Brevet FR3083261A1 — publié le 20200103

PROCEDE ET DISPOSITIF DE CONVERSION D'ENERGIE THERMIQUE, DE PREFERENCE DE CHALEUR FATALE, EN ENERGIE MECANIQUE, ET, EVENTUELLEMENT EN ENERGIE ELECTRIQUE ET/OU EN ENERGIE FRIGORIFIQUE Domaine technique Le domaine de l'invention est celui des technologies de valorisation de la chaleur, en particulier de la chaleur fatale industrielle. L'invention concerne en particulier un procédé de conversion d'énergie thermique en énergie mécanique, puis, de préférence, en énergie électrique et/ou en énergie frigorifique. L'invention vise également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. Etat de l'art - Problème technique La chaleur fatale est la chaleur résiduelle issue d'un procédé et non utilisé par celui-ci (filmée, buée de séchage, échappement d'un moteur thermique,...) Les sources de chaleur fatale sont très diversifiées. Il peut s'agir de sites de production d'énergie (les centrales nucléaires), de sites de production industrielle, de bâtiments tertiaires d'autant plus émetteurs de chaleur qu'ils en sont fortement consommateurs comme les hôpitaux, de réseaux de transport en lieu fermé, ou encore de sites d'élimination comme les unités de traitement thermique de déchets. Pour ce qui concerne la chaleur fatale industrielle, les secteurs de la sidérurgie, de la chimie, du ciment, de l'agro-alimentaire ou encore du verre, génèrent des quantités énormes de chaleur perdues par dissémination dans l'atmosphère. À titre d'exemple, 36 % de la consommation de combustible de l'industrie est perdue sous forme de chaleur. Les gaz d'échappement sont une autre source de chaleur fatale. La chaleur fatale représente un gisement de l'ordre de 50 % de la consommation mondiale d'énergie, tous domaines confondus. La directive européenne 2012/27/UE relative à l'efficacité énergétique rend obligatoire pour les émetteurs de chaleur fatale situés à proximité d'un réseau de chaleur, la réalisation d'une analyse coûts-avantages afin d'étudier les possibilités de valorisation de la chaleur fatale. Si la solution est jugée rentable, elle doit être mise en oeuvre. De même, tout projet de réseau de chaleur doit également évaluer les différents potentiels de récupération de chaleur fatale. 2 Dans ce contexte, la demande de brevet W02012089940A2 décrit un dispositif de conversion d'une énergie thermique en une énergie mécanique comportant : - une ligne d'approvisionnement en premier fluide, - une ligne d'approvisionnement en fluide caloporteur, 5 - un générateur de vapeur muni : o d'une première entrée connectée à la ligne d'approvisionnement du premier fluide, le premier fluide empruntant un premier chemin entre la première entrée et une première sortie, o d'une deuxième entrée recevant le fluide caloporteur, le fluide caloporteur empruntant un 10 deuxième chemin entre la deuxième entrée et une deuxième sortie, le deuxième chemin étant distinct du premier chemin, le premier chemin étant couplé thermiquement au deuxième chemin, de manière à former de la vapeur à partir du premier fluide ladite vapeur sortant du générateur par la première sortie, - une chambre munie : 15 o d'une première entrée connectée à la première sortie du générateur de vapeur, le premier fluide empruntant un premier chemin dans la chambre entre la première entrée et une première sortie, la chambre étant configurée pour réaliser la détente isotherme du premier fluide dans la chambre au moyen une détente fractionnée par une pluralité de détentes élémentaires isothermes, 20 o d'une deuxième entrée connectée à la ligne d'approvisionnement en fluide caloporteur, le fluide caloporteur empruntant un deuxième chemin distinct du premier chemin entre la deuxième entrée et une deuxième sortie, la deuxième sortie de la chambre étant connecté à la deuxième entrée du générateur de vapeur, Le premier chemin étant couplé thermiquement au deuxième chemin de manière à chauffer 25 le premier fluide entre chaque détente, - un dispositif de mélange connecté à la première sortie de la chambre et à la deuxième sortie du générateur de vapeur et configure de manière à mélanger le premier fluide sous forme vapeur avec un fluide caloporteur pour obtenir un mélange double phase. Le fluide caloporteur est chauffé des moyens de captation d'énergie solaire. 30 Le fluide caloporteur est par exemple de l'huile tandis que le premier fluide est un flux thermodynamique, par exemple de l'eau ou un mélange eau/glycérol. Ce mélange double phase est un flux de fluide caloporteur sous forme de gouttelettes d'huile et de fluide thermodynamique sous forme de vapeur d'eau, à haute température. L'énergie cinétique de ce flux est transformée en énergie mécanique au moyen d'une turbine du type turbine Pelton, entraînant un alternateur électrique. On récupère le mélange huile/eau en sortie turbine et on sépare les 2 fluides, qui sont 3 ensuite réutilisés dans cette conversion énergétique de chaleur en énergie mécanique puis en électricité. Dans ce procédé et ce dispositif selon W02012089940A2, le fluide caloporteur est chauffé par un concentrateur solaire et concourt ensuite à la transformation en vapeur du fluide 5 thermodynamique puis au réchauffement du fluide thermodynamique entre chaque détente. Ce procédé et ce dispositif selon W02012089940A2 ne sont pas spécifiquement adaptés à la transformation en énergie électrique de l'énergie thermique provenant de chaleur fatale, laquelle peut avoir une large plage de température. Par ailleurs, les performances de ce procédé et de ce dispositif connus peuvent être améliorées notamment en termes de rendement énergétique et 10 d'extension de la gamme des puissances électriques générées. Objectifs de l'invention Dans ce contexte, la présente invention vise à satisfaire à au moins l'un des objectifs énoncés ci-après 15 iee-L'un des objectifs essentiels de la présente invention est de fournir un procédé perfectionné de conversion d'énergie thermique, de préférence de chaleur fatale, en énergie mécanique, et, préférentiellement en énergie électrique et/ou en énergie frigorifique, le perfectionnement recherché consistant en une amélioration du rendement énergétique de la conversion. 20 ree L'un des objectifs essentiels de la présente invention est de fournir un procédé perfectionné de conversion d'énergie thermique provenant d'une source de chaleur fatale, en énergie mécanique, et, préférentiellement en énergie électrique et/ou en énergie frigorifique, le perfectionnement recherché consistant en une adaptabilité du procédé à des sources de chaleur fatale dont la température varie dans une large gamme 25 iee- L'un des objectifs essentiels de la présente invention est de fournir un procédé perfectionné de conversion d'énergie thermique, de préférence de chaleur fatale, en énergie mécanique, et, préférentiellement en énergie électrique et/ou en énergie frigorifique, qui soit économique en termes de production et de maintenance. ree L'un des objectifs essentiels de la présente invention de fournir un procédé perfectionné de 30 conversion d'énergie thermique, de préférence de chaleur fatale, en énergie mécanique, et, préférentiellement en énergie électrique et/ou en énergie frigorifique, qui soit en adéquation avec les contraintes environnementales. çe-L'un des objectifs essentiels de la présente invention est de fournir un dispositif industriel, fiable, performant, économique et robuste, pour la mise en oeuvre du procédé tel que visé dans 35 l'un des objectifs ci-dessus. Brève description de l'invention 5 Ces objectifs, parmi d'autres, sont atteints par la présente invention qui concerne, en premier lieu, un procédé de conversion d'énergie thermique, de préférence de chaleur fatale, contenue dans un fluide au moins en partie gazeux dit fluide fatal (FF), en énergie mécanique, et, préférentiellement en énergie électrique et/ou en énergie frigorifique; ledit procédé mettant en oeuvre au moins un fluide thermodynamique FT et au moins un fluide 10 caloporteur FC, dans lequel : 1. on met en oeuvre un flux f co de fluide FC au moins en partie liquide; on transfère au flux f de l'énergie thermique à convertir issue du fluide FT; III. on pulvérise le flux f c0chauffé en (II) pour générer un flux f cl fragmenté de fluide FC; 15 IV. en parallèle, on met en oeuvre un flux f ') de fluide FT au moins en partie liquide; V. puis on transfère au flux f de fluide FT de l'énergie thermique à convertir issue du fluide FF, pour générer un flux 0, dont la température est supérieure à celle du flux te, le fluide FT du flux O étant: i. en phase liquide; 20 ii. en phase liquide et en phase vapeur; en phase vapeur à saturation; iv. ou en phase vapeur surchauffée ; VI. au besoin, on chauffe le flux pour le vaporiser de sorte que son titre en vapeur soit supérieur ou égal à 0,9; de préférence à 0,95; 25 VII. on injecte le flux f` dans au moins une enceinte recevant également le flux f ci de fluide FC, pour former un flux mélangé biphasique f clit; VIII ce flux f clit est ensuite accéléré et détendu; IX. on convertit l'énergie cinétique de ce flux accéléré f 'ut en énergie mécanique; cette dernière étant éventuellement transformée en énergie électrique et/ou en énergie 30 frigorifique; X. on sépare, d'une part, FT et, d'autre part, FC ; XI. on récupère, d'une part, un flux f mu au moins en partie gazeux de FT et, d'autre part, un flux f eu au moins en partie liquide de FC ; XII. on comprime et on augmente la vitesse de circulation du flux f c0 de FC; 4 XIII. on condense le flux f t°`) au moins en partie gazeux de FT en un flux f t() au moins en partie liquide de FT; XI V. on comprime et on augmente la vitesse de circulation du flux f t) de FT; caractérisé 5 en ce que ce procédé comprend la mise en oeuvre d'au moins une boucle de circulation de FT et d'au moins une boucle de circulation de FC; ces deux boucles ayant en commun: au moins un Injecteur-Mélangeur-Accélérateur (IMA) dans lequel le flux f c° et le flux f t sont destinés à être injectés/mélangés/accélérés; 10 ii. au moins un convertisseur du flux accéléré f etit en énergie mécanique; iii. éventuellement au moins un transformateur de cette énergie mécanique en énergie électrique et/ou en énergie frigorifique; iv. au moins un séparateur de FT et de FC; 15 - la boucle de circulation de FT comportant au moins un échangeur thermique entre FT (étape V, voire VI) et FF, au moins un condenseur de FT et au moins une pompe de mise en circulation de FT dans cette boucle; - la boucle de circulation de FC comportant un échangeur thermique entre FC (étape II) et FF et au moins une pompe de mise en circulation de FC dans cette boucle. 20 Il est du mérite des inventeurs d'avoir imaginé de mettre en oeuvre deux boucles fluides une de fluide caloporteur et une de fluide thermodynamique, chacune de ces boucles comportant des moyens de mise en circulation du fluide et des moyens de récupération de la chaleur fatale par échange thermique entre le fluide fatal et le fluide caloporteur dans l'une des boucles, ou le fluide 25 thermodynamique dans l'autre boucle. Cela fait du procédé selon l'invention une technique de conversion thermocinétique qui soit économique, fiable, performante, éco-compatible et à rendement amélioré. Cette amélioration de l'efficacité de la transformation de la chaleur fatale et énergie mécanique, et préférentiellement en énergie électrique ou froid, est premièrement obtenue par une 30 maximisation de la récupération de l'énergie fatale disponible par le réchauffage par échangeurs sur le flux de chaleur fatale d'un fluide caloporteur FC captant les hautes températures, complété par le réchauffage d'un fluide thermodynamique FT afin de capter les températures inférieures. Ce dispositif à deux fluides permet d'épuiser la quasi-totalité de l'énergie thermique valorisable. Ce système jouit en effet d'un faible coût d'investissement et de maintenance. 6 Sa simplicité, sa robustesse, son caractère relativement silencieux, sa facilité d'implantation et de mise en oeuvre, son fonctionnement à très faible pression (1-10 bars), sa sécurité, son respect de l'environnement (pas de pression dans les capacités, pas de fluide organique), sa flexibilité (diversité des sources de chaleur), sa modularité (plusieurs jets sur une même turbine), son 5 pourcentage important de chaleur fatale valorisée grâce aux 2 fluides, le fait qu'ils produisent une source froide de l'ordre de 80°C permettant une valorisation complémentaire, son coût d'installation réduit, sa rentabilité financière, sont des atouts parmi d'autres du système selon l'invention. 10 Cette optimisation de la quantité de chaleur fatale captée est complétée par une optimisation du dispositif IMA (Injecteur-Mélangeur-Accélérateur) de transformation de l'énergie thermique en énergie cinétique, obtenue par un ratio adapté de proportion entre le fluide thermodynamique FT et le fluide caloporteur FC, éventuellement complété par une accélération du fluide thermodynamique FT en amont de son mélange avec le fluide caloporteur FC. Ainsi, dans son 15 principe inventif, le procédé comprend de préférence pour la mise en oeuvre de l'étape VII, le rapport Rd du débit massique du fluide FT sur le débit massique total du fluide FC et du fluide FT, est compris entre 1 et 20%, de préférence entre 3 et 18%, et, plus préférentiellement encore entre 5 et 15 V. Conformément à l'invention, l'énergie thermique à convertir est contenue dans un fluide fatal FF, 20 dont une partie des calories est transférée tout d'abord vers FC (étape Il), et dont une autre partie des calories est ensuite transférée vers FT pour son réchauffement et, de préférence, pour sa vaporisation (étapes V et VI). Selon une modalité intéressante de l'invention, la température de FF à la sortie des échangeurs de 25 chauffage de FC et FT peut être avantageusement adaptée, avant que FF ne soit évacué à l'extérieur. En effet, quand FF est chargé en particules solides, FF est évacué à l'extérieur, de préférence, après avoir été soumis à un traitement d'extraction de ces particules solides par filtration, ce qui impose une température maximale de FF, afin de ne pas dégrader les filtres (typiquement Thl & Th2, par exemple comprise entre 200 et 350°C, puis pénètre dans l'IMA 10ii. La vitesse V du flux f em est, par exemple, comprise entre 10 et 20 m/s 5 LIMA 10ii comprend un fragmenteur qui transforme ce flux liquide en d'huile h3 en brouillard de gouttelettes h3. La taille de ces gouttelettes est par exemple comprise entre 200 et 400 jun Comme montré sur les figures 2A&2B, dans la boucle FT, un flux liquide e° d'eau el, à une température inférieure à celle de condensation Teco'd, chemine dans la canalisation 46, grâce à la 10 pompe à eau 47 de mise en circulation de e° , puis un flux liquide e° d'eau e2, à une température Te2, par exemple comprise entre 40 et 80 °C, inférieure à Tecond, parvient à l'entrée eau de l'échangeur thermique 4i fumées.f2tteau e2, par la canalisation 41. Les fumées f2 en provenance de l'échangeur thermique 3i fumées f [huile h2, pénètrent dans l'échangeur 4i via une autre entrée, et, de préférence, à contre-courant du flux liquide te. 15 La pression de service Pf (en bars) du flux f avant la pulvérisation de l'étape III et après la compression du flux f KR' de FC à l'étape XIV est par exemple identique à Pf e° et comprise entre 10 et 20 bars. Le flux f t d'eau e3 chauffé dans l'étape (V) et au moins en partie constitué de vapeur, est recueilli en sortie d'échangeur 4i par la canalisation 43, à la température Te3> Tel & Te2, par exemple 20 comprise entre 180 et 250°C, puis pénètre dans l'1MA 10ii. Te3 correspond avantageusement à la température d'évaporation Tevap du FT, en l'occurrence de l'eau. La vitesse V du flux f t de vapeur est, par exemple, comprise entre 60 et 100 m/s. 25 L'étape éventuelle (VI) de chauffage du flux f d'eau e3 flux 0, pour le vaporiser de sorte que son titre en vapeur soit supérieur ou égal à 0,9; de préférence à 0,95, est réalisée par un dimensionnement adapté de l'échangeur 4i. La partie commune aux boucles FT et FC qui comprend les éléments du dispositif IN/A 10ii, 30 turbine l liii, alternateur l2iv et séparateur 13v, est ensuite le siège: - de l'étape (III) de pulvérisation du flux f ett chauffé dans l'étape (II) pour générer un flux f et fragmenté de gouttelettes de fluide FC, en l'occurrence huile; - de l'étape (VII) d'injection du flux O dans au moins une enceinte recevant également le flux ftet de fluide FC, pour former un flux mélangé biphasique f e3m; 35 - de l'étape (VIII) d'accélération et de détente du flux f eut mélangé biphasique e3m. 15 Cette accélération augmente la vitesse du flux f el mélangé au flux f t, de 10 à 20 m/s, à une vitesse Vf eut supérieure ou égale à 100 m/s, par exemple comprise entre 120 et 140 m/s. Ce flux f mélangé biphasique e3m, devient le flux f cylmélangé biphasique accéléré e4. 5 Lors de l'étape (VII) pour former un flux mélangé biphasique f , on règle les débits massiques des fluides FT et FC de telle sorte que le rapport Rd= débit massique de FT/1 débits massiques de FT & FC = 1 à 20%, par exemple 10 %. 10 La figure 2B qui représente le cycle décrit par le flux f' de vapeur e3 entre la source chaude et la source froide dans l'espace T température et S entropie, montre que la détente de l'étape (VII), est une détente isotherme jusqu'au mélange du flux f t de vapeur et du flux f c' fragmenté, qui induit une détente quasi-isotherme jusqu'au flux f 011 e3m. Cela correspond à l'étape (VIII) d'accélération et de détente du flux mélangé biphasique f 15 Cela suppose de faire en sorte par le dimensionnement des échangeurs 3i & 4i que Th3 soit > à Te3. L'accélération subie par le flux f eut e3m dans l'IMA t0ii produit un flux accéléré f e4, qui est projeté sur les aubes de la turbine 1 liii, par exemple de type Pelton 9, utile comme convertisseur 20 de l'énergie cinétique en une énergie mécanique de rotation transmise à l'alternateur 12iv qui produit de l'énergie électrique, tout ceci dans le cadre de l'étape (IX). Avant la séparation de l'étape (X), le flux f e4 devenu e5 et libéré d'une grande partie de son énergie cinétique, est caractérisé par une pression Pf eu' environ égale ou égale à la pression 25 atmosphérique. Après la séparation de l'étape (X), le flux f e5 se divise en un flux f"°° e6 et en un flux f00 hl. f c14 et f"0° sont récupérés séparément selon l'étape (XI). La figure 2B montre que les températures Te3m,Te4,Te4, Te5 et Te6 sont égales entre elles et 30 sont supérieures à la température Tevap =Te3. Dans l'étape (XII), on comprime et on augmente la vitesse de circulation de f° Le flux f10° de vapeur d'eau e6 voit sa température chuter pour atteindre la température Tel du 35 flux f t° au moins en partie d'eau liquide el, lors de l'étape de condensation selon l'étape (XIII) 16 Dans l'étape (XIV), on comprime et on augmente la vitesse de circulation de e Autre Variante de ce mode préféré de mise en oeuvre du procédé selon invention Suivant une possibilité intéressante de l'invention, on fait en sorte que la détente du flux f' dans 5 l'enceinte recevant également le flux f el de brouillard de fluide FC, engendre un effet de trompe provoqué par un flux moteur à savoir le flux f' de FT, sur un flux aspiré à savoir le flux f el de FC. Cet effet de trompe est déterminé par la configuration de l'enceinte de mélange de l'EVIA 10ii. Des exemples de réalisation d'une telle configuration sont donnés ci-après. 10 Variante "double détente" de ce mode préféré de mise en oeuvre du procédé selon invention Il s'agit dans cette variante d'exécuter une étape (VIII') de pré-accélération du flux f t par détente, de préférence polytropique, du flux f'. 15 La figure 3A montre le schéma du système selon cette variante "double détente". Cela correspond au schéma du système selon le mode préféré de réalisation montrée à la figure 2A, à la différence près, que le flux f t de vapeur d'eau e3 est introduite, via la canalisation 43.1 reliée à la sortie de l'échangeur 4i, dans un accélérateur 14 de vapeur seule, dans lequel ce flux f t est soumis à une détente, de préférence polytropique, qui fait chuter la température de Tevap = 20 Te3 par exemple comprise entre 210 et 230°C, jusqu'à une température Te3i > Tevap = Te3 ,par exemple comprise entre 180 et 205 °C.(Voir figure 3B). Le flux f' de vapeur d'eau e3i est ensuite admis, par l'intermédiaire de la canalisation 43.2, dans l'IMA 10ii. Le reste du système selon cette variante "double détente" correspond à la description faite pour le 25 système selon le mode préféré de mise en oeuvre du procédé selon invention. DISPOSITIF Dans un autre de ses aspects, la présente invention concerne un dispositif notamment pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Ce dispositif comprend : 30 Échangeur thermique 3i Il s'agit par exemple d'un échangeur fumées/huile tubulaire (à contre-courant). Échangeur thermique 4i 35 Il s'agit par exemple d'un échangeur fumées/eau à plaques (à contre-courant). 17 Accélérateur 1-1 de vapeur seule Il s'agit par exemple d'une tuyère de détente dont le profil est optimisé pour accélérer la vitesse du flux de vapeur de FT. 5 111JA loti De préférence, le (ou les) mélangeur(s) 10M compris dans l'IMA 10ii peu(ven)t être un(des) mélangeur(s) dans le(s)quel(s) le fragmenteur est un fragmenteur à buses et/ou tout autre 10 dispositif connu en soi comprenant un fragmenteur adapté. De préférence, le (ou les) accélérateur(s) 10A compris dans PINIA 10ii peu(ven)t être une (des) tuyère(s) d'accélération dimensionnées pour être soniques au col (Vitesse du fluide = vitesse du son dans le milieu). 15 Nlode de réalisation avec un mélan_geur à buses Comme montré sur la figure 4, le mélangeur à buses comprend de préférence: - au moins une chambre 50 de mélange du flux f e° sous forme de brouillard et du 20 flux f t sous forme de vapeur ou de mélange vapeur/eau, cette chambre de mélange 50 convergeant dans le sens des flux ft et 01; - au moins un conduit 51 d'admission du flux 0 de FT dans la chambre 50 de mélange ; - au moins une canalisation 52 d'admission de FC dans la chambre 50 de mélange; 25 La chambre 50 de mélange a dans cet exemple de réalisation une forme générale d'ogive, pourvue d'une paroi amont 53, d'une paroi longitudinale 54, et d'une partie terminale aval 55 de convergence. La paroi amont 53 est reliée au conduit 51 d'admission de FT à l'intérieur de la chambre 50 de mélange. Un porte-tuyère 56 connecte le conduit d'admission 51 à une tuyère 57 terminale d'éjection du flux e de vapeur e3i dans l'enceinte 58 de la chambre de mélange 50. Le 30 porte-tuyère 56 comprend dans sa partie terminale une tuyère 57 permettant de réaliser l'étape (VIII) d'accélération et de détente du flux f t, de préférence quasi isotherme ou par défaut polytropique, du flux f' de vapeur e3 (figure 3A) de manière à obtenir le flux f' de vapeur e3i éjecté. Le porte-tuyère 56 est un segment interne et axial par rapport à la chambre de mélange. La 35 tuyère 57 terminale d'éjection de FT comporte un orifice de sortie 57S du flux f t de vapeur e3, 18 disposé au voisinage de la partie d'extrémité de plus petite dimension de la chambre 50 ogivale convergente. La canalisation 52 d'admission du flux f° de FC dans la chambre 50 de mélange s'étend dans une 5 direction orthogonale par rapport au conduit 51 d'admission du flux f4 de FT. Cette canalisation de 52 débouche dans une pré-chambre 60 circulaire située dans la partie amont de la chambre 50 en ogive. Cette pré chambre 60 distribue le flux fo de FC un ensemble de buses 61,62 périphériques réparties de manière homogène autour du porte-tuyère 56, selon 2 niveaux, un niveau amont central : buses 62 et un niveau aval périphérique : buses 61. Ces buses 61,62 dont 10 les orifices de sortie de FC sont en amont de l'orifice de sortie 575 du flux f de FT, produisent le brouillard de gouttelettes de FC (flux fl) dans l'enceinte 58 de la chambre 50 de mélange. La partie terminale aval 55 de convergence de la chambre 50 de mélange est solidarisée à la paroi longitudinale 54 de cette chambre 50 de mélange, au moyen d'un système amont de brides et de boulons désignés par la référence générale 63 sur la figure 4. Un joint 64 circulaire 15 d'étanchéité est disposé entre cette partie terminale aval 55 et la paroi longitudinale 54. Un autre système aval 66 de brides et de boulons permet la solidarisation de la partie terminale aval 55 de la chambre en ogive 50 à un conduit d'accélération 67. Ce dernier est constitué par une tuyère (dont seule la partie amont et représentée sur la figure 4), recueille le flux mélangé biphasique f dit (référencé e3m sur la figure 3A) pour lui faire subir une accélération. 20 Les buses 61 et 62, qui sont par exemple et en l'occurrence celles qui comportent une partie d'extrémité en forme hélicoïdale (« tire-bouchon »). Le porte tuyère 56 avec un rétreint amont 59, de même que la tuyère d'accélération 67 sont également des pièces connues en elle-même et appropriées à l'exercice de la fonction accélération de fluide vapeur ou biphasique vapeur/huile. 25 Sur une caractéristique remarquable de l'invention, l'extrémité de l'orifice de sortie 3D de la tuyère 57 terminale d'éjection est placée à une distance d de la partie terminale amont de l'entrée du conduit d'accélération 67 de diamètre D, telle que . D REVENDICATIONS1 Procédé de conversion d'énergie thermique, de préférence de chaleur fatale, contenue dans un fluide au moins en partie gazeux dit fluide fatal (FF), en énergie mécanique, et, préférentiellement en énergie électrique et/ou en énergie frigorifique; ledit procédé mettant en oeuvre au moins un fluide thermodynamique FT et au moins un fluide caloporteur FC, dans lequel : I. on met en oeuvre un flux f co de fluide FC au moins en partie liquide; IL on transfère au flux f cu de l'énergie thermique à convertir issue du fluide FF; III. on pulvérise le flux f c0 chauffé en (II) pour générer un flux f fragmenté de fluide FC; I V en parallèle, on met en oeuvre un flux f m de fluide FT au moins en partie liquide; V. puis on transfère au flux f de fluide FT de l'énergie thermique à convertir issue du fluide FF, pour générer un flux É, dont la température est supérieure à celle du flux fffi, le fluide FT du flux É étant: i. en phase liquide; ü. en phase liquide et en phase vapeur; en phase vapeur à saturation; iv. ou en phase vapeur surchauffée ; VI. au besoin, on chauffe le flux t4, pour le vaporiser de sorte que son titre en vapeur soit supérieur ou égal à 0,9; de préférence à 0,95; VII. on injecte le flux É dans au moins une enceinte recevant également le flux f cl de fluide FC, pour former un flux mélangé biphasique f c"; VIII ce flux f est ensuite accéléré et détendu; IX. on convertit l'énergie cinétique de ce flux accéléré f en en énergie mécanique; cette dernière étant éventuellement transformée en énergie électrique et/ou en énergie frigorifique; X. on sépare, d'une part, FT et, d'autre part, FC ; KI on récupère, d'une part, un flux f au moins en partie gazeux de FT et, d'autre part, un flux f c0 au moins en partie liquide de FC ; XII. on comprime et on augmente la vitesse de circulation du flux f eu de FC; XIII. on condense le flux f t°() au moins en partie gazeux de FT en un flux f m au moins en partie liquide de FT; XIV. on comprime et on augmente la vitesse de circulation du flux f 'Ode FT; caractérisé 24 en ce que ce procédé comprend la mise en oeuvre d'au moins une boucle de circulation de FT et d'au moins une boucle de circulation de FC; ces deux boucles ayant en commun: au moins un Injecteur-Mélangeur-Accélérateur (IMA) dans lequel le flux f c.° et le 5 flux f sont destinés à être injectés/mélangés/accélérés; ii. au moins un convertisseur du flux accéléré f Oinen énergie mécanique; iii. éventuellement au moins un transformateur de cette énergie mécanique en énergie électrique et/ou en énergie frigorifique; iv. au moins un séparateur de FT et de FC; 10 - la boucle de circulation de FT comportant au moins un échangeur thermique entre FT (étape V, voire VI) et FT, au moins un condenseur de FT et au moins une pompe de mise en circulation de FT dans cette boucle; - la boucle de circulation de FC comportant un échangeur thermique entre FC (étape II) et 15 FF et au moins une pompe de mise en circulation de FC dans cette boucle. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que, pour la mise en oeuvre de l'étape VII, le rapport Rd du débit massique du fluide FT sur le débit massique total du fluide FC et du fluide FT, est compris entre 1 et 20%, de préférence entre 3 et 18%, et, plus 20 préférentiellement encore entre 5 et 15 %. 3 Procédé selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que, lors de l'étape VII, l'injection du flux e du fluide thermodynamique FT dans une enceinte d'injection de l'IMA se fait à une vitesse comprise entre 40 et 300 m/s, de préférence entre 50 et 150 25 m/s et, plus préférentiellement encore, entre 60 et 100 m/s. 4. Procédé selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que l'on fait en sorte que la détente du flux e dans l'enceinte de l'IMA recevant également le flux fc1 fragmenté de fluide FC, engendre un effet provoqué par un flux moteur à savoir le flux f t de 30 FT, sur un flux aspiré à savoir le flux f' de FC. 5. Procédé selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que, avant l'étape VIII, le flux É est soumis, lors d'au moins une étape (VIII') de pré-accélération par détente, de préférence quasi-isotherme, du flux 0, dans au moins une chambre de profil 25 adapté, de préférence dans une tuyère; cette étape (VIII') étant avantageusement mise en oeuvre dans la même chambre de profil adapté que celle de l'étape (V111). 6. Procédé selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que FT est un 5 liquide aqueux, de préférence choisi dans le groupe comprenant -idéalement constitué par- l'eau, le glycérol et leurs mélanges; et en ce que FC est choisi parmi les huiles végétales ou minérales, de préférence parmi les huiles non miscibles à l'eau et/ou ayant une température d'apparition d'un vernissage supérieure ou égale à 200° C, de préférence à 300° C, et, plus préférentiellement encore parmi les huiles végétales; FC étant idéalement choisi dans le 10 groupe comprenant -idéalement composé de- : l'huile de ricin et/ou l'huile d'olive. 7. Procédé selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que le fluide fatal FF présente initialement une température supérieure à 200 °C et préférentiellement supérieure à 300 °C, et/ou est choisi parmi les fluides gazeux et, plus préférentiellement 15 encore, dans le groupe comprenant -idéalement composé de-: l'air chaud, les vapeurs d'eau, les gaz d'échappement de moteurs, les filmées, en particulier les fumées industrielles, et les chaleurs de séchoirs ou parmi les fluides liquides (e.g. comme c'est le cas dans les installations solaires à concentration). 20 8. Procédé selon l'une au moins des revendications précédentes caractérisé par au moins l'une des caractéristiques suivantes : Cl. la pression de service Pf et) (en bars) du flux f c0 avant la pulvérisation de l'étape III et après la compression du flux f e de FC à l'étape XII, est telle que - dans un ordre croissant de préférence- : 25 3