Brevet FR3140653A1 — publié le 20240412

L’invention concerne un dispositif de détente et de compression isotherme d’un gaz(3), assurant la compression dudit gaz en consommant de l’énergie mécanique et la restitution de l’énergie mécanique par la détente dudit gaz. Le dispositif comporte aux moins deux pistons liquides(4, 41, 42), mobiles dans au moins deux chambres(31, 32) qui comportent chacune un gaz, apte à être comprimé ou détendu par déplacement desdits pistons liquides. Un actionneur mécanique(1), comportant au moins un piston solide, assure le déplacement des pistons liquides dans les chambres. Chaque chambre comporte un insert(51, 52), à travers lequel ledit liquide(4) et ledit gaz peuvent circuler, l’insert comportant des cellules traversantes(53), qui s’étendent suivant une direction parallèle à la direction de déplacement dudit piston liquide dans ledit insert. Le dispositif comporte au moins un premier séparateur de phase relié à une sortie de chacune des chambres, et à un réservoir(5) de stockage de gaz sous pression. Figure pour l’abrégé : 2 DISPOSITIF POUR LA CONVERSION D’ENERGIE L’invention concerne un système pour la conversion et le stockage d’énergie. La compression et/ou la détente de gaz par piston liquide apparait dans la littérature comme une solution prometteuse pour augmenter l’efficacité énergétique des installations de production d’énergie, en cherchant à atteindre une évolution thermodynamique la plus isotherme possible. On connait des technologies, telles que celles décrites dans la demande de brevet FR 3 036 887, qui utilisent des pompes ou des turbines pour réaliser une conversion énergétique entre un actionneur mécanique et le liquide du piston liquide : un ou plusieurs étages de compression de pistons liquides sont mis en œuvre dans de telles installations pour parcourir la plage de pression de gaz souhaitée. Différentes installations ou dispositifs peuvent être déployés pour augmenter l’échange thermique dans la chambre de compression du piston liquide, telles que la projection de gouttelettes d’eau, la mise en œuvre de multiples chambres en parallèle, l’ajout d’un insert d’échange thermique etc. Ces installations engendrent certains problèmes : en particulier, la réalisation d’une compression / détente quasi isotherme nécessite l’obtention d’un échange thermique important dans les chambres de compression en détente et/ou compression, dont la valeur est de plusieurs ordres de grandeur supérieurs aux échanges existants dans les technologies usuelles. Les installations proposées dans la demande de brevet FR 3 036 887 ont allongé les durées de compression / détente, mais elles mettent en œuvre des solutions techniques simples pour s’approcher d’une mise en œuvre quasi isotherme. Il en résulte toutefois que les installations sont volumineuses : elles occupent une place importante (de l’ordre de 50 000 m3 pour une puissance de 15 MW), ce qui peut engendrer des coûts importants d’exploitation. D’autres technologies offrent des solutions plus compactes mais plus complexes à mettre en œuvre, ce qui ne permet pas de faire baisser les couts d’exploitation. Ainsi, le niveau de complexité et le cout engendré par de telles installations sont des freins au développement de telles technologies. L’invention propose une solution alternative qui est simple à mettre en œuvre et qui peut être dimensionnée en fonction des applications pour lesquelles elle sera spécialement conçue. L’invention concerne à cet effet un dispositif de détente et de compression isotherme d’un gaz, assurant la compression dudit gaz en consommant de l’énergie mécanique et la restitution de l’énergie mécanique par la détente dudit gaz, ledit dispositif comportant : - au moins un premier et au moins un second pistons liquides, mobiles en déplacement respectivement dans une première et une seconde chambre, chacune desdites au moins une première et seconde chambres comportant un gaz, apte à être comprimé ou détendu sous l’effet du déplacement desdits au moins un premier ou second piston liquide, - un actionneur, apte à assurer le déplacement desdits au moins un premier et second pistons liquides dans lesdites première et seconde chambre, chacune desdites au moins une première et seconde chambres comportant respectivement chacune au moins un premier et au moins un second insert ajouré, à travers lequel ledit liquide et ledit gaz peuvent circuler. Le dispositif conforme à l’invention est remarquable en ce que l’actionneur est un actionneur mécanique comportant au moins un piston solide, en ce que ledit insert ajouré comporte des cellules traversantes, qui s’étendent entre une première ouverture de cellule débouchant à une extrémité dudit insert et une seconde ouverture de cellule débouchant à une seconde extrémité dudit insert, lesdites cellules étant orientées suivant une direction qui est soit parallèle à la direction de déplacement dudit piston liquide dans ledit insert soit inclinée par rapport à la direction de déplacement dudit piston liquide. Enfin, ledit dispositif comporte en outre au moins un premier séparateur de phase relié à une première sortie de ladite première chambre et à une seconde sortie de ladite seconde chambre. Avantageusement, le séparateur de phase est relié à un réservoir de stockage de gaz sous pression. Suivant un mode de réalisation avantageux, le dispositif conforme à l’invention comporte un second séparateur, relié auxdites première et seconde sorties desdites première et seconde chambres, respectivement, en ce que ledit premier séparateur comprend une première pression interne qui correspond à la pression interne du gaz compris dans ledit réservoir de gaz sous pression et en ce que ledit second séparateur comporte une seconde pression interne qui correspond à la pression atmosphérique. De préférence, les premier et second séparateurs sont en communication fluidique l’un avec l’autre pour permettre le passage de liquide du premier séparateur vers le second séparateur. De préférence encore, le dispositif comporte un premier dispositif d’admission d’air assurant le passage d’air à pression atmosphérique entre ladite au moins une première chambre et ledit second séparateur, ainsi qu’un second dispositif d’admission d’air à pression atmosphérique entre ladite au moins une seconde chambre et ledit second séparateur. En outre, le dispositif comporte un troisième dispositif d’admission d’air assurant le passage d’air compressé entre ladite première chambre et ledit premier séparateur, ainsi qu’un quatrième dispositif d’admission d’air compressé entre ladite seconde chambre et ledit premier séparateur. De préférence encore, le dispositif comporte une première vanne de régulation à faible débit assurant le passage de fluides dudit premier séparateur vers ladite première chambre, ainsi qu’une seconde vanne de régulation à faible débit assurant le passage de fluides dudit premier séparateur vers ladite second chambre. Suivant un mode de réalisation avantageux, le dispositif comporte une soupape de régulation tarée à une pression de sécurité entre ladite première chambre et ledit premier séparateur et/ou entre ladite seconde chambre et ledit premier séparateur, pour permettre l’évacuation d’un volume de liquide dudit au moins un premier ou second piston liquide vers le premier séparateur. En outre, chacune des première et seconde chambres est de préférence également fluidiquement reliée à un échangeur fluide / fluide qui permet de maintenir lesdits au moins un premier et second pistons liquides, respectivement, à température ambiante, de préférence avec une variation de température tolérée de plus ou moins 10 °C, ledit échangeur fluide/fluide comprenant de préférence une pompe, un échangeur fluide/air ou un échangeur fluide/fluide, éventuellement un moto-ventilateur si ledit échangeur est un échangeur fluide/air et éventuellement au moins une vanne de régulation. Avantageusement, l’insert comporte une âme de matériau structurel comprenant une structure en nid d’abeille déployée. Avantageusement encore, ledit actionneur mécanique comporte un moteur linéaire à actionnement magnétique. Suivant une variante de réalisation, ledit actionneur mécanique comporte un moteur associé à un vilebrequin. Suivant encore une variante de réalisation, ledit actionneur mécanique comporte un moteur associé à une vis sans fin. L’invention concerne également une installation comprenant au moins deux dispositifs tels que définis ci avant, lesdits actionneurs mécaniques desdits au moins deux dispositifs étant mécaniquement liés pour fonctionner ensemble, et en ce l’installation comportant un premier séparateur de phase commun auxdits au moins deux dispositifs, ledit premier séparateur de phase commun étant relié à une première sortie des premières chambres des dispositifs et à une seconde sortie des secondes chambres desdits dispositifs, ledit premier séparateur de phase étant relié à un réservoir commun de stockage de gaz sous pression. Dans le cadre d’un mode de réalisation où l’installation comporte au moins deux dispositifs comprenant deux séparateurs de phase, le second séparateur étant commun auxdits au moins deux dispositifs, ledit second séparateur est relié auxdites première et seconde sorties desdites première et seconde chambres de chacun desdits au moins deux dispositifs, ledit premier séparateur commun comprend une première pression interne qui correspond à la pression interne du gaz compris dans ledit réservoir commun de gaz sous pression et ledit second séparateur comporte une seconde pression interne qui correspond à la pression atmosphérique. L’invention concerne enfin un procédé de mise en œuvre d’un dispositif tel que défini ci-avant, le procédé comportant les étapes suivantes : - actionnement de l’actionneur mécanique, - déplacement dudit au moins un piston solide entrainant en déplacement ledit premier piston liquide dans ladite première chambre et ledit second piston liquide dans ladite seconde chambre, lesdits premier et second pistons liquides étant entrainés en déplacement dans des sens opposés, le premier piston liquide comprimant ledit gaz dans l’insert de ladite première chambre jusqu’à une première pression prédéterminée, le second piston liquide créant une dépression dans ledit insert ladite second chambre jusqu’à une seconde pression, - lorsque ladite première pression est atteinte, ouverture d’un dispositif d’admission d’air entre ladite première chambre et ledit premier séparateur de phase pour évacuer le gaz sous pression de la première chambre vers ledit premier séparateur jusqu’à ce que ledit piston liquide traverse entièrement ledit insert et atteigne la première sortie de la première chambre et simultanément l’admission d’air dans ladite seconde chambre. Le dispositif conforme à l’invention est ainsi une sorte de compresseur réversible de gaz, qui permet de compresser un gaz en consommant de l’énergie mécanique, mais également de restituer de l’énergie mécanique en détendant un gaz. L’évolution thermodynamique du gaz est quasi isotherme permettant d’effectuer ces variations de pression avec une faible perte d’énergie grâce à la compression / détente par piston liquide. La nature du gaz et du liquide peut être adaptée au besoin de l’application auquel le dispositif est destiné (air, hydrogène, méthane, gaz, eau etc…). En mode compression, dans le cadre d’un mode de réalisation non limitatif qui sera présenté par la suite, le principe repose sur la compression du gaz par piston liquide, ce dernier étant mu par un piston solide. Le piston solide est actionné directement par un moteur linéaire dont il constitue lui-même la partie mobile motrice contenant les aimants, ou par un autre système de déplacement des pistons (bielle manivelle, crémaillère…). Ainsi en se déplaçant, le piston solide pousse un piston liquide dans une chambre de compression close (cylindre vertical). La diminution du volume engendre la compression du gaz. Les chambres de compression cylindriques sont subdivisées en de nombreux petits volumes grâce à un insert d’échange thermique constitué d’un motif 2D extrudé, dont les cellules s’étendent dans la direction du piston liquide (structure appelée également « nid d’abeille », en aluminium ou autre matériau conducteur de chaleur). Ainsi, les caractéristiques fluides du piston liquide permettent de former dans chaque cellule de ce nid d’abeille un petit piston liquide tout en garantissant une étanchéité parfaite entre le milieu liquide et gazeux. La présence de l’insert (nid d‘abeille) offre une très grande surface de contact avec le gaz et permet un potentiel d’échange thermique important. L’échange thermique entre le gaz et l‘insert, le transfert thermique au sein de l’insert ainsi que sa capacité thermique propre permet ainsi de maintenir la température du gaz pendant sa compression à une valeur proche de la température initiale de l’ensemble (quasi-isotherme). L’insert d’échange thermique agit ainsi comme un échangeur régénératif, permettant successivement le transfert de l’énergie thermique du gaz vers l’insert par convection/conduction, le stockage de l’énergie thermique grâce à une augmentation modérée de sa température (effet de sa capacité thermique) puis du transfert de cette énergie thermique au liquide par convection/conduction. D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée d’un mode de mise en œuvre nullement limitatif, et des dessins annexés, sur lesquels : est une représentation schématique d’un premier mode de réalisation d’un dispositif conforme à l’invention, vu de côté, est une représentation schématique d’un second mode de réalisation d’un dispositif conforme à l’invention, vu de côté, est encore une représentation schématique d’un troisième mode de réalisation d’un dispositif conforme à l’invention, vu de côté, montre un exemple de réalisation d’une installation conforme à l’invention, mettant en œuvre plusieurs dispositifs conformes à l’invention, vu en perspective, est encore une autre représentation schématique d’un quatrième mode de réalisation d’un dispositif conforme à l’invention, vu de dessus, et est un exemple d’insert avec une structure en nid d’abeille, déployée, positionné dans une chambre d’un dispositif conforme à l’invention, l’insert dans la chambre étant vu par-dessous. La illustre un mode de réalisation d’un dispositif conforme à l’invention, permettant de détendre et de comprimer un gaz, permettant de stocker de l’énergie mécanique et de la restituer. Le dispositif comporte ainsi un actionneur mécanique 1, qui comporte par exemple un vilebrequin 10 (organe mécanique assurant la conversion d’un mouvement linéaire alternatif en une rotation continue selon le système bielle 11 / manivelle 12, et assurant la conversion d’un mouvement de rotation continue en mouvement linéaire alternatif). Un moteur, non illustré, permet de convertir l’énergie source. Généralement, l’énergie source est de l’électricité. Toutefois, une autre source en force motrice de rotation pourrait être envisagée. Il est à noter que le système ne nécessite pas de « démarreur » pour initier la rotation : par exemple en mode déstockage d’énergie (détente), le vilebrequin est mis en rotation directement par les chambres de compression/détente, sans aide du moteur/générateur électrique. La manivelle 12 est reliée à deux pistons solides 21 et 22, chacun étant monté mobile en déplacement respectivement dans une première chambre 31 et dans une seconde chambre 32. Chaque chambre 31 et 32 comporte un piston liquide 41 et 42, respectivement qui est déplacé dans la chambre en étant poussé par le piston solide 21 et 22 qui se déplace dans la même chambre. Chacune des première et seconde chambres 31 et 32 sont réalisées par des tubes coudés, présentant : - une première partie de tube 33 et 34, respectivement, qui s’étend suivant une direction sensiblement horizontale, et - une seconde partie de tube 35 et 36, respectivement, qui s’étend suivant une direction sensiblement verticale. Il devra être compris que l’invention ne se limite pas à la mise en œuvre de chambres de forme coudée (autrement dit, elles pourraient présenter une forme différente sans sortir du cadre de l’invention). Les deux pistons solides 21 et 22 sont mobiles en déplacement dans la première partie de tube 33 et 34, respectivement, en étant entrainés en déplacement par l’actionneur 1. Les deux pistons liquides 41 et 42 sont mobiles en déplacement dans les première (33, 34) et seconde (35, 36) parties de tubes des chambres 31 et 32, quand ils sont poussés ou aspirés par le déplacement du piston solide 21 ou 22 qui leur sont associés. Les secondes parties de tubes 35 et 36 sont conçues pour accueillir et évacuer un gaz 3, par exemple de l’air, de manière que le déplacement du liquide 4 des pistons liquides 41 ou 42 dans les chambres 31 et 32 entraine soit la compression du gaz 3 soit une détente du gaz 3. Pour ce faire, chacune des chambres 31 et 32 comprend une ouverture de sortie 37 et 38, respectivement, assurant notamment l’entrée et la sortie de gaz dans les secondes parties de tubes 35 et 36 des première et seconde chambres 31 et 32. Les première et seconde sorties 37 et 38 sont reliées à un séparateur de phase 2, qui permet d’accueillir le gaz 3 et éventuellement un peu de liquide 4 provenant du liquide évacué des chambres 1 et 2. Le séparateur de phase 2 est relié à un réservoir 5 de stockage de gaz sous pression. La circulation du gaz 3 et éventuellement du liquide 4 entre le séparateur de phase 2, les chambres 31 et 32 et le réservoir de stockage sera expliqué par la suite. Les secondes parties de tubes 35 et 36 accueillent chacune un insert 51 et 52. Les inserts 51 et 52 sont des inserts ajourés, c’est-à-dire qu’ils comporte chacun des cellules dans lesquelles le liquide des pistons liquides 41 et 42 peut circuler et qui peuvent également accueillir le gaz comprimé ou détendu dans les chambres 31 et 32. Les inserts 51 et 52 sont particuliers : ils sont réalisés à partir d’une âme de matériau sandwich déployable, ce qui permet d’obtenir un insert où les cellules s’étendent de part en part de l’insert : L’âme du matériau sandwich déployable de l’insert est réalisé par une multitudes de couches de matériaux déformables plastiquement, reliées entre elles par des points de solidarisation (soudures, colle etc.) qui s’étendent suivant des lignes courant sur toute la longueur des couches. En éloignant l’une de l’autre les deux couches extérieures de la structure sandwich, on crée des cellules entre deux couches de matériau contigües et les lignes de solidarisation, ce qui permet d’obtenir des cellules qui s’étendent sur toute la longueur de la structure multicouche. Suivant un mode de réalisation alternatif (non illustré), les inserts pourraient être réalisés avec un enroulement de feuilles métalliques empilées, les feuilles métalliques empilée comportant par exemple une feuille plate et une feuille gondolée (formant une succession de creux et de bosses) positionnées l’une sur l’autre et roulées ensemble : les cellules sont alors formées entre les creux de la feuille gondolée et la surface de la feuille adjacente, les cellules s’étendant alors suivant le sens de déplacement du piston liquide dans la chambre qui accueille l’insert. C’est ainsi que l’insert utilisé dans le cadre de l’invention présente des cellules dites « traversantes », c’est-à-dire que les cellules présentent chacune deux ouvertures, chacune à une extrémité de cellule, avec une première ouverture de cellules qui débouche à une extrémité de l’insert et une seconde ouverture qui débouche à une autre extrémité de l’insert : la montre la seconde partie de tube 35 (ou 36) d’une chambre 31 (ou 32) qui a été coupée pour mieux montrer l’insert 51 ou 52. Chacun des inserts 51 ou 52 est de préférence réalisé en aluminium et comporte des cellules contigües 53 qui forment ensemble un dessin en nid d’abeille, et qui comprennent une première ouverture d’extrémité 54 (visible sur le figure), par laquelle le gaz 3 ou le liquide 4 peuvent entrer ou sortir de l’insert. Une autre ouverture (non visible sur la figure, mais illustrée schématiquement par une flèche 55) débouche à proximité de l’ouverture de sortie 37 et 38 de chacune des chambres 31 et 32. Chaque cellule 53 de la structure de l’insert 51 ou 52 forme un mini-tube dans lequel peut entrer et sortir du gaz 3 et du liquide 4, chaque mini-tube étant orienté parallèlement ou principalement parallèlement au sens de déplacement du liquide 4 et du gaz 3 dans la chambre 31 ou 32 (plus précisément chaque mini-tube a un axe parallèle à celui de la seconde partie de tube 35 ou 36 qui l’accueille). On comprendra par « principalement parallèlement » une orientation géométrique entre un point d’entrée et un point de sortie d’une cellule par rapport à l’axe de l’insert : cette orientation est soit parallèle ou sensiblement parallèle à l’axe de l’insert, soit inclinée par rapport à l’axe de l’insert, à cause de la forme du mini tube de la cellule. En effet, la cellule peut être droite, le mini-tube étant alors de forme cylindrique, mais la cellule peut également être vrillée, le mini-tube formant alors une hélice. Sur la , sont illustrés également deux échangeurs fluide/fluide 71 et 72 : chacune des première et seconde chambres 31 et 32 comporte un échangeur fluide/fluide 71 et 72, respectivement (représenté dans le coude des chambres 31 et 32 sur la figure). Les fluides sont de préférence de l’eau. Dans le cadre de cet exemple, ces échangeurs fluide/fluide 71 et 72 sont reliés chacun à une pompe 83, un échangeur fluide/air 84, un moto ventilateur 85 et des vannes de régulation 86. L’ensemble assure le maintien du liquide 4 (des pistons liquides) à une température proche de la température ambiante à plus ou moins 10 degrés Celsius. Il pourrait être prévu une seule pompe, sans sortir du cadre de l’invention. De même, l’échangeur fluide/air 84 pourrait être remplacé par un échangeur fluide/fluide. La pompe 83, l’échangeur fluide/air 84, le moto ventilateur 85 et les vannes de régulation 86 n’ont pas été représentés sur la : elles se retrouvent toutefois sur le mode de réalisation illustré en . Ces éléments assurent le maintien du fluide de la boucle de refroidissement à une température proche de la température ambiante, plus ou moins 5 degrés Celsius. Le mode de fonctionnement du dispositif montré en va maintenant est présenté : Le moteur de l’actionneur mécanique est par exemple un moteur rotatif synchrone à aimants permanents, et est éventuellement associé à un réducteur de vitesse réversible (vitesse cible de 30 tour/min). Un tel moteur permet la mise en rotation du vilebrequin 10 : les bielles 11 qui relient la manivelle du vilebrequin à chaque piston solide 21 et 22 entrainent en déplacement linéaire les pistons solides 21 et 22 de façon alternative : quand le piston 21 est tiré, le piston 22 est poussé, et inversement. Le principe de fonctionnement en mode compression est la suivant : le piston solide 21 pousse le piston liquide 41 dans la chambre 31 qui est close. La diminution du volume de gaz, poussé par le piston liquide 41 dans l’insert 51, augmente la pression du gaz dans l’insert 51. Chaque cellule 53 agit comme un petit piston liquide tout en garantissant une étanchéité parfaite entre le milieu liquide et gazeux. L’insert 51 fonctionne tel un échangeur régénératif entre le gaz et le fluide des pistons liquides. La présence de l’insert 51 offre alors une grande surface de contact avec le gaz 3 et permet un potentiel d’échange thermique important : l’échange thermique entre le gaz et l’insert, le transfert thermique au sein de l’insert et sa capacité thermique propre permet de maintenir la température du gaz pendant sa compression à une valeur proche de la température initiale de l’ensemble : c’est ainsi que l’on considère que l’opération est quasi-isotherme. Lorsque la pression de l’air atteint la valeur souhaitée, un clapet anti retour 13 s’ouvre permettant au gaz 3 compressé de s’échapper hors de la chambre 31. Le piston liquide 41 continue sa montée dans la chambre 31 jusqu’à toucher une paroi d’extrémité de la chambre afin d’échapper tout le gaz 3 comprimé. Le piston solide moteur, qui est arrivé à la fin de sa course, change de direction et le même procédé est répété sur le second piston 22 du dispositif constitué exactement des mêmes composants. La descente du piston liquide 41 après la fin de la compression dans la première chambre 31 permet d’admettre du gaz 3 à basse pression dans cette chambre 31 par l’ouverture d’un autre clapet 14 (clapet anti retour). Concernant l’énergie thermique captée dans le gaz par l’insert 51 (la structure en nid d‘abeille) pendant la compression, cette énergie a engendré l’augmentation de température de l’insert 51 de quelques degrés Celsius, traduisant le stockage de cette énergie thermique dans le matériau. La montée du piston liquide 41, remplissant l’intégralité du volume de la chambre 31 à la fin de compression, permet ainsi de mettre en contact l’insert thermique 51 chargé en énergie thermique et le liquide 4. Le transfert thermique solide/liquide entre l’insert 51 et le liquide 4 du piston liquide 41 étant bien plus puissant que celui solide/gaz entre l’insert 51 et le gaz 3, un échange thermique important apparait entre les parois et le liquide 4 faisant tendre l’ensemble insert 51 – liquide 3 vers une température d’équilibre légèrement supérieure (de l’ordre du dixième de degré au-dessus de la température initiale du liquide) et donc inférieure à la température de l’insert 51 avant la mise en contact avec le liquide 4. Lors de l’admission d’un nouveau volume de gaz 3 à compresser, le liquide 4 formant le piston liquide 41 descendant passe au travers de l’échangeur thermique fluide/fluide 71 ayant pour rôle de maintenir la température du piston liquide 41 stable dans le temps. En sortie de la chambre 31, le gaz 3 compressé passe au travers du séparateur 2 gaz/liquide, permettant éventuellement de recueillir une fraction du liquide 4 constitutive du piston liquide en cas de dépassement du point mort haut de la chambre 31. En sortie de ce séparateur 2, le gaz 3 est acheminé vers son stockage ou un autre étage de compression de gaz dans le réservoir de stockage 5. Le liquide 4 retenu dans le séparateur participe à constituer une réserve de liquide pour les pistons 41 et 42, dont une fraction peut être redirigée vers les chambres 31 et 32 de compressions afin de maintenir un volume de liquide à même de garantir le fonctionnement continu du système. Les clapets 13 et 16 sont connectés entre le séparateur 2 gaz/liquide (dont la pression interne est égale à la pression de compression du gaz) et la base de la chambre de compression 31 (dont la pression évolue entre la pression d’admission et la pression maximale). Les clapets 13 et 16 permettent de transférer le gaz compressé entre les chambres de compression et le séparateur, le gaz pouvant comprendre une fraction de fluide du piston liquide. On notera que la sortie 38 de la chambre 32 comporte également deux clapets anti-retour 15 et 16 : le clapet 15 assure une arrivée d’air à pression atmosphérique (ou à basse pression). Les clapets 13, 14, 15 et 16 peuvent être remplacés par des vannes pilotées. Il va maintenant être fait référence au principe de fonctionnement en mode détente du gaz 3. Le fonctionnement inverse du dispositif, c’est-à-dire en convertisseur énergie de pression vers de l’énergie électrique, fonctionne sur le même principe général et est possible grâce au mode de réalisation illustré en , en remplaçant les clapets 13 à 16 par des vannes pilotées 64, 61, 62 et 65 : La chambre de compression32, initialement pleine de liquide, admet un volume de gaz 3 sous pression au travers la vanne 65 La pression appliquée au piston liquide 42 s’applique sur le piston solide 22 générant un travail mécanique. Ce travail mécanique est converti en électricité par l’ensemble vilebrequin/générateur. Lorsque le volume de gaz 3 sous pression admis est suffisant, la vanne 65 se ferme et la détente du gaz 3 continue de mouvoir le piston solide 22. Le mouvement (et la conversion d’énergie) s’arrête lorsque le gaz 3 atteint une pression proche de la pression basse (atmosphérique généralement). Pendant les phases d’admission et de détente, le piston liquide opposé 41 est passé de son point bas à son point haut, en chassant le gaz 3 détendu à pression atmosphérique vers l’extérieur à travers la vanne 61. La chambre 32 est ainsi une chambre de détente, et l’insert d’échange 52 thermique est ici refroidi par le gaz 3 lors de la détente tout en maintenant la détente du gaz 3 suivant une évolution quasi-isotherme. L’échangeur liquide/liquide 12 permet alors le réchauffement du piston liquide 42. Le mode de réalisation montré en comporte un second séparateur de phase 6 à pression atmosphérique qui permet, lors de la descente du piston liquide 42 (ou 41, lorsque le piston liquide 42 agit en comprimant le gaz 3) de recueillir une éventuelle fraction de liquide 4 provenant du piston liquide 41 ou 42, mais à basse pression. Dans le mode de réalisation illustré en , l’actionneur mécanique comporte un seul piston solide 23 qui se déplace soit dans un sens dans la chambre 31 soit en sens opposé dans la chambre 32. Il s’agit d’un piston magnétique de moteur linéaire. Le mode de fonctionnement est le même que celui décrit pour le dispositif montré en . La différence est dans la présence de ce second séparateur de phase 6 basse pression. Comme il a été vu précédemment, les séparateurs de phase 2 et 6 ont pour rôle de récupérer le liquide 4 chassé en fin de course du piston liquide 41 ou 42 tout en laissant le gaz 3 continuer son chemin. Le volume des séparateurs 2 et 6 est choisi de sorte que la vitesse du gaz 3 diminue suffisamment afin que le liquide 4 tombe naturellement au fond du volume tampon. D’autres solutions complémentaires peuvent être envisagées, notamment l’usage de systèmes cycloniques ou de grilles de coalescence. La perte de charge du gaz de cet élément doit rester faible. Une liaison hydraulique 20 entre le séparateur de phase 2 et le bas des chambres de compression 31 et 32 (ce peut être dans la seconde partie de tube verticale 35 et 36, ou dans la première partie de tube horizontal 33 et 34), permet d’admettre continuellement un faible débit de liquide 4 compensant les pertes par entrainement lors de la chasse. Une vanne de réglage du débit 24 équipant chaque liaison hydraulique permet de faire varier ce débit afin de trouver expérimentalement le réglage optimal. Chaque piston liquide 41 et 42 possède une vanne 61 et 62 (respectivement) permettant d’échapper le liquide 4 vers le second séparateur 6 non pressurisé en cas de surpression dans la chambre 31 et/ou 32. Une pompe de relevage 63 entre les deux séparateurs 2 et 6 permet de retourner vers le séparateur pressurisé 2 le liquide perdu 4 en mode détente dans le séparateur non pressurisé 6 lors de l’échappement du gaz 3 à pression atmosphérique. Deux autres vannes 64 et 65 permettent de transférer le gaz compressé entre les chambres de compression 31 et 32 et le séparateur 2, le gaz pouvant comprendre une fraction de fluide du piston liquide. Si le volume tampon liquide 4 est suffisant, le fonctionnement de la pompe 63 est intermittent et rare. La régulation de cette pompe est faite sur la base des niveaux de liquide dans les deux séparateurs 2 et 6. Le mode de réalisation illustré en concerne la mise en œuvre d’un dispositif comportant trois pistons solides avec six pistons liquides : le principe du piston « double effet » permet ici d’optimiser l’usage des parties mécaniques. En effet, il est possible d’atteindre des puissances importantes (plusieurs dizaines, centaines de MW), en multipliant le nombre de pistons. Il peut également être possible d’augmenter la puissance en augmentant démesurément le diamètre des pistons et des chambres, mais la multiplication du nombre de pistons et de chambre sera préférée. D’une part, il existe une taille optimum économique de réalisation de dispositif, qui soit facilement transportable (diamètre de piston compris entre 300 mm et 2 000 mm par exemple, pour des versions haute-puissance). D’autre part, la multiplication du nombre de pistons permet de diminuer l’amplitude de variation de la puissance échangée avec le réseau si un déphasage judicieusement établi existe entre les ensembles de deux pistons. L’augmentation de la pression de sortie du système peut également être réalisée par l’étagement des compressions avec l’utilisation en cascade de compresseurs tels que décrits ci-après. Dans le cas des étages dont la pression d’admission est supérieure à la pression atmosphérique (pour compresser à haute pression), la conception du système de translation des pistons pourra utiliser avantageusement le couplage 1 à 1, en opposition des pistons. En effet, la force d’admission à haute pression d’une chambre est contrebalancée par la force de compression à une pression supérieure dans la chambre opposée. Plus précisément, le fonctionnement double effet, présente des avantages : la force d’admission à haute pression d’une chambre est directement réemployée dans la force de compression à une pression supérieure dans la chambre opposée sans transiter par les éléments mécaniques de puissance tels que la bielle, le vilebrequin ou le moteur/générateur. D’une manière générale, que ce soit en simple effet, ou en double effet, la multiplication du nombre de pistons solides solidaires d’un même vilebrequin, mais astucieusement déphasés, permet de limiter les variations de couple et de puissance lors du fonctionnement de l’installation. La limitation de ces variations permet de limiter les sollicitations des composants, augmentant la fiabilité de l’ensemble et limitant le surdimensionnement nécessaire. L’actionneur mécanique 1 du dispositif montré en comporte ainsi trois pistons, dont un seul (piston 25) est représenté (les pistons sont déphasés de 120°) sur l’actionneur mécanique. Ce mode de réalisation permet d’atteindre une pression plus importante que celles atteintes par les modes de réalisation montrés en figures 1 et 2. Dans ce mode de réalisation, trois étages successifs de compression ou détente sont ainsi mis en œuvre, chaque chambre de compression correspondant à un étage de compression à atteindre. Par exemple, la première chambre présente un étage de compression de 11 bars, la seconde chambre présentant un étage pouvant faire passer la compression de 11 bars à 70 bars et la troisième chambre permettant le passage de 70 bars à 300 bars. Il est également possible de permettre que deux de ces chambres constituent des étages moyenne pression et haute pression. Le mode de réalisation illustré en comporte notamment une première soupape de régulation 91 tarée à une pression de sécurité entre ladite première chambre 31 et ledit premier séparateur 2 et une seconde soupape de régulation 92 tarée à une pression de sécurité entre ladite seconde chambre 32 et ledit premier séparateur 2, pour permettre l’évacuation d’un volume de liquide dudit au moins un premier ou second piston liquide vers le premier séparateur 2. La illustre une installation conforme à l’invention, qui comporte une série de dispositifs conformes à l’invention. Un actionneur mécanique de type vilebrequin commun permet d’actionner douze paires de pistons solides 21 et 22, mobiles dans douze paires de chambres 31, 32, grâce au mouvements des manivelles 12 montées sur un arbre mobile en rotation autour de son axe, les manivelles étant reliées au pistons solides 21 et 22 grâce aux bielles 11. On remarque que toutes les ouvertures de sortie 37 et 38 des chambres 31 et 38 sont reliées ensemble à un premier séparateur de phase 2 et à un second séparateur de phase 6 à pression atmosphérique : autrement dit, le séparateur de phases sous pression 2 est relié : - aux vannes 64 des chambres 31, les vannes 64 étant toutes reliées au même tuyau d’évacuation et - aux vannes 65 des chambres 32, les vannes 65 étant toutes reliées à un autre tuyau d’évacuation commun. De plus, toutes les vannes 61 des chambres 31 sont reliées à un autre tuyau d’évacuation commun, relié au second séparateur, et toutes les vannes 62 des chambres 32 sont également reliées à un autre tuyau d’évacuation commun, lui-même relié au second séparateur 6 à pression atmosphérique. Il est à noter que les vannes 61 et 62 sont des vannes d’admission d’air à faible pression (ou pression atmosphérique) sur les figures 2, 3 et 4. Elles correspondent à la même fonction que les clapets 14 et 15 montrés sur la . Dans cet exemple de réalisation, il est prévu que les pistons solides 21 et 22 présentent un diamètre de 2,5 m et une course de 1 m. La pression de refoulement est sensiblement de 11 bars, la pression d’admission de 1 bar, la durée de compression de 1 seconde. Un moteur est mis en œuvre pour faire fonctionner l’actionneur mécanique. Cependant, en complément, deux ensembles moteur/pompe, de petite puissance vis-à-vis de la puissance du moteur principal sont nécessaires pour faire fonctionner le circuit de refroidissement (pompe 83) et pour le transfert du liquide 4 du séparateur 6 vers le séparateur 3 (pompe 63). La vitesse de rotation de l’arbre est sensiblement de 30 tours / min. L’encombrement totale d’une telle installation est d’environ 7m de haut, pour 8m de large et 45m de long. Une puissance moyenne de 15MW est atteinte avec une amplitude de variation de moins de 0,8MW à une fréquence de 12Hz. Le temps de montée à plein régime est de l’ordre de la seconde (passage de 10% à 100% de la puissance nominale. Un temps de démarrage (de l’arrêt total à 100 % de la puissance nominale) de l’ordre de la dizaine de secondes est prévu. Une fois lancé, la puissance du système peut facilement être ajustée en modifiant la vitesse de rotation du moteur/générateur (et donc du vilebrequin) ou en ajustant le pilotage des vannes 61, 62, 64 et 65. Ainsi, une plage de variation entre 20% et 100% de la puissance nominale peut être exploitée, avec un temps de réponse rapide (de l’ordre de la seconde). La montre encore un autre mode de réalisation avec cinq chambres 31, 31’, 31’’, 32, 32’ disposées selon une architecture en étoile, associées à des pistons 26 à double actions : L’usage de cylindres/pistons 26 double action permet à la fois l’augmentation de la puissance pour un même nombre de piston, mais également de mieux gérer les fuites de liquide au travers des segments du piston. En effet, le liquide passant par les étanchéités du piston se retrouve simplement dans la chambre opposée sans qu’il soit nécessaire de drainer le liquide ayant fui. On comprend de la description qui précède comment l’invention permet de transformer un mouvement mécanique en énergie de pressurisation d’un gaz et comment cette énergie peut être utilisée pour générer un mouvement mécanique. Il devra être compris que l’invention n’est pas limitée à la mise en œuvre des exemples spécifiquement décrits et illustrés ci-avant et qu’elle s’étend à la mise en œuvre de tout moyen équivalent. Notamment, l’application du procédé n’est pas spécifique au gaz air et au fluide eau. D’autres applications sont envisagées par l’invention, telles que la compression/détente de (H2, CO2, CH4…) avec comme fluide de piston liquide de l’eau mais également des liquides ioniques, des solvants, des huiles, des liquides organiques…) Dispositif de détente et de compression isotherme d’un gaz (3), assurant la compression dudit gaz (3) en consommant de l’énergie mécanique et la restitution de l’énergie mécanique par la détente dudit gaz (3), ledit dispositif comportant : - au moins un premier et au moins un second pistons liquides (4, 41, 42), mobiles en déplacement respectivement dans une première et une seconde chambre (31, 32), chacune desdites au moins une première et seconde chambres (31, 32) comportant un gaz (3), apte à être comprimé ou détendu sous l’effet du déplacement desdits au moins un premier ou second piston liquide (4, 41, 42), - un actionneur (1), apte à assurer le déplacement desdits au moins un premier et second pistons liquides (4, 41, 42) dans lesdites première et seconde chambre (31, 32), chacune desdites au moins une première et seconde chambres (31, 32) comportant respectivement chacune au moins un premier et au moins un second insert (51, 52) ajouré, à travers lequel ledit liquide (4) et ledit gaz (3) peuvent circuler, caractérisé en ce que ledit actionneur (1) est un actionneur mécanique comportant au moins un piston solide (21, 22), en ce que ledit insert (51, 52) ajouré comporte des cellules traversantes (53), qui s’étendent entre une première ouverture (54) de cellule débouchant à une extrémité dudit insert (51, 52) et une seconde ouverture (55) de cellule débouchant à une seconde extrémité dudit insert (51, 52), lesdites cellules (53) étant orientées suivant une direction qui est soit parallèle à la direction de déplacement dudit piston liquide (41, 42) dans ledit insert (51, 52) soit inclinée par rapport à la direction de déplacement dudit piston liquide, et en ce que ledit dispositif comporte en outre au moins un premier séparateur de phase (2) relié à une première sortie (37) de ladite première chambre (31) et à une seconde sortie (38) de ladite seconde chambre (32). Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit séparateur de phase (2) est relié à un réservoir (5) de stockage de gaz (3) sous pression. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu’il comporte un second séparateur (6), relié auxdites première et seconde sorties (37, 38) desdites première et seconde chambres (31, 32), respectivement, en ce que ledit premier séparateur (2) comprend une première pression interne qui correspond à la pression interne du gaz (3) compris dans ledit réservoir (5) de gaz sous pression et en ce que ledit second séparateur (6) comporte une seconde pression interne qui correspond à la pression atmosphérique. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits premier et second séparateurs (2, 6) sont en communication fluidique l’un avec l’autre pour permettre le passage de liquide (4) du premier séparateur (2) vers le second séparateur (6). Dispositif selon l’une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu’il comporte un premier dispositif d’admission d’air (61) assurant le passage d’air à pression atmosphérique entre ladite au moins une première chambre (31) et ledit second séparateur (6) et en ce qu’il comporte un second dispositif d’admission d’air (62) à pression atmosphérique entre ladite au moins une seconde chambre (32) et ledit second séparateur. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 3, 4 ou 5, caractérisé en ce qu’il comporte un troisième dispositif d’admission d’air (13, 64) assurant le passage d’air compressé entre ladite première chambre (31) et ledit premier séparateur (2) et en ce qu’il comporte un quatrième dispositif d’admission d’air compressé (16, 65) entre ladite seconde chambre et ledit premier séparateur (2). Dispositif selon l’une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce qu’il comporte une première vanne (24) de régulation à faible débit assurant le passage de fluides dudit premier séparateur (2) vers ladite première chambre (31) et en ce qu’il comporte une seconde vanne (24) de régulation à faible débit assurant le passage de fluides dudit premier séparateur (2) vers ladite second chambre (32). Dispositif selon l’une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisé en ce qu’il comporte une soupape de régulation tarée (91, 92) à une pression de sécurité entre ladite première chambre (31) et ledit premier séparateur (2) et / ou entre ladite seconde chambre (32) et ledit premier séparateur (2), pour permettre l’évacuation d’un volume de liquide dudit au moins un premier ou second piston liquide vers le premier séparateur (2). Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacune des première et seconde chambres (31, 32) est fluidiquement reliée à un échangeur fluide / fluide (71, 72) qui permet de maintenir lesdits au moins un premier et second pistons liquides (41, 42), respectivement, à température ambiante, de préférence avec une variation de température tolérée de plus ou moins 10 °C, ledit échangeur fluide/fluide (71, 72) comprenant de préférence une pompe (83), un échangeur fluide/air (84) ou un échangeur fluide/fluide, éventuellement un moto-ventilateur (85) si ledit échangeur est un échangeur fluide/air (84) et éventuellement au moins une vanne de régulation (86). Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’insert (51, 52) comporte une âme de matériau structurel comprenant une structure en nid d’abeille déployée. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit actionneur mécanique (1) comporte un moteur linéaire à actionnement magnétique (23). Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit actionneur mécanique (1) comporte un moteur associé à un vilebrequin. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit actionneur mécanique comporte un moteur associé à une vis sans fin. Installation comprenant au moins deux dispositifs selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdits actionneurs mécaniques (1) desdits au moins deux dispositifs sont mécaniquement liés pour fonctionner ensemble, et en ce qu’elle comporte un premier séparateur de phase (2) commun auxdits au moins deux dispositifs, ledit premier séparateur de phase commun étant relié à une première sortie (37) des premières chambres (31) des dispositifs et à une seconde sortie (38) des secondes chambres (32) desdits dispositifs, ledit premier séparateur de phase (2) étant relié à un réservoir (5) commun de stockage de gaz sous pression. Installation selon la revendication 14, comportant au moins deux dispositif selon la revendication 3, caractérisée en ce qu’elle comporte un second séparateur (6) commun auxdits au moins deux dispositifs, ledit second séparateur (6) commun étant relié auxdites première et seconde sorties (37, 38) desdites première et seconde chambres (31, 32) de chacun desdits au moins deux dispositifs, en ce que ledit premier séparateur (2) commun comprend une première pression interne qui correspond à la pression interne du gaz compris dans ledit réservoir (5) commun de gaz sous pression et en ce que ledit second séparateur (6) comporte une seconde pression interne qui correspond à la pression atmosphérique. Procédé de mise en œuvre d’un dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes : - actionnement de l’actionneur mécanique (1), - déplacement dudit au moins un piston solide (21, 22, 23) entrainant en déplacement ledit premier piston liquide (41) dans ladite première chambre (31) et ledit second piston liquide (42) dans ladite seconde chambre (32), lesdits premier et second pistons (41, 42) liquides étant entrainés en déplacement dans des sens opposés, le premier piston liquide (41) comprimant ledit gaz (3) dans l’insert (51) de ladite première chambre (31) jusqu’à une première pression prédéterminée, le second piston liquide (42) créant une dépression dans ledit insert (52) ladite second chambre (32) jusqu’à une seconde pression, - lorsque ladite première pression est atteinte, ouverture d’un dispositif d’admission d’air (13) entre ladite première chambre (31) et ledit premier séparateur (2) de phase pour évacuer le gaz (3) sous pression de la première chambre (31) vers ledit premier séparateur (2) jusqu’à ce que ledit piston liquide (41) traverse entièrement ledit insert (51) et atteigne la première sortie (37) de la première chambre (31), et simultanément l’admission d’air (14) dans ladite seconde chambre (32).