanche, un tel arrangement assure une bonne étanchéité du système en opération, induite par une pression de plaquage importante du disque sur son siège. Enfin, la soupape rotative proposée ne permet pas la gestion de l'échappement du gaz détendu des chambres de détente. La présente invention vise à proposer une structure de distribution pour une machine de détente axiale à pistons adaptée pour fonctionner à des 30 vitesses de rotation élevées, tout en présentant une durée de vie importante. PRESENTATION DE L'INVENTION A cet effet, la présente invention propose une machine de détente à pistons comprenant - une culasse d'admission de vapeur sous pression comprenant un orifice d'admission, - une zone d'expansion, dans laquelle coulisse un piston lié à un arbre, ladite zone d'expansion étant reliée à la culasse d'admission par un canal d'admission, - une soupape rotative disposée dans la culasse d'admission et formant l'interface entre la culasse d'admission et la zone d'expansion, ladite soupape rotative comprenant un corps obturateur lié en rotation à l'arbre et muni d'un canal de distribution de sorte que la rotation de l'arbre entraine successivement : - l'obturation dudit canal d'admission, isolant ainsi la zone d'expansion de la culasse d'admission et - la mise en communication du canal d'admission avec le canal de distribution de manière à permettre une admission de vapeur sous pression en provenance de la culasse d'admission dans la zone 20 d'expansion, ladite machine de détente étant caractérisée en ce que qu'elle comprend en outre un système d'application de pression sur le corps obturateur de manière à maintenir le corps obturateur en appui étanche contre la zone d'expansion, comprenant 25 - une chambre à pression contrôlée, et - un moyen de rappel lié à l'arbre, configuré de manière à appliquer un effort de compression sur le corps obturateur de la soupape. Selon un mode de réalisation particulier, le moyen de rappel est un 30 soufflet métallique, ledit soufflet métallique comprenant des parois définissant en outre la chambre à pression contrôlée. Selon une autre variante, le moyen de rappel est un ressort de poussée monté fixe sur l'arbre. Le corps de soupape comprend typiquement un canal de refoulement, adapté pour, lorsqu'il est superposé avec le canal d'admission d'une chambre de détente, réaliser l'évacuation de la vapeur se trouvant dans ladite chambre de détente. La chambre à pression contrôlée est typiquement reliée à une zone à 10 pression sensiblement constante de la machine de détente au moyen d'une ouverture située dans le corps obturateur. Cette ouverture peut être réalisée par le jeu de fonctionnement entre l'arbre d'entraînement de la soupape rotative et le corps obturateur ou bien par un perçage pratiqué dans le corps obturateur lui-même. 15 En variante, ladite chambre à pression contrôlée est reliée à une zone de refoulement de la machine de détente. La machine de détente peut également comprendre un siège de soupape 20 monté fixe dans la machine de détente, disposé de manière à ce que le corps obturateur soit monté frottant, en appui étanche sur ledit siège de soupape, ledit siège de soupape comprenant des orifices aménagés de manière à être disposés dans le prolongement des canaux d'admission des chambres de détente. 25 Le corps obturateur de soupape est par exemple réalisé en carbone, et le siège de soupape en contact avec le corps obturateur est par exemple réalisé en acier dur. Dans la présente demande de brevet, on entend par acier dur un acier possédant une dureté HRC supérieure à 56, 30 déterminée par un essai tel que défini selon la norme EN ISO 6508-1. Réciproquement, le corps obturateur de soupape est par exemple réalisé en acier dur, et le siège de soupape en contact avec le corps obturateur est par exemple réalisé en carbone. Le carbone peut en effet supporter de hautes températures et permet un frottement non lubrifié. L'invention concerne également un véhicule comprenant un moteur thermique et un système de conversion d'énergie thermique réalisant un cycle de Rankine comprenant une machine de détente telle que définie précédemment de manière à convertir l'énergie thermique issue du moteur thermique du véhicule. PRESENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés, sur lesquels : - La figure 1 représente un circuit opérant un cycle thermodynamique de Rankine, et la figure 2 représente un tel circuit intégré à un moteur à combustion interne. - Les figures 3 et 4 présentent deux vues d'un exemple de structure de distribution pour une machine de détente axiale à pistons. - Les figures 5 et 6 présentent deux vues d'un autre exemple de structure de distribution pour une machine de détente axiale à pistons. - La figure 7 présente une vue d'une autre variante de structure de distribution pour une machine de détente axiale à pistons. Sur l'ensemble des figures, les éléments en commun sont repérés par des références numériques identiques. DESCRIPTION DETAILLEE La figure 1 représente un circuit opérant un cycle thermodynamique de Rankine. On représente sur cette figure un circuit 1 contenant un fluide de travail, le circuit 1 comprenant : - Une pompe 2, typiquement une pompe adaptée pour une pression de 30 bars à son refoulement ; - Un premier échangeur thermique 3 que l'on désignera dans la suite du texte par « évaporateur » ; - Une machine de détente 4 ; - Un second échangeur thermique 5, que l'on désignera dans la suite du texte par « condenseur » ; - Un dispositif de dérivation 6. La pompe 2 alimente l'évaporateur 3 en fluide de travail à l'état liquide sous pression, typiquement de l'ordre de 30 bars. L'évaporateur 3 est disposé dans un milieu à température élevée, et réalise ainsi un transfert thermique entre ce milieu à température élevée et le fluide de travail de sorte que ce dernier soit vaporisé et passe à l'état gazeux. Le fluide de travail en sortie de l'évaporateur 3 est donc à l'état gazeux et sous pression. Le fluide de travail passe ensuite par la machine de détente 4, dans laquelle se produit une détente. La détente du fluide de travail dans la machine de détente 4 entraîne des moyens mobiles tels qu'un arbre mécanique tournant, permettant ainsi de récupérer l'énergie de la détente du fluide de travail. Les moyens mobiles sont avantageusement couplés à des moyens de conversion d'énergie tels qu'une génératrice électrique, de manière à permettre une conversion de l'énergie résultant de la détente en énergie électrique. Les moyens mobiles peuvent également être couplés à l'arbre du moteur à combustion interne, de manière à réinjecter un couple mécanique. Le fluide de travail en sortie de la machine de détente 4 est donc à l'état gazeux, et à pression faible, typiquement de l'ordre de 1 bar. Le fluide de travail passe ensuite par le condenseur 5, qui est disposé dans un milieu à température faible afin de réaliser un échange thermique entre le fluide de travail et ce milieu à température faible pour abaisser la température du fluide de travail et le ramener à l'état liquide. Le fluide de travail en sortie du condenseur 5 est donc à l'état liquide et à pression faible, de l'ordre de 1 bar. Il est ensuite réinjecté dans le circuit 1 par la pompe 2 et réalise à nouveau le cycle décrit précédemment. Le circuit 1 présenté comprend en outre un dispositif de dérivation 6 adapté pour permettre de prélever tout ou partie du fluide de travail en amont de la machine de détente 4 et de le réinjecter dans le circuit 1 en aval de la machine de détente 4, réalisant ainsi une fonction de court- circuit de la machine de détente 4. On qualifie communément un tel dispositif selon l'appellation anglaise « bypass ». Le dispositif de dérivation 6 comprend typiquement un limiteur de pression, de manière à ce que la pression du fluide de travail à l'état de vapeur en aval du dispositif de dérivation 6 soit sensiblement identique à la pression du fluide de travail en sortie de la machine de détente 4, par exemple de l'ordre de 1 bar. Un tel dispositif de dérivation 6 est avantageusement utilisé en phase d'initiation du circuit 1 afin de permettre l'établissement des conditions de température et de pression dans le circuit 1 et/ou en cas de nécessité de modulation du fonctionnement du circuit 1, par exemple pour adapter le cycle à l'état de la source chaude en cas de puissance trop importante fournie à l'évaporateur 3. La figure 2 présente le circuit 1 décrit précédemment intégré à un 30 véhicule. On représente schématiquement sur cette figure un moteur à combustion interne 7 d'un véhicule, relié à un conduit d'échappement 8 par lequel sont rejetés des gaz d'échappement à température élevée, pouvant typiquement atteindre 800°C. L'évaporateur 3 est disposé dans le conduit d'échappement 8, de 5 manière à permettre un échange thermique entre les gaz d'échappement à température élevée rejetés par le moteur à combustion interne 7 et le fluide de travail du circuit 1. D'autres variantes d'implantation dans un véhicule peuvent être 10 proposées ; l'évaporateur 3 peut par exemple être disposé de manière à capter la chaleur du liquide de refroidissement du moteur, être disposé dans un système de recirculation des gaz d'échappement, ou plus généralement pour capter la chaleur d'une source chaude du véhicule et la transmettre au fluide de travail afin d'assurer sa vaporisation à 15 pression sensiblement constante. Une telle intégration du circuit 1 dans un véhicule permet d'obtenir un rendement total supérieur à celui d'un moteur à combustion conventionnel. 20 La figure 3 représente une vue partielle d'une machine de détente 4 comprenant un système d'admission par soupape rotative. Le fluide de travail à l'état gazeux et pression élevée est amené dans 25 une culasse d'admission 9 de la machine de détente 4 par un orifice 10. La machine de détente 4 comprend des chambres de détente 21. Ces chambres de détente comprennent chacune un piston (non représenté sur les figures) adapté pour coulisser dans les chambres de détente 21 lors d'étapes successives d'admission, détente et évacuation de vapeur, 30 et ainsi entraîner en rotation un arbre d'entrainement 16 de la machine de détente 4. Le passage de fluide de travail de la culasse d'admission 9 aux chambres de détente 21 est réalisé au moyen d'une soupape rotative 11, disposée dans la culasse d'admission 9, et configurée de manière à, pour chaque chambre de détente 21, permettre de sélectivement la mettre en communication ou l'isoler de la culasse d'admission 9. La soupape rotative 11 comprend un corps obturateur 13, monté glissant autour de l'arbre d'entrainement 16, et lié en rotation à l'arbre d'entraînement 16, ici par une clavette 17. La soupape rotative 11 telle que présentée est placée en appui sur un siège de soupape 12, ce dernier étant solidaire de la culasse d'admission 9. Des canaux d'admission 20 sont aménagés dans la machine de détente 4 et relient chacune des chambres de détente 21 à la culasse d'admission 9. Le siège de soupape 12 présente des orifices 19 aménagés de manière à être superposés et alignés avec les canaux d'admission 20. Le corps obturateur 13 tel qu'illustré présente une forme de révolution autour de l'arbre d'entrainement 16, et est pourvu d'un canal de distribution 18. L'admission de vapeur sous pression dans une chambre de détente 21 donnée se fait par superposition et alignement du canal de distribution 18 avec le canal d'admission 20 et l'orifice pratiqué 19 dans le siège de 25 soupape 12 associés à la chambre de détente 21 considérée. Lorsque le canal de distribution 18 n'est pas aligné avec le canal d'admission 20 et l'orifice 19 associé à une chambre de détente 21 donnée, le corps obturateur 13 assure l'étanchéité de cette chambre de détente 21, par obstruction de l'orifice 19. 30 La soupape rotative 11 telle que représentée comprend en outre un soufflet métallique 14 fixé par une première extrémité au corps obturateur 13, et par une seconde extrémité à un disque plein 15 en liaison rigide avec l'arbre d'entrainement 16. Le soufflet métallique 14 définit une chambre à pression contrôlée 22, isolée de la culasse d'admission 9. En outre, le disque plein 15 est fixé à l'arbre d'entraînement 16 ; le soufflet métallique 14 est donc monté précontraint en compression ; il exerce un effort de poussée sur le corps obturateur 13, tendant à le plaquer contre le siège de soupape 12. La pression au sein de la chambre à pression contrôlée 22 est avantageusement faible, de manière à ce que l'effort résultant de cette pression et appliqué sur le corps obturateur 13 soit sensiblement négligeable par rapport à l'effort appliqué par l'élément de rappel. L'association d'un élément de rappel, en l'occurrence le soufflet métallique 14, réalisant une fonction d'élément de poussée sur le corps obturateur 13, et de la chambre à pression contrôlée 22 permet ainsi d'appliquer un effort de poussée défini et sensiblement constant sur le corps obturateur 13 afin de le maintenir en appui étanche contre le siège de soupape 12, même en cas d'usure du siège de soupape 12 et/ou du corps obturateur 13. Notamment cet effort de poussée est indépendant de la pression régnant dans la culasse d'admission 9 du fait de la chambre à pression contrôlée 22. En outre, la chambre de pression contrôlée 22 peut également être mise en communication avec une zone d'échappement de la machine de détente 4. Cette configuration peut permettre l'acheminement vers la zone de contact entre le corps obturateur 13 et le siège de soupape 12 d'une vapeur d'échappement qui présenterait des qualités lubrifiantes supérieures à la vapeur d'admission, notamment par la présence de gouttelettes liquides. Un lubrifiant approprié peut également être envoyé vers cette chambre. En fonctionnement, l'arbre d'entraînement 16 est entraîné en rotation par un arbre de la machine de détente. Ce mouvement de rotation est transmis à la soupape rotative 11 par la clavette 17. La rotation de la soupape rotative 11 entraîne la superposition successive du canal de distribution 18 aménagé dans le corps obturateur 13 avec les orifices 19 pratiqués dans le siège de soupape 12 et avec les différents canaux d'admission 20. Cette superposition temporaire garantit l'admission contrôlée de vapeur dans les différentes chambres de détente 21. Dans cette figure, une chambre de détente indiquée par le repère 21a est en phase d'admission ; elle est en communication avec la culasse d'admission 9 de manière à ce que de la vapeur sous pression puisse être transmise de la culasse d'admission 9 vers la chambre de détente 21a. Une seconde chambre de détente 21b est quant à elle isolée de la culasse d'admission ; elle se trouve entre deux phases d'admission de vapeur sous pression. Dans le mode de réalisation représenté, la chambre de pression contrôlée 22 est mise en communication permanente avec une zone 23 de la machine de détente 4 via une ouverture, ici formée par un perçage 24 aménagé au travers du corps obturateur 13. Cette zone 23 est par exemple une zone de la machine de détente 4 maintenue à une pression sensiblement constante. Cette zone est par exemple reliée à la zone d'échappement de la machine de détente. Les figures 5 et 6 présentent une variante du mode de réalisation présenté sur les figures 3 et 4. Dans cette variante, la chambre à pression contrôlée 22 est définie par une collerette 26 s'étendant à partir du corps obturateur 13, et un piston 25 monté autour de l'arbre d'entrainement 16 et lié en rotation à l'arbre d'entrainement 16, de manière à être inséré et à fermer le volume délimité par la collerette 26. Le piston 25 et/ou la collerette 26 est muni d'éléments d'étanchéité assurant l'étanchéité de la chambre 22. Le piston 25 forme une butée pour un élément de rappel 27, ici un ressort, dont la compression assure un effort de plaquage du corps obturateur 13 sur le siège de soupape 12, tout comme le soufflet métallique 14 le réalisait dans le mode de réalisation présenté sur les figures 3 et 4. Dans cette variante, c'est donc également l'association d'un moyen de rappel élastique, ici le ressort 27, réalisant une fonction d'élément de poussée sur le corps obturateur 13, et de la chambre à pression contrôlée 22 qui permet d'appliquer un effort de poussée défini et sensiblement constant sur le corps obturateur 13 afin de le maintenir en appui étanche contre le siège de soupape 12, même en cas d'usure du siège de soupape 12 et/ou du corps obturateur 13. La figure 7 présente une autre variante du mode de réalisation présenté sur la figure 3. Dans cette variante, un canal de refoulement 31 est également 25 aménagé dans le corps obturateur 13, de manière à réaliser l'échappement de vapeur des chambres de détente 21. De la même manière que le canal de distribution, lors de sa superposition avec les orifices 19 pratiqués dans le siège de soupape 12 et avec les différents canaux d'admission 20, entraîne une admission de 30 vapeur sous pression dans la chambre de détente concernée, le canal de refoulement 31 entraîne lors de sa superposition avec les orifices 19 pratiqués dans le siège de soupape 12 et avec les différents canaux d'admission 20, l'échappement de la vapeur se trouvant dans la chambre de détente 21b, ici vers la zone 23 qui est par exemple reliée à une zone de refoulement de la machine de détente 4. La soupape rotative 11 telle que présentée sur cette figure permet donc de réaliser à la fois l'admission et l'échappement de vapeur dans les différentes chambres de détente 21 de la machine de détente 4. Par ailleurs, un canal supplémentaire 28 est réalisé dans le corps de soupape 13, qui permet de mettre en communication la zone 23 avec la chambre à pression contrôlée 22 délimitée par l'enveloppe du soufflet métallique 14. Cette variante procure une compacité accrue de la machine de détente 4 et permet en outre la présence de vapeur d'échappement au niveau du contact entre le corps obturateur 13 et le siège de soupape 12 ce qui est avantageux d'un point de vue tribologique. Le corps obturateur 13 de soupape est par exemple réalisé en carbone, et le siège de soupape 12 en contact avec le corps obturateur 13 est par exemple réalisé en acier dur, c'est-à-dire un acier possédant une dureté HRC supérieure à 56, déterminée par un essai selon la norme EN ISO 6508-1. A titre d'exemple, les aciers inoxydables 440C et 420 entrent dans cette description. Réciproquement, le corps obturateur 13 de soupape est par exemple réalisé en acier dur, et le siège de soupape 12 en contact avec le corps 25 obturateur 13 est par exemple réalisé en carbone. REVENDICATIONS1. Machine de détente (4) à pistons comprenant - une culasse d'admission (9) de vapeur sous pression comprenant un orifice d'admission (10), - une zone d'expansion (21), dans laquelle coulisse un piston lié à un arbre (16), ladite zone d'expansion (21) étant reliée à la culasse d'admission (9) par un canal d'admission (20), - une soupape rotative (11) disposée dans la culasse d'admission (9) et formant l'interface entre la culasse d'admission (9) et la zone d'expansion (21), ladite soupape rotative comprenant un corps obturateur (13) lié en rotation à l'arbre (16) et muni d'un canal de distribution (18) de sorte que la rotation de l'arbre entraîne successivement : - l'obturation dudit canal d'admission (20), isolant ainsi la zone d'expansion (21) de la culasse d'admission (9) et - la mise en communication du canal d'admission (20) avec le canal de distribution (18) de manière à permettre une admission de vapeur sous pression en provenance de la culasse d'admission (9) dans la zone d'expansion (21), ladite machine de détente (4) étant caractérisée en ce que qu'elle comprend en outre un système d'application d'un effort sur le corps obturateur (13) de manière à maintenir le corps obturateur (13) en appui étanche contre la zone d'expansion (21), comprenant - une chambre à pression contrôlée (22), et - un moyen de rappel lié à l'arbre (16), configuré de manière à appliquer un effort de compression sur le corps obturateur (13), sensiblement indépendant de la pression régnant dans la culasse d'admission (9). 2. Machine de détente (4) selon la revendication 1, dans laquelle le moyen de rappel est un soufflet métallique (14), ledit soufflet métallique (14) comprenant des parois définissant en outre la chambre à pression contrôlée (22). 3. Machine de détente (4) selon la revendication 1, dans laquelle le moyen de rappel est un ressort de poussée (27) monté fixe sur l'arbre (16) et logé dans une chambre à pression contrôlée (22) délimitée par un piston (25) et une collerette (26). 4. Machine de détente (4) selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle le corps de soupape (13) comprend en outre un canal de refoulement (31), adapté pour, lorsqu'il est superposé avec le canal d'admission (20) d'une chambre de détente (21), réaliser l'évacuation de la vapeur se trouvant dans ladite chambre de détente (21). 5. Machine de détente (4) selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle ladite chambre à pression contrôlée (22) est reliée à une zone à pression sensiblement constante (23) de la machine de détente au moyen d'une ouverture dans le corps obturateur (13). 6. Machine de détente (4) selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle ladite chambre à pression contrôlée (22) est reliée à une zone 20 de refoulement de la machine de détente (4). 7. Machine de détente (4) selon l'une des revendications 1 à 6, comprenant en outre un siège de soupape (12) monté fixe dans la machine de détente (4), disposé de manière à ce que le corps 25 obturateur (13) soit monté frottant, en appui étanche sur ledit siège de soupape (12), ledit siège de soupape (12) comprenant des orifices (19) aménagés de manière à être disposés dans le prolongement des canaux d'admission (20) des chambres de détente (21). 30 8. Machine de détente (4) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le siège de soupape (12) est réalisé en carbone. 9. Machine de détente (4) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le corps obturateur (13) est réalisé en carbone. 10. Véhicule comprenant un moteur thermique (7) et un système de conversion d'énergie thermique réalisant un cycle de Rankine comprenant une machine de détente (4) selon l'une des revendications 1 à 9 de manière à convertir l'énergie thermique issue du moteur thermique (7) du véhicule.10