Brevet FR3154437A1 — publié le 20250425

Dispositif adapté pour réaliser une compression, ou une détente, quasi-isotherme rapide d’un gaz Dispositif (12) pour réaliser une compression, ou respectivement une détente, d’un gaz (16), comprenant : un corps (18) définissant au moins partiellement une chambre (20) pour contenir le gaz dans une phase gazeuse (22), et contenir une phase liquide (24), un premier système (30) pour échanger de la chaleur successivement avec la phase gazeuse et la phase liquide, comprenant un support (46) s’étendant selon un axe (Z), et une pluralité d’éléments (48) successifs définissant entre eux des espaces interstitiels (50) destinés à contenir la phase gazeuse, le premier système étant destiné à être entraîné en rotation autour de l’axe (Z) pour former une interface (28) séparant la phase liquide et la phase gazeuse, un deuxième système (32) pour rapprocher, ou respectivement éloigner, l’interface de l’axe, un troisième système (34) pour évacuer ladite chaleur hors de la phase liquide, ou respectivement fournir ladite chaleur à la phase liquide, une entrée/sortie (36, 38) adaptée pour permettre une admission et/ou un refoulement du gaz. Figure pour l'abrégé : Figure 2 Dispositif adapté pour réaliser une compression, ou une détente, quasi-isotherme rapide d’un gaz La présente invention concerne un dispositif adapté pour réaliser une compression, ou respectivement une détente, d’un gaz. L’invention concerne également une machine thermique, telle qu’un moteur de Stirling ou une pompe à chaleur intégrant au moins un tel dispositif, et un procédé correspondant au dispositif. Il est connu que la compression ou la détente quasi-isotherme d’un gaz permet d’obtenir un bon rendement énergétique, par exemple dans un cycle de Stirling, notamment moteur. Pour réaliser une telle compression ou détente, les solutions traditionnelles sont lentes, afin de permettre des échanges de chaleur assurant le caractère quasi-isotherme. Toutefois, ces solutions, de par leur lenteur, ne permettent pas d’obtenir une bonne productivité. Pour augmenter la productivité, il a par exemple été imaginé un dispositif de type piston/cylindre, le piston comportant des structures favorisant l’échange thermique à son extrémité, ces structures s’emboîtant dans des structures correspondantes du cylindre. Ces structures ont par exemple la forme de plaques faiblement espacées les unes des autres. Toutefois, afin de ne pas risquer une collision entre les plaques, les plaques doivent être suffisamment rigides pour limiter leur déformation. Cette rigidité impose en pratique une limite inférieure à l’espacement de ces plaques, ce qui, à son tour, limite l’intensité du transfert thermique entre le gaz et les plaques. Par conséquent, en pratique dans un tel système, la fréquence de fonctionnement est limitée à environ 1 Hz. Pour remédier à ces inconvénients, il a été envisagé d’injecter dans un cylindre classique un brouillard de gouttelettes destinées à recevoir la chaleur dégagée par le gaz comprimé. Toutefois, il est compliqué d’obtenir un brouillard à la fois suffisamment dense et uniforme. Il en résulte un échauffement non négligeable de l’ensemble du gaz, mais aussi des échauffements locaux et un caractère localement encore plus éloigné de l’isotherme, de la compression. En pratique, cette solution résulte en un échauffement moyen d’environ 40 à 60°C, soit plus de 10% de la température absolue initiale. De plus, il est nécessaire de réaliser une séparation du gaz et du liquide après chaque compression. Pour ces raisons, la fréquence de fonctionnement est limitée, ce qui se traduit par une faible puissance de la machine concernée. Il a également été envisagé de comprimer une mousse de liquide. Cependant, le problème de la séparation des phases persiste, et est même accru par le mélange intime nécessaire à la formation d’une mousse. On connaît également un système exploitant des bulles de gaz injectées dans un liquide. L’émulsion est centrifugée, ce qui comprime les bulles de gaz. Ensuite, un tambour en rotation permet de créer une zone où le gaz se concentre, en étant séparé du liquide. Cependant cette méthode présente un inconvénient majeur : c’est une méthode continue, qui nécessite donc un échangeur pressurisé à gaz à la place du régénérateur, lequel est généralement beaucoup moins cher et plus efficace qu’un échangeur pressurisé. Cela écarte également de nombreuses applications où une détente intervient, comme dans un moteur de Stirling, et même dans le cas où une méthode de détente fonctionnerait, il reste le problème du coût et de l’inefficience de l’échangeur par rapport à un régénérateur. Enfin, cette machine nécessite des joints glissants, qui limitent la température pouvant être atteinte. Il est également connu d’utiliser des pistons liquides. Un volume de gaz est situé au-dessus d’un liquide. Lorsque le niveau du liquide monte, le gaz est comprimé. Pour augmenter le rendement énergétique de la compression dans un système à piston liquide, Il existe deux types de solutions : le cylindre de faible hauteur, ou le cylindre de faible diamètre. Dans le cas d’un cylindre de faible hauteur, la grande surface d’échange au niveau de l’interface gaz/liquide est supposée permettre d’évacuer la chaleur de la compression. Cependant, la grande surface d’échange entre le gaz et le liquide (en général de l’eau), en plus de favoriser l’échange thermique, favorise également la dissolution du gaz dans le liquide, et parfois, l’évaporation du liquide dans le gaz. Cela peut créer des phénomènes difficiles à contrôler, comme la condensation de liquide dans les tuyaux de circulation du gaz ou la diffusion de bulles dans le liquide. Ces systèmes requièrent également un très grand nombre de valves pour l’admission de gaz à des pressions légèrement différentes. Dans le cas du cylindre de faible diamètre, le problème est ailleurs. En effet, pour obtenir un volume actif comprimé conséquent, il est avantageux d’avoir des tubes de grande longueur. Or, de tels tubes, contenant un mélange gaz/liquide au mouvement oscillant, sont sujets à l’instabilité dite de Rayleigh-Taylor, qui cause rapidement le mélange des phases. Ce mélange a pour effet, par exemple, un risque de blocage du tube de sortie du gaz par du liquide. Pour éviter l’instabilité de Rayleigh-Taylor, c’est-à-dire le mélange entre liquide et gaz lorsque le liquide est secoué, l’une des solutions connues est de réduire fortement le diamètre des tubes. Les forces capillaires deviennent alors importantes, et peuvent localement stabiliser l’interface entre le gaz et le liquide. Le diamètre des tubes doit pour cela être inférieur à environ 1 mm, selon le liquide et les forces d’accélération à contenir. De ce fait, pour obtenir un volume significatif, le nombre de tubes doit devenir très important (plusieurs centaines de milliers, idéalement quelques millions). Cela rend la réalisation pratique d’un tel système extrêmement complexe. En outre, si la capillarité dans chaque tube permet de maintenir les fluides dans les régions souhaitées localement, elle n’empêche en rien l’instabilité de se développer entre deux tubes connectés par leur phase liquide, par effet siphon. Ainsi, la capillarité ne semble pas fournir une solution satisfaisante. Un but de l’invention est donc de remédier à tout ou partie des inconvénients ci-dessus, en fournissant un dispositif adapté pour réaliser une compression, ou respectivement une détente, d’un gaz de manière quasi-isotherme, avec une bonne productivité, tout en restant relativement simple à construire et d’un coût compétitif. A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif adapté pour réaliser une compression, ou respectivement une détente, d’un gaz, comprenant : - un corps définissant au moins partiellement une chambre adaptée pour contenir le gaz dans au moins une phase gazeuse, et pour contenir une phase liquide séparée de la phase gazeuse par une interface, - un premier système adapté pour échanger de la chaleur successivement avec la phase gazeuse et avec la phase liquide, le premier système comprenant un support s’étendant selon un axe dans la chambre, et une pluralité d’éléments s’étendant à partir du support radialement par rapport à l’axe, les éléments étant successifs selon l’axe et définissant entre eux une pluralité d’espaces interstitiels destinés à contenir la phase gazeuse, au moins le premier système étant destiné à être entraîné en rotation autour de l’axe par rapport à un repère local pour former l’interface, le premier système définissant des passages entre les espaces interstitiels pour assurer une continuité fluidique de la phase gazeuse, - un deuxième système adapté pour permettre un déplacement de la phase liquide qui rapproche, ou respectivement éloigne, l’interface de l’axe dans les espaces interstitiels, pour obtenir la compression, ou respectivement la détente, du gaz, le premier système étant adapté pour recevoir ladite chaleur de la phase gazeuse pendant la compression, ou respectivement céder ladite chaleur à la phase gazeuse pendant la détente, puis céder ladite chaleur à la phase liquide après la compression, ou respectivement recevoir ladite chaleur de la phase liquide après la détente, - un troisième système adapté pour évacuer ladite chaleur hors de la phase liquide, ou respectivement fournir ladite chaleur à la phase liquide, et - au moins une entrée/sortie adaptée pour permettre une admission et/ou un refoulement du gaz entre la phase gazeuse et l’extérieur du dispositif. Selon des modes de réalisation particuliers, le dispositif comprend l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) seule ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - les éléments s’étendent orthogonalement à l’axe ; - les éléments présentent une forme circulaire en vue selon l’axe ; - les éléments comportent des perforations formant au moins certains desdits passages ; - le premier système est configuré pour que tout point de la phase gazeuse soit situé à une distance du premier système, ladite distance étant inférieure à 1,0 mm, de préférence inférieure à 0,25 mm ; et/ou deux éléments successifs quelconques pris parmi lesdits éléments sont séparés par une distance parallèlement à l’axe comprise entre 0,05 et 2,0 mm, de préférence entre 0,05 et 0,50 mm ; - le premier système est solidaire du corps et/ou du deuxième système, ou monté librement rotatif sur une paroi du corps ou du deuxième système autour de l’axe, le corps étant destiné à être entraîné en rotation autour de l’axe pour former l’interface ; - le premier système comprend des séparateurs orientés radialement par rapport à l’axe et adaptés pour séparer au moins certains des espaces interstitiels en plusieurs secteurs ; - le deuxième système comprend : un piston, le corps formant un cylindre dans lequel le piston est monté mobile ; un soufflet ou une membrane ; et/ou une pompe hydraulique ; - le troisième système comprend : des ailettes fixées sur une surface externe du corps par rapport à la chambre ; un serpentin s’étendant dans la chambre, adapté pour être en contact thermique avec la phase liquide, et destiné à être parcouru par un fluide caloporteur ; ou une entrée et une sortie pour la phase liquide, la phase liquide étant destinée à échanger ladite chaleur avec l’extérieur du dispositif. L’invention a également pour objet une machine thermique, notamment un moteur et/ou une pompe à chaleur, intégrant au moins un dispositif tel que décrit ci-dessus. L’invention a également pour objet un procédé pour réaliser une compression, ou respectivement une détente, d’un gaz, comprenant les étapes suivantes : - obtention d’un dispositif tel que décrit ci-dessus, ou d’une machine thermique telle que décrite ci-dessus, - entraînement en rotation au moins du premier système autour de l’axe par rapport à un repère local pour former l’interface dans la chambre, - admission du gaz dans la chambre et obtention de la phase gazeuse dans les espaces interstitiels, la phase liquide et la phase gazeuse étant séparées par l’interface, - déplacement de la phase liquide du fait du deuxième système pour rapprocher, ou respectivement éloigner, l’interface de l’axe dans les espaces interstitiels et obtenir ainsi la compression, ou respectivement la détente, du gaz, le premier système recevant de la chaleur de la phase gazeuse pendant la compression, ou respectivement cédant de la chaleur à la phase gazeuse pendant la détente, - refoulement du gaz hors de la chambre, - cession de ladite chaleur par le premier système à la phase liquide après la compression, ou respectivement réception de ladite chaleur par le premier système en provenance de la phase liquide après la détente, et - évacuation de ladite chaleur hors de la phase liquide par le troisième système après ladite compression du gaz, ou respectivement fourniture de ladite chaleur à la phase liquide par le troisième système après ladite détente du gaz. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : FIG. 1 la FIG. 1 est une vue schématique d’une machine thermique comprenant deux dispositifs selon l’invention, FIG. 2 la FIG. 2 est une vue schématique, en section, de l’un des deux dispositifs représentés sur la FIG. 1 , le deuxième système de ce dispositif (permettant de déplacer le liquide) étant dans une première position (haute) par rapport au corps, dans laquelle l’interface gaz/liquide est proche de l’axe, FIG. 3 la FIG. 3 est une vue analogue à celle de la FIG. 2 , le deuxième système du dispositif étant dans une deuxième position (basse) par rapport au corps, dans laquelle l’interface est éloignée de l’axe, FIG. 4 la FIG. 4 est une vue schématique, selon l’axe, d’un des éléments du premier système du dispositif représenté sur les figures 1 à 3, FIG. 5 la FIG. 5 est une vue analogue à celle de la FIG. 4 , montrant un élément constituant une variante de l’élément représenté sur la FIG. 4 , FIG. 6 la FIG. 6 est une vue analogue à celle de la FIG. 2 , montrant un dispositif constituant une première variante du dispositif représenté sur les figures 1 à 3, FIG. 7 la FIG. 7 est une vue analogue à celle de la FIG. 2 , montrant un dispositif constituant une deuxième variante du dispositif représenté sur les figures 1 à 3, FIG. 8 la FIG. 8 est une vue analogue à celle de la FIG. 2 , montrant un dispositif constituant une troisième variante du dispositif représenté sur les figures 1 à 3, FIG. 9 la FIG. 9 est une vue analogue à celle de la FIG. 2 , montrant un dispositif constituant une quatrième variante du dispositif représenté sur les figures 1 à 3, FIG. 10 la FIG. 10 est une vue analogue à celle de la FIG. 2 , montrant un dispositif constituant une cinquième variante du dispositif représenté sur les figures 1 à 3, FIG. 11 la FIG. 11 est une vue analogue à celle de la FIG. 2 , montrant un dispositif constituant une sixième variante du dispositif représenté sur les figures 1 à 3, FIG. 12 la FIG. 12 est une vue analogue à celle de la FIG. 2 , montrant un dispositif constituant une septième variante du dispositif représenté sur les figures 1 à 3, et FIG. 13 la FIG. 13 est une vue analogue à celle de la FIG. 2 , montrant un dispositif constituant une huitième variante du dispositif représenté sur les figures 1 à 3. Machine thermique En référence à la FIG. 1 , on décrit une machine thermique 10 selon l’invention, notamment un moteur, par exemple de Stirling. Dans l’exemple, la machine thermique 10 comprend deux dispositifs 12, 14 selon l’invention, respectivement adaptés pour réaliser une compression et une détente quasi-isotherme d’un gaz. Par « quasi-isotherme », on entend au sens du présent document que, par exemple, la variation de température entre le début et la fin de la compression, pour un ratio de compression (ratio de la pression finale divisée par la pression initiale) d’au moins 1,5, est en valeur absolue inférieure à 10%, de préférence inférieure à 5,0%, et de manière encore plus préférée inférieure à 3,0% de la température absolue initiale. Dans le cas d’une détente, la variation de température entre le début et la fin de la détente, pour un ratio de détente (ratio de la pression initiale divisée par la pression finale) d’au moins 1,5, est inférieure en valeur absolue à 10%, de préférence inférieure à 5,0%, et de manière encore plus préférée inférieure à 3,0% de la température absolue initiale. En résumé : , avec : T i température initiale en K, ΔT variation de température, considérée ici en valeur absolue (sans son signe), α coefficient valant 10%, de préférence 5,0%, et de manière encore plus préférée 3,0%. En variante, la machine thermique 10 ne comprend que le dispositif 12, la détente étant réalisée par un autre dispositif (non représenté) connu en lui-même. Selon une autre variante encore, la machine thermique 10 ne comprend que le dispositif 14, la compression étant réalisée par un autre dispositif (non représenté) connu en lui-même. En variante, la machine thermique 10 n’est pas un moteur, mais une pompe à chaleur. Les deux dispositifs 12, 14 sont avantageusement analogues, aussi seul le dispositif 12 sera décrit ci-après en référence aux figures 2 à 4. Structure du dispositif de compression/détente Le dispositif 12 est adapté pour réaliser une compression, ou une détente, avantageusement quasi-isotherme, d’un gaz 16. Le dispositif 12 comprend un corps 18 définissant au moins partiellement une chambre 20 adaptée pour contenir le gaz dans au moins une phase gazeuse 22, et pour contenir une phase liquide 24 séparée de la phase gazeuse 22 par une interface 28. Dans l’exemple, la phase liquide 24 forme un anneau liquide 26, l’anneau liquide entourant la phase gazeuse 22 autour d’un axe Z du dispositif 12. « Anneau liquide » est à prendre éventuellement au sens large d’une phase liquide qui entoure continûment la phase gazeuse 22 autour de l’axe Z, et qui peut donc avoir une forme géométrique assez éloignée d’un anneau au sens courant du terme. Selon une variante non représentée, la phase liquide 24 ne forme pas un anneau liquide. Par exemple, le dispositif forme plusieurs chambres ou secteurs (non représentés) dans lesquels la phase gazeuse est séparée de phases liquides distinctes les unes des autres respectivement par des interfaces. Les phases liquides distinctes ne forment alors pas un anneau. L’axe Z, représenté vertical sur les figures, n’est pas forcément vertical par rapport au sol. Selon un mode de réalisation, l’axe Z est horizontal. Dans d’autres modes de réalisation, l’axe Z présente une orientation quelconque par rapport au sol. Le dispositif 12 comprend un premier système 30 adapté pour échanger de la chaleur successivement avec le gaz 16 et avec la phase liquide 24, et un deuxième système 32 adapté pour permettre un déplacement de la phase liquide 24 qui rapproche, ou respectivement éloigne, l’interface 28 de l’axe Z, et un troisième système 34 adapté pour évacuer ladite chaleur hors de la phase liquide 24, ou respectivement fournir ladite chaleur à la phase liquide 24. Dans l’exemple, le dispositif 12 comprend une entrée 36 et sortie 38 adaptées pour permettre respectivement une admission et un refoulement du gaz 16 entre la phase gazeuse 22 et l’extérieur du dispositif 12. Le premier système 30, et éventuellement le corps 18, est/sont destiné(s) à être entraîné(s) en rotation autour de l’axe Z par rapport à un repère local R par un ou des systèmes non représentés et connus en eux-mêmes, pour mettre en rotation la phase liquide 24 et former l’interface 28 du fait de forces centrifuges s’exerçant sur la phase liquide. Selon un mode de réalisation préféré, le premier système 30 est solidaire du corps 18, le corps 18 étant destiné à être entraîné en rotation autour de l’axe Z par rapport au repère local R. Ceci minimise la dissipation visqueuse. Selon une variante (non représentée) permettant également de minimiser la dissipation visqueuse, le premier système 30 est monté librement rotatif sur une paroi 40 du corps 18 autour de l’axe Z, le corps étant destiné à être entraîné en rotation autour de l’axe Z par rapport au repère local R. Selon une autre variante encore, le premier système 30 est monté rotatif sur la paroi 40 autour de l’axe Z, le corps 18 et le premier système 30 étant destinés à être entraînés en rotation autour de l’axe Z par rapport au repère local R à des vitesses différentes l’une de l’autre. Ces variantes comprennent éventuellement un joint d’étanchéité supplémentaire (non représenté) entre le corps 18 et le premier système 30. Selon d’autres variantes encore (non représentées), le premier système 30 est solidaire du deuxième système 32, ou bien la paroi 40 sur laquelle le premier système 30 est monté rotatif (librement ou non) appartient au deuxième système 32 et non au corps 18. Selon un mode préféré, le corps 18, le premier système 30 et le deuxième système 32 sont solidaires les uns des autres. Le corps 18 forme par exemple un cylindre 41 comportant un fond 42, et définissant une ouverture 44 opposée axialement au fond. Le premier système 30 est adapté pour recevoir la chaleur produite par la phase gazeuse 22 pendant la compression, ou respectivement pour céder de la chaleur à la phase gazeuse 22 qui a tendance à se refroidir pendant la détente, puis pour céder ladite chaleur à la phase liquide 24 après la compression, ou respectivement pour recevoir ladite chaleur de la phase liquide 24 après la détente. Avantageusement, le premier système 30 est configuré pour que tout point M de la phase gazeuse soit situé à une distance D1 du premier système, ladite distance D1 étant inférieure à 1,0 mm, de préférence inférieure à 0,25 mm. Ceci garantit un caractère quasi-isotherme à la détente ou à la compression. Le premier système 30 comprend un support 46 monté sur au moins ladite paroi 40 et s’étendant selon l’axe Z dans la chambre 20, et une pluralité d’éléments 48 s’étendant à partir du support radialement par rapport à l’axe Z. Le premier système 30 est par exemple en métal, de préférence en acier avantageusement inoxydable, ou en céramique. Le support 46 est par exemple cylindrique autour de l’axe Z, et forme avantageusement un arbre. Les éléments 48 sont successifs selon l’axe Z et définissent entre eux une pluralité d’espaces interstitiels 50 destinés à contenir au moins une partie de la phase gazeuse 22. Dans l’exemple, la paroi 40 et l’élément 48 le plus proche de la paroi forment aussi un espace interstitiel 52 qui contient éventuellement le reste de la phase gazeuse 22. Dans l’exemple, cinq éléments 48 seulement sont représentés pour simplifier les figures, mais en pratique il y a en a un plus grand nombre, avantageusement supérieur à 20, et par exemple compris entre 50 et 500. Dans l’exemple, les éléments 48, sauf le plus éloigné de la paroi 40, définissent des passages 54 entre les espaces interstitiels 50, 52 pour assurer une continuité fluidique de la phase gazeuse 22. Dit autrement, il s’agit bien d’une phase gazeuse répartie dans les espaces interstitiels 50, 52, et non de phases gazeuses séparées les unes des autres. Toutefois, il n’est pas exclu que, dans d’autres modes de réalisation (non représentés), la chambre 20 contienne d’autres phases gazeuses indépendantes de la phase gazeuse 22. Les éléments 48 s’étendent par exemple orthogonalement à l’axe Z. Les éléments 48 présentent avantageusement une forme circulaire en vue selon l’axe Z ( FIG. 4 ). Selon un mode particulier de réalisation, les éléments 48 forment des disques ou des anneaux centrés sur l’axe Z. Selon un autre mode particulier (non représenté), les éléments 48 n’entourent pas, ou pas complètement, l’axe Z. Par exemple, chacun des éléments 48 s’étend dans un secteur angulaire (non représenté) défini à partir de l’axe Z. Les éléments 48 comportent par exemple des perforations 56 formant les passages 54 entre les espaces interstitiels. Avantageusement, deux éléments successifs 48 quelconques pris parmi les éléments sont séparés par une distance D2, par exemple mesurée parallèlement à l’axe Z, comprise entre 0,05 et 2,0 mm, de préférence entre 0,05 et 0,50 mm. Ceci garantit, là encore, un caractère quasi-isotherme. Les perforations 54 sont avantageusement situées près du support 46, de façon à assurer la continuité fluidique de la phase gazeuse 22 même lorsque l’interface 28 est proche de l’axe Z. Les perforations 54 sont par exemple de dimensions 2 mm x 0,5 mm. Selon une variante représentée sur la FIG. 5 , le premier système 30 comprend des séparateurs 58 orientés radialement par rapport à l’axe Z et adaptés pour séparer au moins certains des espaces interstitiels 50 en plusieurs secteurs angulaires 60. Ces séparateurs 58 permettent de diminuer l’influence de la force de Coriolis lorsque l’interface 28 se rapproche de l’axe Z. Avantageusement, tous les espaces interstitiels 50, 52 contiennent des séparateurs 58, sauf éventuellement celui situé contre la paroi 40. Les séparateurs 58 sont par exemple fixés sur deux éléments 48 consécutifs. Le nombre de séparateurs 58 (et donc de secteurs 60) est par exemple compris entre quatre et dix dans chacun des espaces interstitiels 50, 52 concernés. Les passages 54 assurent la continuité fluidique également entre les secteurs 60. Dans l’exemple, le deuxième système 32 ne déplace pas directement la phase liquide 24, mais agit en augmentant (détente) ou en réduisant (compression) le volume de la chambre 20 accessible à la phase liquide. Le deuxième système 32 comprend par exemple un piston 62, mobile axialement dans le cylindre formé par le corps 18 entre une première position ( FIG. 2 ) et une deuxième position ( FIG. 3 ). Le deuxième système 32 est adapté pour être actionné par un système non représenté et connu en lui-même. Le deuxième système 32 est avantageusement en rotation autour de l’axe Z par rapport au repère local R à la même vitesse angulaire que le corps 18. Dans la première position, l’interface 28 est proche de l’axe Z, le piston 62 étant plus proche de la paroi 40. Dans la deuxième position, l’interface 28 est plus éloignée de l’axe Z que dans la première position mais reste dans les espaces interstitiels 50, 52, le piston 62 étant plus éloigné de la paroi 40 que dans la première position. Le troisième système 34 comprend par exemple des ailettes 64 fixées sur une surface externe 66 du corps 18 par rapport à la chambre. L’entrée 36 et la sortie 38 sont par exemple ménagées dans la paroi 40 et débouchent dans l’espace interstitiel 52. L’entrée 36 et la sortie 38 sont avantageusement équipées de valves (non représentées et connues en elles-mêmes) permettant de contrôler l’admission du gaz 16 dans la chambre 20 via l’entrée 36, et le refoulement du gaz 16 hors de la chambre 20 via la sortie 38. En variante, l’entrée 36 et la sortie 38 sont dénuées de valves, l’admission et le refoulement du gaz 16 étant contrôlés par d’autres moyens (non représentés) situés en dehors du dispositif. Le gaz 16 est par exemple de l’hélium, de l’hydrogène (H 2 ), de l’air, ou de l’azote (N 2 ), les deux gaz cités en premier étant préférés, car ils permettent un échange thermique plus rapide entre le gaz et le premier système 30. Le liquide 24 est par exemple de l’eau, une huile thermique, notamment pour des températures de fonctionnement du dispositif 12 jusqu’à 300°C, ou comprend des sels fondus, notamment des sels de nitrates et/ou nitrites de sodium et potassium, notamment pour des températures de fonctionnement jusqu’à 550 à 600°C, ou des sels d’hydroxydes et/ou de carbonates, en particulier pour des températures de fonctionnement jusqu’à 600°C, voire 700°C ou 800°C. La vitesse angulaire des parties en rotation (corps 18 et/ou premier système 30 notamment) est avantageusement choisie suffisamment élevée pour obtenir une interface 28 parfaitement stable, c’est-à-dire une absence de mélange significatif entre la phase gazeuse 22 et la phase liquide 24. L’interface 28 est par exemple de forme sensiblement cylindrique autour de l’axe Z, sauf éventuellement dans l’espace interstitiel 52 situé contre la paroi 40 si le corps 18 et le premier système 30 sont en rotation relative l’un par rapport à l’autre. Fonctionnement Le fonctionnement du dispositif 12 représenté sur les figures 1 à 3 va maintenant être décrit. Il illustre un procédé selon l’invention. Le premier système 30 et éventuellement le corps 18, est/sont entraîné(s) en rotation autour de l’axe Z par rapport au repère local R pour former l’interface 28, et dans exemple l’anneau liquide 26, dans la chambre 20, du fait des forces centrifuges (non représentées) s’exerçant sur la phase liquide 24. Ces forces centrifuges tendent à éloigner le liquide de l’axe Z. Avantageusement, un équilibre dynamique se crée. L’anneau liquide 26, s’il est présent, entoure la phase gazeuse 22 autour de l’axe Z, l’anneau liquide et la phase gazeuse formant entre eux l’interface 28. Le fonctionnement du dispositif 12 est avantageusement cyclique et définit une fréquence de fonctionnement (nombre de compressions ou de détentes réalisées par seconde). La fréquence de fonctionnement est avantageusement supérieure à 5 Hz, de préférence supérieure à 10 Hz. La fréquence de fonctionnement peut par exemple aller jusqu’à 20 Hz ou plus. La compression ou la détente sont donc rapides. Le premier système 30 est en rotation autour de l’axe Z par rapport au repère local R pour obtenir une séparation de phase entre liquide et gaz et pour permettre au dispositif 12 de travailler à une fréquence relativement élevée. Pour réaliser une compression, le deuxième système 32 est initialement dans la première position ( FIG. 2 ). Le deuxième système 32 est déplacé de la première position à la deuxième position. Dans l’exemple, le piston 62 descend. Ceci permet le déplacement de la phase liquide 24 et le gaz 16 est admis à basse pression dans la chambre 20 via l’entrée 36 dans la phase gazeuse 22, présente dans les espaces interstitiels 50, 52. L’interface 28 s’éloigne de l’axe Z dans les espaces interstitiels 50, 52 et occupe alors la position représentée sur la FIG. 3 . Le deuxième système 32 déplace ensuite le liquide 24 pour rapprocher à nouveau l’interface 28 de l’axe Z et obtenir la compression du gaz 16. Dans l’exemple, le piston 62 remonte. L’interface 28 occupe cette fois une position intermédiaire (non représentée) entre celle représentée sur la FIG. 3 et celle représentée sur la FIG. 2 . La compression génère de la chaleur dans la phase gazeuse 22. Le premier système 30 reçoit de la chaleur de la phase gazeuse 22 générée pendant la compression. Enfin, le piston achève sa remontée vers sa position haute, décrite en FIG. 2 . Le gaz 16 est alors refoulé à haute pression hors de la chambre 20 via la sortie 38. L’interface 28 se rapproche encore de l’axe Z et occupe à nouveau la position représentée sur la FIG. 2 . La phase liquide 24 remplit en partie les espaces interstitiels 50, 52. La chaleur reçue par le premier système 30 lors de l’étape précédente, est alors cédée par le premier système à la phase liquide 24 après la compression. La chaleur reçue par la phase liquide 24 est alors évacuée par le troisième système 34. A présent, pour pouvoir réaliser une détente à partir de la position de la FIG. 2 , le gaz 16 est admis à haute pression via l’entrée 36 en déplaçant la phase liquide 24 à l’aide du deuxième système 32. Dans l’exemple, le piston 62 descend. L’interface 28 passe de la position représentée sur la FIG. 2 à une position intermédiaire (non représentée) entre celles des figures 2 et 3. Une fois le gaz admis, la phase liquide 24 est déplacée davantage pour éloigner davantage l’interface 28 de l’axe Z, jusqu’à la position représentée sur la FIG. 3 , et obtenir ainsi la détente. Dans l’exemple, le piston 62 descend complètement, jusqu’à sa position représentée sur la FIG. 3 . La détente génère du froid, et le premier système 30 cède de la chaleur à la phase gazeuse 22. Puis, le gaz 16 est refoulé à basse pression via la sortie 38, alors que le deuxième système 32 déplace l’interface 28 vers l’axe Z, jusqu’à la position représentée sur la FIG. 2 . Ensuite, la phase liquide 24 cède de la chaleur au premier système 30 et cette même phase liquide 24 reçoit de la chaleur du troisième système 34. Grâce aux caractéristiques décrites ci-dessus, la phase gazeuse 22 cède rapidement de la chaleur au premier système 30 pendant la compression, ou reçoit rapidement de la chaleur du premier système 30 pendant la détente, ce qui permet une compression ou une détente quasi-isothermes. La compression et la détente sont réalisées par un rapprochement ou un éloignement rapides de l’interface 28 de l’axe Z, obtenus par un déplacement de la phase liquide 24. Le dispositif 12 est donc adapté à réaliser une compression, ou respectivement une détente, à la fois quasi-isotherme, et de manière très productive, d’un gaz. Le dispositif 12 reste en outre relativement simple à construire et d’un coût compétitif. Le dispositif 12 peut fonctionner à des niveaux de pression supérieurs ou inférieurs à la pression atmosphérique. Selon la nature du liquide 24, le dispositif 12 peut fonctionner depuis des températures basses, par exemple la température ambiante, voire entre -20°C pour des huiles thermiques et -150°C pour des gaz liquéfiés, jusqu’à des températures très élevées, par exemple de 600-800°C. Variantes En référence aux figures 6 à 13, on décrit des dispositifs 12 constituant des variantes du dispositif 12 représenté sur les figures 1 à 3. Ces dispositifs 12 sont analogues au dispositif 12 représenté sur les figures 1 à 3. Les éléments similaires portent les mêmes références numériques et ne seront pas décrits à nouveau. Seules les différences seront décrites en détail ci-après. Première variante ( FIG. 6 ) Dans la première variante, le troisième système 34 ne comprend pas les ailettes 64, mais une entrée 102 et une sortie 104 pour la phase liquide 24, la phase liquide 24 étant destinée à échanger la chaleur qu’elle reçoit du premier système 30 (compression) ou qu’elle cède au premier système (détente) en dehors du dispositif 12. L’entrée 102 et la sortie 104 sont par exemple ménagées dans le corps 18. En variante, l’entrée 102 et la sortie 104 sont par exemple ménagées dans le piston 62. Deuxième variante ( FIG. 7 ) Dans la deuxième variante, le troisième système 34 ne comprend pas les ailettes 64, mais un serpentin 106. Le serpentin 106 s’étend dans la chambre 20. Le serpentin 106 est adapté pour être en contact thermique avec la phase liquide 24, et destiné à être parcouru par un fluide caloporteur 108. Le serpentin 106 comprend par exemple une section d’entrée 110 et une section de sortie 112 située dans le piston 62. En variante (non représentée), la section d’entée 110 et la section de sortie 112 sont situées dans le corps 18. Troisième variante ( FIG. 8 ) Dans la troisième variante, le deuxième système 32 ne comprend pas uniquement un piston 62, mais un soufflet 116 ou une membrane, jointifs du piston 62, et destinés à maintenir une étanchéité entre le piston 62 et le corps 18. Quatrième variante ( FIG. 9 ) Dans la quatrième variante, le deuxième système 32 ne comprend pas le piston 62, mais une pompe hydraulique 118, éventuellement réversible en pompe/turbine. Cinquième variante ( FIG. 10 ) Dans la cinquième variante, l’entrée 36 et la sortie 38 sont remplacées par une unique entrée/sortie 120, avantageusement ménagée dans le support 46 du premier système 30 et débouchant par exemple dans le premier espace interstitiel 50 le plus proche de la paroi 40. La phase gazeuse 22 est par exemple absente entre la paroi 40 et l’élément 48 adjacent. Dit autrement, l’espace interstitiel 50 ne contient pas de gaz. Sixième variante ( FIG. 11 ) Dans la sixième variante, l’entrée 36 et la sortie 38 sont remplacées par une unique entrée/sortie 122 avantageusement ménagée dans le support 46 et débouchant dans chacun des espaces interstitiels 50. L’entrée/sortie 122 forme des passages 54 entre les espaces interstitiels 50 et assure la continuité fluidique de la phase gazeuse 22. Les perforations 56 sont alors inutiles. Septième variante ( FIG. 12 ) Dans la septième variante, l’élément 48 le plus proche de la paroi 40 présente un diamètre D3 plus important que le diamètre D4 des autres éléments 48. En effet, le premier système 30 et le corps 18 sont éventuellement en rotation relative l’un par rapport à l’autre autour de l’axe Z et l’interface 28 est susceptible de se rapprocher davantage de l’axe Z dans l’espace interstitiel 52 adjacent à la paroi 40, que dans les autres espaces interstitiels 50. En effet, la vitesse de rotation moyenne de la phase liquide 24 dans l’espace interstitiel 52 est éventuellement plus faible que dans les espaces 50 et il y a un risque que l’entrée 36 et la sortie 38 soient « noyées » (se retrouvent en contact de la phase liquide 24). Huitième variante ( FIG. 13 ) Dans la huitième variante, les éléments 48 ne sont pas orthogonaux à l’axe Z, mais inclinés. Dispositif (12) adapté pour réaliser une compression, ou respectivement une détente, d’un gaz (16), comprenant : - un corps (18) définissant au moins partiellement une chambre (20) adaptée pour contenir le gaz (16) dans au moins une phase gazeuse (22), et pour contenir une phase liquide (24) séparée de la phase gazeuse (22) par une interface (28), - un premier système (30) adapté pour échanger de la chaleur successivement avec la phase gazeuse (22) et avec la phase liquide (24), le premier système (30) comprenant un support (46) s’étendant selon un axe (Z) dans la chambre (20), et une pluralité d’éléments (48) s’étendant à partir du support (46) radialement par rapport à l’axe (Z), les éléments (48) étant successifs selon l’axe (Z) et définissant entre eux une pluralité d’espaces interstitiels (50) destinés à contenir la phase gazeuse (22), au moins le premier système (30) étant destiné à être entraîné en rotation autour de l’axe (Z) par rapport à un repère local (R) pour former l’interface (28), le premier système (30) définissant des passages (54) entre les espaces interstitiels (50) pour assurer une continuité fluidique de la phase gazeuse (22), - un deuxième système (32) adapté pour permettre un déplacement de la phase liquide (24) qui rapproche, ou respectivement éloigne, l’interface (28) de l’axe (Z) dans les espaces interstitiels (50), pour obtenir la compression, ou respectivement la détente, du gaz (16), le premier système (30) étant adapté pour recevoir ladite chaleur de la phase gazeuse (22) pendant la compression, ou respectivement céder ladite chaleur à la phase gazeuse (22) pendant la détente, puis céder ladite chaleur à la phase liquide (24) après la compression, ou respectivement recevoir ladite chaleur de la phase liquide (24) après la détente, - un troisième système (34) adapté pour évacuer ladite chaleur hors de la phase liquide (24), ou respectivement fournir ladite chaleur à la phase liquide (24), et - au moins une entrée/sortie (36, 38) adaptée pour permettre une admission et/ou un refoulement du gaz (16) entre la phase gazeuse (22) et l’extérieur du dispositif (12). Dispositif (12) selon la revendication 1, dans lequel les éléments (48) s’étendent orthogonalement à l’axe (Z). Dispositif (12) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les éléments (48) présentent une forme circulaire en vue selon l’axe (Z). Dispositif (12) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les éléments (48) comportent des perforations (56) formant au moins certains desdits passages (54). Dispositif (12) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel : - le premier système (30) est configuré pour que tout point (M) de la phase gazeuse (22) soit situé à une distance (D1) du premier système (30), ladite distance (D1) étant inférieure à 1,0 mm, de préférence inférieure à 0,25 mm ; et/ou - deux éléments (48) successifs quelconques pris parmi lesdits éléments (48) sont séparés par une distance (D2) parallèlement à l’axe (Z) comprise entre 0,05 et 2,0 mm, de préférence entre 0,05 et 0,50 mm. Dispositif (12) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le premier système (30) est solidaire du corps (18) et/ou du deuxième système (32), ou monté librement rotatif sur une paroi (40) du corps (18) ou du deuxième système (32) autour de l’axe (Z), le corps (18) étant destiné à être entraîné en rotation autour de l’axe (Z) pour former l’interface (28). Dispositif (12) selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le premier système (30) comprend des séparateurs (58) orientés radialement par rapport à l’axe (Z) et adaptés pour séparer au moins certains des espaces interstitiels (50) en plusieurs secteurs (60). Dispositif (12) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le deuxième système (32) comprend : - un piston (62), le corps (18) formant un cylindre (41) dans lequel le piston (62) est monté mobile, - un soufflet (116) ou une membrane, et/ou - une pompe hydraulique (118). Dispositif (12) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel le troisième système (34) comprend : - des ailettes (64) fixées sur une surface externe (66) du corps (18) par rapport à la chambre (20), - un serpentin (106) s’étendant dans la chambre (20), adapté pour être en contact thermique avec la phase liquide (24), et destiné à être parcouru par un fluide caloporteur (108), ou - une entrée (102) et une sortie (104) pour la phase liquide (24), la phase liquide (24) étant destinée à échanger ladite chaleur avec l’extérieur du dispositif (12). Machine thermique (10), notamment un moteur et/ou une pompe à chaleur, intégrant au moins un dispositif (12) tel que décrit par l’une quelconque des revendications 1 à 9. Procédé pour réaliser une compression, ou respectivement une détente, d’un gaz (16), comprenant les étapes suivantes : - obtention d’un dispositif (12) tel que décrit par l’une quelconque des revendications 1 à 9, ou d’une machine thermique (10) telle que décrite par la revendication 10, - entraînement en rotation au moins du premier système (30) autour de l’axe (Z) par rapport à un repère local (R) pour former l’interface (28) dans la chambre (20), - admission du gaz (16) dans la chambre (20) et obtention de la phase gazeuse (22) dans les espaces interstitiels (50, 52), la phase liquide (24) et la phase gazeuse (22) étant séparées par l’interface (28), - déplacement de la phase liquide (24) du fait du deuxième système (32) pour rapprocher, ou respectivement éloigner, l’interface (28) de l’axe (Z) dans les espaces interstitiels (50, 52) et obtenir ainsi la compression, ou respectivement la détente, du gaz (16), le premier système (30) recevant de la chaleur de la phase gazeuse (22) pendant la compression, ou respectivement cédant de la chaleur à la phase gazeuse (22) pendant la détente, - refoulement du gaz (16) hors de la chambre (20), - cession de ladite chaleur par le premier système (30) à la phase liquide (24) après la compression, ou respectivement réception de ladite chaleur par le premier système (30) en provenance de la phase liquide (24) après la détente, et - évacuation de ladite chaleur hors de la phase liquide (24) par le troisième système (34) après ladite compression du gaz (16), ou respectivement fourniture de ladite chaleur à la phase liquide (24) par le troisième système (34) après ladite détente du gaz (16).