Brevet FR3163108A1 — publié le 20251212

Titre : Machine de valorisation d’une source de chaleur basse température La présente invention concerne une machine de valorisation d’une source de chaleur basse température, comportant un circuit primaire comportant un compresseur thermique (1) relié de part et d’autre à un détendeur primaire (12), et le compresseur thermique (1) comporte au moins un module de compression (2), chaque module comportant : une chambre (3), un premier échangeur de chaleur de compresseur thermique (6), un deuxième échangeur de chaleur de compresseur thermique (7), un piston (8), un actionneur, ladite machine étant caractérisée en ce qu’elle comprend un premier échangeur de chaleur primaire (11) et un deuxième échangeur de chaleur primaire (14). Figure de l’abrégé : Figure n° 1 Machine de valorisation de chaleur basse température au CO2 supercritique La présente invention se situe dans le domaine de la valorisation de chaleur basse température. Elle concerne plus particulièrement une machine de valorisation de chaleur basse température fonctionnant au CO2 supercritique. On connait du document FR2102659 une machine de valorisation de chaleur basse température fonctionnant au CO2 supercritique. Cette machine comprend au moins un module muni d’une chambre contenant du CO2 supercritique avec une partie chaude pouvant être chauffée par une source de chaleur basse température, et une partie froide pouvant être refroidie par exemple à l’air ambiant ; le CO2 supercritique chauffé et comprimé passe par une conduite jusqu’à un détendeur qui transforme l’énergie accumulée en une énergie mécanique, qui peut ensuite être valorisée. Toutefois cette configuration n’est pas optimale, et le CO2 supercritique est souvent loin de la température optimale au moment d’arriver sur le détendeur. En outre cette machine est limitée à une transformation d’une source de chaleur basse température en une énergie mécanique, pouvant ensuite être transformée en énergie électrique. Il existe donc un besoin d'une machine de valorisation de chaleur basse température plus performante et plus polyvalente. La présente invention propose une machine capable d’améliorer les conditions de transformation de la chaleur basse température en énergie mécanique au niveau du détendeur. La présente invention propose aussi une machine capable de transformer une source de chaleur basse température, en une source de chaleur de température supérieure à celle de la source de chaleur basse température. La présente invention propose aussi une machine capable d’utiliser une source de chaleur basse température pour produire du froid. Pour ce faire elle propose une machine de valorisation d’une source de chaleur basse température, comportant un circuit primaire dans lequel peut circuler un fluide primaire supercritique, ledit circuit primaire comportant un compresseur thermique muni d’une entrée de compresseur et d’une sortie de compresseur, reliées de part et d’autre à un détendeur primaire, et le compresseur thermique comporte au moins un module de compression, chaque module comportant : une chambre configurée pour contenir ledit fluide primaire, de préférence du CO2 supercritique, et comportant une partie dite chaude et une partie dite froide, un premier échangeur de chaleur de compresseur thermique configuré pour réchauffer la partie dite chaude de la chambre à partir d’une source de chaleur qui peut être ladite source de chaleur basse température, un deuxième échangeur de chaleur de compresseur thermique configuré pour refroidir la partie dite froide de la chambre, un piston configuré pour se loger alternativement dans la partie dite chaude de sorte à déplacer le fluide primaire vers la partie dite froide, et dans la partie dite froide de sorte à déplacer le fluide primaire vers la partie dite chaude, un actionneur configuré pour assurer le déplacement du piston, Cette machine est particulière en ce qu’elle comprend un premier échangeur de chaleur primaire disposé entre la sortie de compresseur et le détendeur primaire, configuré pour augmenter la température du fluide primaire sortant par la sortie de compresseur, de préférence à partir de la source de chaleur basse température, et un deuxième échangeur de chaleur primaire disposé entre le détendeur primaire et l’entrée de compresseur, configuré pour réduire la température du fluide primaire avant son entrée dans le compresseur thermique. Grâce à ces dispositions, on peut envoyer le CO2 supercritique dans le détendeur primaire à une température proche de celle de la source de chaleur basse température, tout en choisissant librement la pression à laquelle on veut limiter le fluide primaire dans le compresseur thermique. Selon d’autres caractéristiques : ladite machine peut comporter en outre une conduite de pilotage reliant la sortie de compresseur à l’actionneur, ladite conduite de pilotage et ledit actionneur étant configurés de sorte à pouvoir utiliser pendant au moins une partie du temps la pression du fluide primaire pour actionner l’actionneur, permettant ainsi d’utiliser une partie peu efficace de l’énergie emmagasinée dans le fluide primaire pour actionner l’actionneur, et dans un mode préféré dans lequel cette source d’énergie est suffisante, de supprimer toute autre source d’énergie, et donc de supprimer aussi les composants nécessaires pour mettre en œuvre toute autre source d’énergie, le détendeur primaire peut comporter une pièce de détendeur mobile, configuré pour être mis en mouvement par l’énergie apportée par le fluide primaire, et la machine comporter en outre un compresseur secondaire muni d’au moins une pièce de compresseur mobile, et ladite pièce de compresseur est liée à ladite pièce de détendeur de façon mécanique, hydraulique ou magnétique, permettant ainsi un transfert efficace de l’énergie du détendeur primaire au compresseur secondaire, ladite machine peut comporter un circuit secondaire dans lequel peut circuler un fluide secondaire, et ledit circuit secondaire comprendre et relier dans l’ordre ledit compresseur secondaire, un premier échangeur de chaleur secondaire configuré pour fournir de la chaleur à un dispositif externe, un détendeur secondaire, un deuxième échangeur de chaleur secondaire configuré pour réchauffer le fluide secondaire, et ledit compresseur secondaire ; une telle disposition permet de fournir de la chaleur à un dispositif externe à une température supérieure à celle de la source de chaleur basse température, ladite machine peut comporter une conduite externe configurée pour transférer de la chaleur produite par ledit premier échangeur de chaleur secondaire vers ledit premier échangeur de chaleur primaire, permettant ainsi d’augmenter la température du fluide primaire au niveau du premier échangeur de chaleur primaire, le circuit secondaire peut comporter, disposé entre le détendeur secondaire et le deuxième échangeur de chaleur secondaire, un échangeur de chaleur annexe, et la machine comporter une conduite annexe reliant la sortie de compresseur et ledit échangeur de chaleur annexe, de sorte à pouvoir transférer des calories du fluide primaire au fluide secondaire, permettant ainsi d’utiliser une partie peu efficace de l’énergie emmagasinée dans le fluide primaire pour réchauffer le fluide secondaire en aval du détendeur secondaire, ledit fluide secondaire peut être le même que le fluide primaire, et le circuit secondaire être relié en sortie du premier échangeur de chaleur secondaire à la sortie du premier échangeur de chaleur primaire, et en entrée du deuxième échangeur de chaleur secondaire à l’entrée du deuxième échangeur de chaleur primaire, de sorte que le fluide secondaire, entre le premier et le deuxième échangeur de chaleur secondaire est conduit par le détendeur primaire qui fait office de détendeur secondaire ; une telle disposition permet d’augmenter la température du fluide primaire en amont du détendeur primaire, et donc d’améliorer l’efficacité de la machine ; elle permet aussi des possibilités supplémentaires de pilotage de la machine, ladite machine peut comporter une conduite supplémentaire reliant la sortie de compresseur thermique à l’entrée du deuxième échangeur de chaleur secondaire, permettant ainsi d’utiliser une partie peu efficace de l’énergie emmagasinée dans le fluide primaire pour réchauffer le fluide secondaire en aval du détendeur secondaire, et d’une manière encore plus efficace que par l’intermédiaire d’un échangeur, la chaleur pour le deuxième échangeur de chaleur secondaire peut être apportée par la source de chaleur basse température, permettant de faire fonctionner la machine sans source de chaleur noble, ou du moins de réduire au minimum les sources de chaleur nobles, ladite machine peut comporter en outre un économiseur configuré comme un échangeur de chaleur dans lequel le fluide secondaire en sortie de premier échangeur de chaleur secondaire apporte des calories au fluide secondaire avant son arrivée dans le compresseur secondaire, permettant ainsi une meilleure utilisation de la chaleur du fluide secondaire chaud. La présente invention concerne encore un procédé de pilotage d’une machine selon l’invention, ladite machine comportant au moins une paire de modules de compression (2) configurés pour que le piston (8) d’un des modules de compression (2) de la paire de modules de compression (2) soit dans la partie dite froide (5) pendant que l’autre piston (8) est dans la partie dite chaude (4), ledit procédé étant caractérisé par le fait qu’il existe des moments où les pistons (8) des deux modules de compression (2) sont dans la partie dite froide (5) en même temps. Grâce à ces dispositions, on améliore la souplesse de pilotage de la machine, ainsi que son efficacité énergétique. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui fait suite, en référence à la figure annexée : La FIG. 1 est une vue schématique d’une machine selon un premier mode de réalisation de l’invention. La FIG. 2 est une vue schématique d’une machine selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. La FIG. 3 est une vue schématique d’une machine selon un troisième mode de réalisation de l’invention. La machine représentée schématiquement à la FIG. 1 permet de valoriser une source de chaleur basse température. Il peut s’agir de condensats de turbines, de buées de séchoir, d’effluents aqueux, d’un fluide d’un circuit de refroidissement de cogénération, par exemple. Les températures T de telles sources de chaleur basse température se situent fréquemment entre 60 et 150°C. La machine selon l’invention permet aussi de valoriser des sources de chaleur de températures moyennes, typiquement jusque vers 300°C. La machine de la FIG. 1 comprend un compresseur thermique 1, qui comporte au moins deux modules de compression 2, chaque module comportant (pour éviter de surcharger le dessin, les repères ne sont indiqués que sur l’un ou l’autre des deux modules de compression 2) : une chambre 3 configurée pour contenir un fluide primaire, de préférence du CO2 supercritique, et comportant une partie dite chaude 4 et une partie dite froide 5 un premier échangeur de chaleur de compresseur thermique 6 configuré pour réchauffer la partie dite chaude 4 de la chambre 3 à partir d’une source de chaleur, qui peut être ladite source de chaleur basse température, un deuxième échangeur de chaleur de compresseur thermique 7 configuré pour refroidir la partie dite froide 5 de la chambre 3 un piston 8 configuré pour se loger alternativement dans la partie dite chaude 4 de sorte à pousser le fluide primaire vers la partie dite froide 5, et dans la partie dite froide 5 de sorte à pousser le fluide primaire vers la partie dite chaude 4 un actionneur (non représenté) configuré pour assurer le déplacement du piston 8. On peut faire fonctionner les modules de compression 2 par paires, le piston 8 de l’un des deux modules de compression 2 étant logé dans la partie dite chaude 4 lorsque le piston 8 de l’autre module de compression 2 est logé dans la partie dite froide 5, et inversement. Le compresseur thermique 1 comporte une sortie de compresseur 9, regroupant des sorties disposées au niveau de la partie chaude 4 de chacun des modules de compression 2, et permettant de laisser sortir le fluide primaire dans une conduite haute pression 10. Un premier échangeur de chaleur primaire 11 est disposé dans cette conduite haute pression 10 ; ce premier échangeur de chaleur primaire 11 est alimenté dans son circuit chaud par une source de chaleur basse température, par exemple la même source de chaleur basse température que celle qui alimente le premier échangeur de chaleur de compresseur thermique 6. Un détendeur primaire 12 est disposé en aval du premier échangeur de chaleur primaire 11. Ce détendeur primaire 12 est un détendeur mécanique dans le sens qu’il peut permettre de transformer l’énergie accumulée dans le fluide primaire en énergie mécanique. Cette énergie mécanique peut ensuite être valorisée de différentes manières, comme il sera décrit plus loin. Une conduite basse pression 13 permet de transporter le fluide primaire sortant du détendeur primaire 12 vers l’entrée du compresseur, en passant par un deuxième échangeur de chaleur primaire 14 configuré pour refroidir le fluide primaire. Dans le cas où le fluide primaire est du CO2 supercritique, la pression à son niveau bas peut rester au-dessus d’une pression proche de 73 bar, pour maintenir le CO2 dans son état supercritique à tout moment. Des dispositifs annexes bien connus de l’homme du métier permettront de garantir de ne jamais descendre en-dessous de cette pression. Selon un autre mode de réalisation, la pression basse peut descendre en dessous de la pression critique tout en restant supérieure à la pression de saturation à la température de source froide (45 bar à 10°C). Afin de garantir que seule une fraction liquide arrive au compresseur thermique le mélange diphasique peut être séparé par un séparateur liquide/gaz 19, et la partie gazeuse peut être condensée dans l'échangeur de chaleur primaire 14, ou récupérée dans un circuit secondaire. La machine selon l’invention peut fonctionner selon un procédé qui comporte les étapes suivantes : le piston 8 d’un des modules de compression 2 est disposé dans la partie froide 5 de la chambre 3, poussant le fluide primaire dans la partie chaude 4 ; le fluide primaire peut être par exemple à température de 30°C, et à une pression de 80 bar. chauffage de la partie chaude 4 de la chambre 3 par l’échange de chaleur venant de la source de chaleur basse température ; comme le volume de la partie chaude 4 est sensiblement constant, la pression monte en même temps que la température, lorsqu’une pression prédéterminée est atteinte, par exemple 200 bar, on ouvre la sortie de compresseur 9, pour laisser partir le fluide primaire dans la conduite haute pression 10, où le fluide primaire se dirige vers le premier échangeur de chaleur primaire 11 en restant à cette pression ; le premier échangeur de chaleur primaire 11 permet de monter la température du fluide primaire jusqu’à une température proche de celle de la source de chaleur basse température T, par exemple si T est à 100°C, jusqu’à 95°C, le fluide primaire arrive au détendeur primaire 12, par exemple à une température de 95°C et une pression de 200 bar, et transmet son énergie au détendeur primaire 12 ; il sort du détendeur primaire 12, par exemple à une pression de 100 bar et une température de 50°C, en parallèle la sortie du module de compression 2 a été refermée, et son entrée a été ouverte, et son piston 8 a été déplacé vers la partie chaude 4 de la chambre 3 ; l’ouverture de l’entrée peut se faire par une vanne pilotée, ou encore automatiquement grâce à une dépression créée dans le module, dépression liée à la masse de CO2 réduite en fin de cycle de chauffage ; un résidu de fluide primaire chaud s’est alors déplacé vers la partie froide 5, qui reçoit aussi du fluide primaire venant du détendeur primaire 12, refroidi par le deuxième échangeur de chaleur primaire 14 ; le deuxième échangeur de chaleur de compresseur thermique 7 permet de refroidir ce fluide primaire jusque par exemple 30°C. L’autre module fonctionne en décalage de phase avec le premier module, et chauffe et comprime le fluide primaire, puis envoie du fluide primaire chaud et comprimé dans la conduite haute pression 10 pendant que le premier module reçoit du fluide primaire de la conduite basse pression 13 et le rafraichit. Selon un mode préféré de réalisation de l’invention, pendant une partie du cycle, les deux modules de compression 2 fonctionnent en mode chauffage (piston 8 dans la partie dite froide) ; grâce à l’invention, et notamment à la présence du deuxième échangeur de chaleur primaire 14, la durée de fonctionnement en mode refroidissement (piston 8 dans la partie dite chaude) d’un module de compression 2 peut être plus courte que la durée de fonctionnement en mode chauffage, ce qui permet d’avoir des parties de cycles où les deux modules de compression 2 fonctionnent en mode chauffage ; cela donne une plus grande souplesse dans le pilotage de ce compresseur thermique 1, et une plus grande efficacité thermique. Avec une machine de l’art antérieur telle que décrite dans le document FR2102659, le fluide pouvait être à 95°C à l’ouverture de la sortie, les premières quantités de fluide arrivant au détendeur étaient donc à cette température, mais les dernières quantités de fluide du cycle arrivant au détendeur pouvaient être à environ 60°C ; la machine selon l’invention apporte ainsi un avantage significatif. La source de chaleur basse température utilisée pour le premier échangeur de chaleur primaire 11 peut être la même que celle utilisée pour le premier échangeur de chaleur de compresseur thermique 6 ; ce peut aussi être deux sources distinctes, toutes deux étant des sources de chaleur basse températures disponibles dans les températures comprises entre 60 et 150°C. On dira dans ces conditions qu’il s’agit de la même source de chaleur basse température. Pour les deuxième échangeur de chaleur de compresseur thermique 7 et deuxième échangeur de chaleur primaire 14, le fluide de refroidissement peut être l’air ambiant, ou de l’eau ou tout autre fluide adapté. L’énergie mécanique recueillie par le détendeur primaire 12 peut par exemple être transformée en électricité par un alternateur. La machine peut comporter une conduite de pilotage des modules de compression 2 dans le cas où l’actionneur est à fonctionnement hydraulique ou pneumatique ; une telle conduite de pilotage relie la partie chaude 4 d’au moins un module de compression 2 à l’actionneur, qui peut par exemple agir sur au moins un piston 8, configuré pour déplacer au moins un piston 8. En effet, après avoir ouvert la sortie dudit module et laissé partir le fluide primaire vers le détendeur primaire 12, et juste avant de déplacer le piston 8 vers la partie chaude 4, on peut prélever un peu de fluide primaire sans nuire au fonctionnement ni à l’efficacité du module de compression 2 ; le fluide primaire est alors à une pression élevée, par exemple 200 bar, et peut fournir l’énergie nécessaire à l’actionneur. Dans certains cas cette énergie est suffisante, et on peut supprimer tout autre apport d’énergie pour l’actionneur, ce qui permet de réduire le nombre de composants, et donc les coûts. Le détendeur primaire 12 peut comporter une pièce de détendeur mobile, par exemple un rotor de détendeur mobile en rotation ou encore mobile selon une combinaison d’une translation et d’une rotation, configuré pour être mise en mouvement par l’énergie apportée par le fluide primaire ; par ailleurs la machine peut comporter un compresseur secondaire 15, muni d’au moins une pièce de compresseur mobile, par exemple un rotor de compresseur mobile en rotation ; selon un mode préféré de réalisation de l’invention, ladite pièce de compresseur est liée à ladite pièce de détendeur de façon mécanique, hydraulique ou magnétique, de sorte qu’un mouvement de la pièce de détendeur mobile produit un mouvement identique de la pièce de compresseur mobile. Une telle liaison peut être réalisée par un engrenage ou une courroie, ou encore par un entrainement hydraulique ou magnétique. Selon un mode préféré de réalisation de l’invention, la pièce de compresseur est solidaire de la pièce de détendeur, de sorte à ne former qu’une seule pièce. Ainsi, le mouvement de la pièce de détendeur produit par l’énergie fournie par le fluide primaire se transmet intégralement à la pièce de compresseur, et la perte d’énergie est minimale. Selon un mode préféré de réalisation de l’invention illustré en FIG. 2 , la machine comporte un circuit secondaire, comportant ledit compresseur secondaire 15. Un tel circuit secondaire comprend aussi un premier échangeur de chaleur secondaire 16, configuré pour produire de la chaleur à une température plus élevée que celle de la source de chaleur basse température, par exemple de 150°C pour une source de chaleur basse température à 100°C. Un tel effet est particulièrement apprécié dans l’industrie, où on trouve beaucoup plus d’applications possibles d’utilisation de la chaleur d’un fluide à 150°C que d’un fluide à 100°C. La machine selon l’invention permet ainsi un fonctionnement à trois températures ; on peut l’appeler une machine tritherme. Par exemple, la première température est celle de la source de chaleur basse température, par exemple à 100°C, la deuxième température est celle de la source froide, par exemple à 20°C (l’air ambiant), et la troisième température est celle à laquelle on fournit l’énergie au niveau du premier échangeur de chaleur secondaire, par exemple 150°C. On peut disposer à la sortie du compresseur secondaire 15 un régulateur de pression ; un tel régulateur peut être réglé par exemple à 200 bar. Une machine avec des circuit primaire et secondaire peut aussi fonctionner en mode dégradé, par exemple si les conditions ambiantes ne permettent pas un fonctionnement du circuit primaire dans de bonnes conditions (condition de forte chaleur ou canicule par exemple) ; on peut alors prévoir un fonctionnement du circuit secondaire seul, en actionnant le compresseur secondaire 15 grâce à un moteur. Le circuit secondaire fonctionne alors comme une pompe à chaleur classique. Selon un mode préféré de réalisation de l’invention, le fluide secondaire est un fluide supercritique, par exemple le CO2 supercritique. On peut alors facilement régler la température de la chaleur fournie à un dispositif externe par le premier échangeur de chaleur secondaire 16. Une compression plus importante dans le compresseur secondaire 15 produit en effet une augmentation de température plus importante au niveau du premier échangeur de chaleur secondaire 16 Le circuit secondaire comprend par ailleurs un détendeur secondaire 17, et un deuxième échangeur de chaleur secondaire 18, par exemple configuré pour remonter la température du fluide secondaire après sa détente. On peut utiliser comme source de chaleur de ce deuxième échangeur de chaleur secondaire 18 la source de chaleur basse température. Le détendeur secondaire 17 peut être relié à un alternateur, en vue de produire de l’électricité. Selon un mode préféré de réalisation de l’invention, ladite machine peut comporter une conduite externe configurée pour transférer de la chaleur produite par ledit premier échangeur de chaleur secondaire 16 vers ledit premier échangeur de chaleur primaire 11. Selon un autre mode de réalisation de l’invention, on peut ajouter un échangeur de chaleur annexe dans le circuit secondaire avant le deuxième échangeur de chaleur secondaire 18, alimenté comme source de chaleur par une conduite annexe venant prélever une partie du fluide primaire dans la partie chaude 4 d’au moins un module de compression 2 sans passer par le circuit primaire ni le circuit secondaire. En effet, après avoir ouvert la sortie dudit module et laissé partir le fluide primaire vers le détendeur primaire 12, et juste avant de déplacer le piston 8 vers la partie chaude 4, on peut prélever un peu de fluide primaire sans nuire au fonctionnement ni à l’efficacité du module de compression 2 ; le fluide primaire est alors à une température un peu inférieure à celle de la source de chaleur basse température, mais elle peut apporter un peu de chaleur au fluide secondaire après sa détente dans le détendeur secondaire 17 et avant son réchauffement complémentaire dans le deuxième échangeur de chaleur secondaire 18. Selon un mode préféré de réalisation de l’invention, le fluide primaire et le fluide secondaire sont le même fluide, par exemple du CO2 supercritique. On peut alors prévoir, comme illustré en FIG. 3 , que le circuit secondaire est relié en sortie du premier échangeur de chaleur secondaire 16 à la sortie du premier échangeur de chaleur primaire 11, et en entrée du deuxième échangeur de chaleur secondaire 18 à l’entrée du deuxième échangeur de chaleur primaire 14, de sorte que le fluide caloporteur, entre le premier et le deuxième échangeur de chaleur secondaire 18 est conduit par le détendeur primaire 12 qui fait office de détendeur secondaire. Ceci présente l’avantage suivant : le fluide caloporteur sortant du premier échangeur de chaleur secondaire 16 se trouve encore à une température assez élevée ; par exemple de 130°C, pour une production de chaud à 150°C. A 130°C il est encore bien plus chaud que le fluide primaire à la sortie du premier échangeur de chaleur primaire 11, qui est par exemple à 95°C. On obtient ainsi une fluide primaire arrivant au détendeur primaire 12 à une température intermédiaire, par exemple de 110°C. On obtient ainsi une quantité augmentée de travail au détendeur primaire 12. Le fluide primaire en sortie de détendeur est alors réparti entre le deuxième échangeur de chaleur primaire 14, où il est refroidi avant d’arriver au compresseur thermique 1, et le deuxième échangeur de chaleur secondaire 18, où il est réchauffé avant d’arriver au compresseur secondaire 15. Dans une telle configuration, la variante décrite ci-dessus avec le ‘échangeur de chaleur annexe peut être remplacée par une liaison directe, permettant à une partie du fluide primaire venant de la partie chaude 4 d’au moins un module de compression 2 d’être injectée directement dans le circuit secondaire avant le deuxième échangeur de chaleur secondaire 18 ; ainsi la température du fluide secondaire remonte déjà un peu, avant d’entrer dans le deuxième échangeur de chaleur secondaire 18. Selon un mode préféré de réalisation de l’invention, la machine peut comporter en outre un économiseur configuré comme un échangeur de chaleur dans lequel le fluide secondaire en sortie de premier échangeur de chaleur secondaire 16 apporte des calories au fluide secondaire avant son arrivée dans le compresseur secondaire 15, permettant ainsi une meilleure utilisation de la chaleur du fluide secondaire chaud. Bien que la description ci-dessus se base sur des modes de réalisation particuliers, elle n’est nullement limitative de la portée de l’invention, et des modifications peuvent être apportées, notamment par substitution d’équivalents techniques ou par combinaison différente de tout ou partie des caractéristiques développées ci-dessus. Machine de valorisation d’une source de chaleur basse température, comportant un circuit primaire dans lequel peut circuler un fluide primaire supercritique, ledit circuit primaire comportant un compresseur thermique (1) muni d’une entrée de compresseur et d’une sortie de compresseur (9), reliées de part et d’autre à un détendeur primaire (12), et le compresseur thermique (1) comporte au moins un module de compression (2), chaque module comportant : une chambre (3) configurée pour contenir ledit fluide primaire, de préférence du CO2 supercritique, et comportant une partie dite chaude (4) et une partie dite froide (5), un premier échangeur de chaleur de compresseur thermique (6) configuré pour réchauffer la partie dite chaude (4) de la chambre (3) à partir d’une source de chaleur qui peut être ladite source de chaleur basse température, un deuxième échangeur de chaleur de compresseur thermique (7) configuré pour refroidir la partie dite froide (5) de la chambre (3), un piston (8) configuré pour se loger alternativement dans la partie dite chaude (4) de sorte à déplacer le fluide primaire vers la partie dite froide (5), et dans la partie dite froide (5) de sorte à déplacer le fluide primaire vers la partie dite chaude (4), un actionneur configuré pour assurer le déplacement du piston (8), ladite machine étant caractérisée en ce qu’elle comprend un premier échangeur de chaleur primaire (11) disposé entre la sortie de compresseur (9) et le détendeur primaire (12), configuré pour augmenter la température du fluide primaire sortant par la sortie de compresseur (9), de préférence à partir de la source de chaleur basse température, et un deuxième échangeur de chaleur primaire (14) disposé entre le détendeur primaire (12) et l’entrée de compresseur, configuré pour réduire la température du fluide primaire avant son entrée dans le compresseur thermique (1). Machine selon la revendication précédente, comportant en outre une conduite de pilotage reliant la sortie de compresseur (9) à l’actionneur, ladite conduite de pilotage et ledit actionneur étant configurés de sorte à pouvoir utiliser pendant au moins une partie du temps la pression du fluide primaire pour actionner l’actionneur. Machine selon l’une des revendications précédentes dans laquelle le détendeur primaire (12) comporte une pièce de détendeur mobile, configuré pour être mis en mouvement par l’énergie apportée par le fluide primaire, et la machine comporte en outre un compresseur secondaire (15) muni d’au moins une pièce de compresseur mobile, et ladite pièce de compresseur est liée à ladite pièce de détendeur de façon mécanique, hydraulique ou magnétique. Machine selon la revendication précédente, comportant un circuit secondaire dans lequel peut circuler un fluide secondaire, et ledit circuit secondaire comprend et relie dans l’ordre ledit compresseur secondaire (15), un premier échangeur de chaleur secondaire (16) configuré pour fournir de la chaleur à un dispositif externe, un détendeur secondaire (17), un deuxième échangeur de chaleur secondaire (18) configuré pour réchauffer le fluide secondaire, et ledit compresseur secondaire (15). Machine selon la revendication précédente, comportant une conduite externe configurée pour transférer de la chaleur produite par ledit premier échangeur de chaleur secondaire (16) vers ledit premier échangeur de chaleur primaire (11). Machine selon la revendication précédente, dans laquelle le circuit secondaire comporte, disposé entre le détendeur secondaire (17) et le deuxième échangeur de chaleur secondaire (18), un échangeur de chaleur annexe, et la machine comporte une conduite annexe reliant la sortie de compresseur (9) et ledit échangeur de chaleur annexe, de sorte à pouvoir transférer des calories du fluide primaire au fluide secondaire. Machine selon l’une des revendications 4 à 6, dans laquelle ledit fluide secondaire est le même que le fluide primaire, et le circuit secondaire est relié en sortie du premier échangeur de chaleur secondaire (16) à la sortie du premier échangeur de chaleur primaire (11), et en entrée du deuxième échangeur de chaleur secondaire (18) à l’entrée du deuxième échangeur de chaleur primaire (14), de sorte que le fluide secondaire, entre le premier et le deuxième échangeur de chaleur secondaire (18) est conduit par le détendeur primaire (12) qui fait office de détendeur secondaire. Machine selon la revendication 4 à 7, comportant une conduite supplémentaire reliant la sortie de compresseur (9) à l’entrée du deuxième échangeur de chaleur secondaire (18). Machine selon l’une des revendications 4 à 8, dans laquelle la chaleur pour le deuxième échangeur de chaleur secondaire (18) est apportée par la source de chaleur basse température. Machine selon l’une des revendications 4 à 9, comportant en outre un économiseur configuré comme un échangeur de chaleur dans lequel le fluide secondaire en sortie de premier échangeur de chaleur secondaire (16) apporte des calories au fluide secondaire avant son arrivée dans le compresseur secondaire (15), permettant ainsi une meilleure utilisation de la chaleur du fluide secondaire chaud. Procédé de pilotage d’une machine selon l’une des revendications précédentes, ladite machine comportant au moins une paire de modules de compression (2) configurés pour que le piston (8) d’un des modules de compression (2) de la paire de modules de compression (2) soit dans la partie dite froide (5) pendant que l’autre piston (8) est dans la partie dite chaude (4), ledit procédé étant caractérisé par le fait qu’il existe des moments où les pistons (8) des deux modules de compression (2) sont dans la partie dite froide (5) en même temps.