Brevet FR3156165A1 — publié le 20250606

L’invention concerne un dispositif de production d’électricité comportant un turbogénérateur (100) à cycle IRReGT à étages basse pression (151) et haute pression (152) séparés, un premier échangeur refroidisseur (105) pour refroidir un flux gazeux entre des compresseurs basse pression (101) et haute pression (102), un récupérateur de chaleur (106) entre le compresseur haute pression (102) et une chambre de combustion haute pression (107) entraînant une turbine haute pression (103) alimentant une chambre de combustion basse pression (108) entraînant une turbine basse pression (104), ce turbogénérateur (100) utilisant de l’ammoniac comme fluide de travail dans un circuit fermé entre le premier échangeur refroidisseur (105) et le récupérateur de chaleur (106) et utilisant de l'ammoniac comme combustible pour la production d'électricité. Figure 6 DISPOSITIF DE PRODUCTION D’ELECTRICITE COMPORTANT UN TURBOGENERATEUR A CYCLE IRReGT L’invention porte sur un dispositif de production d’électricité comportant au moins un turbogénérateur à cycle IRReGT à récupération et à refroidissement intermédiaire et réchauffe intermédiaire, ledit turbogénérateur étant une turbomachine à double étage à récupération et à refroidissement intermédiaire, avec un étage basse pression et un étage haute pression séparés, ledit turbogénérateur comportant un compresseur basse pression lié à une turbine basse pression par un arbre basse pression, un compresseur haute pression lié à une turbine haute pression par un arbre haute pression, au moins un premier échangeur refroidisseur agencé pour refroidir le flux gazeux entre ledit compresseur basse pression et ledit compresseur haute pression, un récupérateur de chaleur entre ledit compresseur haute pression et une chambre de combustion haute pression agencée pour entraîner ladite turbine haute pression laquelle alimente une chambre de combustion basse pression entraînant ladite turbine basse pression. L’invention concerne encore un véhicule automobile électrique ou hybride comportant au moins un tel dispositif de production d’électricité. L’invention concerne encore un système stationnaire comportant au moins un tel dispositif de production d’électricité. L’invention concerne les domaines des turbogénérateurs, des turbines à gaz, des micro-turbines, et l’application optimisée de différents cycles thermodynamiques, cycle Brayton, cycle turbine à gaz, ainsi que l’intégration de turbines électrifiées dites « e-turbines ». Les convertisseurs d’énergie de type turbine à gaz sont largement étudiés actuellement comme prolongateur d’autonomie dans les véhicules hybrides série. Un tel convertisseur opère en mode APU (Auxiliary Power Unit) ou unité de puissance auxiliaire, où son rôle est de recharger les batteries d’un véhicule électrique ou hybride. Il est ainsi mécaniquement découplé de la chaîne de traction et fonctionne ainsi sur son point de rendement maximal. Plusieurs cycles sont en cours d’investigation, et notamment parmi eux les cycles récupératifs simples (RGT = Recuperative Gas Turbine), et aussi les cycles IRReGT (Intercooled Recuperative Gas Turbine). Le cycle turbine à gaz avec échangeur refroidisseur, récupérateur et reheat (Intercooled Regenerative Reheat Gas Turbine IRReGT), à récupération et à refroidissement intermédiaire et réchauffe intermédiaire, est un cycle à fort potentiel, en particulier et non limitativement pour les applications automobiles. Ce cycle permet d’atteindre un rendement très important, et aussi une densité de puissance très élevée (travail net spécifique élevé), comme le montre la comparaison entre turbine à gaz simple dite GT, cycle avec récupérateur dit RGT, cycle avec échangeur refroidisseur et récupérateur IRGT et le IRReGT, où on constate la prépondérance du cycle IRReGT en termes de rendement et de travail net spécifique. L’échangeur refroidisseur est alimenté en gaz ou liquide provenant d’un circuit caloporteur et agencé pour refroidir les gaz entre un premier compresseur basse pression et un deuxième compresseur haute pression Notons que le cycle RGT nécessite une chambre de combustion, tandis que le cycle IRReGT nécessite deux chambres de combustion. L’installation de la chambre de combustion dans le récupérateur permet de gagner en intégration. Il s’agit ici de développer une turbomachine moins coûteuse et moins encombrante que celles de l’art antérieur, et en réduisant ou en évitant complètement les rejets carbonés. Un inconvénient des turbomachines est leur fort dimensionnement, qui est inévitable si on utilise l’air ambiant et un carburant carboné, car cela nécessite un circuit entre l’échangeur refroidisseur et le récupérateur où la taille des composants, notamment l’échangeur refroidisseur et le récupérateur, est énorme, ce qui pose un important problème d’intégration pour une application dans un véhicule, où l’espace disponible est toujours limité. Pour s’affranchir de ce problème, l’invention propose l’utilisation d’un autre fluide de travail, en particulier de l’ammoniac, dans un circuit fermé entre l’échangeur refroidisseur et le récupérateur, et avec un réservoir additionnel, notamment un réservoir d’ammoniac qui est rempli d’ammoniac. Ainsi, dans une forme préférée, l’invention consiste à proposer un turbogénérateur opérant suivant le cycle thermodynamique IRReGT Intercooled Recuperative Reheat Gas Turbine, avec un circuit de travail fermé entre l’échangeur refroidisseur et le récupérateur fonctionnant à l’ammoniac, et avec un réservoir d’ammoniac, qui est prévu pour être injecté dans la chambre de combustion en tant que combustible décarboné. Le cycle de travail entre l’échangeur et le compresseur basse pression est fermé. Avantageusement, le fluide de travail dans le circuit de travail fermé est de l’ammoniac, qui a une chaleur spécifique à pression constante Cp plus importante que l’air, et de ce fait ce choix permet de réduire la taille de l’échangeur. On rajoute également un réservoir d’ammoniac à bord. Ce réservoir est séparé du circuit de travail à l’ammoniac. L’ammoniac contenu dans ce réservoir sert à être injecté dans la chambre de combustion et donc constitue un carburant décarboné. Par ailleurs, on remarque que la mise en œuvre d’un cycle IRReGT se fait en général avec un dispositif comportant deux machines électriques. L’utilisation de deux machines électriques, et par conséquence l’utilisation de deux électroniques de puissance, complexifie le système et le rend coûteux. Il est donc intéressant de rechercher des solutions mettant en œuvre une machine électrique unique. Une alternative connue consiste à mettre en ligne les deux e-turbomachines (chacune comportant compresseur + turbine + machine électrique), avec un étage basse pression et un étage haute pression comme dans un réacteur d’avion. Mais dans ce cas, l’arbre de la turbomachine devient long, et il y a des entrées/sorties chaudes des deux côtés, ce qui limite cette solution à des applications industrielles statiques, ou à des véhicules poids lourds. Cette configuration alignée présente en effet certains inconvénients: l’arbre qui relie le compresseur basse pression à la turbine haute pression est long ce qui engendre des problèmes de vibrations à haut régime, la machine est encombrante, il faut assurer une étanchéité à haute pression au niveau de l’entrée du compresseur haute pression car le flux est comprimé à 3 bars, ainsi qu’une étanchéité à haute pression et haute température au niveau de la sortie de la turbine haute pression, une étanchéité à haute pression et haute température au niveau de l’entrée de la turbine basse pression, et les composants récupérateur et échangeur refroidisseur sont volumineux car le circuit entre eux est ouvert et il y a de l’air qui passe (donc moins efficace) pour les échanges thermiques. Aussi, l’invention se propose de mettre au point une turbomachine fonctionnant à l’ammoniac, en particulier fonctionnant selon un cycle IRReGT, comportant une seule machine électrique couplée à au moins deux turbines, voire davantage si on a un cycle nécessitant plus de deux étages. Cette proposition est valable pour toute turbomachine comprenant au moins une turbine (RGT, RReGT, IRGT, IRReGT). Ainsi, dans une forme préférée, l’invention consiste à proposer un turbogénérateur opérant avec de l’ammoniac suivant le cycle thermodynamique IRReGT Intercooled Recuperative Reheat Gas Turbine, avec une seule machine électrique couplée à au moins deux turbines de détente, lesquelles turbines de détente permettent de récupérer l’excès de puissance généré par chaque turbocompresseur (compresseur + turbine). La technologie du turbogénérateur proposée est très prometteuse pour remplacer le moteur thermique à combustion interne dans les chaînes de traction fortement électrifié, notamment pour les véhicules PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicles) à architecture hybride série (Series Hybrid Electric Vehicules). Cette technologie promet les avantages suivants : faible niveau d’émissions, faible niveau de bruit, absence de vibrations, maintenance très réduite (limitée au changement de filtre à huile). L’invention propose une architecture de machine à double ou triple étage, fonctionnant à l’ammoniac, avec uniquement une seule machine électrique couplée aux turbines de détente. Avec cette conception spécifique, on peut réduire la complexité du système, améliorer l’intégration et notamment réduire le volume, réduire le volume de l’échangeur, réduire le coût du système grâce à l’emploi d’une seule machine électrique avec un seul onduleur et une seule électronique de puissance, et accéder à zéro émission de CO 2 grâce à l’utilisation de l’ammoniac qui ne contient pas de carbone. Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un dispositif de production d’électricité comportant au moins un turbogénérateur à cycle IRReGT à récupération et à refroidissement intermédiaire et réchauffe intermédiaire, le turbogénérateur étant une turbomachine à double étage à récupération et à refroidissement intermédiaire, avec un étage basse pression et un étage haute pression séparés, le turbogénérateur comportant un compresseur basse pression lié à une turbine basse pression par un arbre basse pression, un compresseur haute pression lié à une turbine haute pression par un arbre haute pression, au moins un premier échangeur refroidisseur agencé pour refroidir le flux gazeux entre le compresseur basse pression et le compresseur haute pression, un récupérateur de chaleur entre le compresseur haute pression et une chambre de combustion haute pression agencée pour entraîner la turbine haute pression laquelle alimente une chambre de combustion basse pression entraînant la turbine basse pression. Selon l’invention, le turbogénérateur utilise un fluide de travail constitué par de l’ammoniac dans un circuit fermé entre le premier échangeur refroidisseur et le récupérateur de chaleur et utilise de l'ammoniac comme combustible pour sa combustion en vue de la production d'électricité. Grâce à l’invention, on évite les rejets carbonés, et on réduit drastiquement le volume du dispositif de production d’électricité selon l’invention. Plus particulièrement, le turbogénérateur comporte un réservoir d’ammoniac, séparé du circuit de travail à l’ammoniac et agencé pour l’injection d’ammoniac au travers d’un circuit d’injection de l’ammoniac, dans la chambre de combustion basse pression et dans la chambre de combustion haute pression. On évite ainsi tout rejet carboné, et on réduit le volume de l’équipement. Plus particulièrement, le turbogénérateur comporte un condenseur sur le circuit retour entre le récupérateur de chaleur et le compresseur basse pression pour l’ammoniac. Grâce à ce condenseur sur le circuit retour entre le récupérateur de chaleur et le compresseur basse pression pour l’ammoniac, on fait circuler l’ammoniac dans ce circuit de travail fermé, ce qui permet ainsi réduire la dimension de tous les échangeurs. Plus particulièrement, le turbogénérateur comporte une machine électrique unique entraînée par au moins une turbine supplémentaire entraînée par un flux gazeux issu de la turbine basse pression ou par un flux gazeux issu de la turbine haute pression. Ainsi on économise une machine électrique. Plus particulièrement, le turbogénérateur comporte une machine électrique unique entraînée par une turbine de détente amont entraînée par un flux gazeux issu de la turbine haute pression, et par une turbine de détente aval entraînée par un flux gazeux issu de la turbine basse pression. Cet agencement ne nécessite que l’ajout de deux turbines, de coût très inférieur à celui de la deuxième machine électrique que l’invention permet de supprimer. Plus particulièrement encore, la puissance de la turbine basse pression est égale à la puissance du compresseur basse pression, la puissance excédentaire étant récupérée sur la turbine de détente aval, et la puissance de la turbine haute pression est égale à la puissance du compresseur haute pression, la puissance excédentaire étant récupérée sur la turbine de détente amont. Le rendement est ainsi optimisé. Plus particulièrement, le turbogénérateur comporte un troisième étage de très haute pression avec un compresseur très haute pression entraîné par une turbine très haute pression via un arbre très haute pression, un deuxième échangeur entre le compresseur haute pression et le compresseur très haute pression, une chambre de combustion supplémentaire entre la turbine de détente aval et la turbine basse pression alimentée en ammoniac par le réservoir d’ammoniac, et une turbine supplémentaire couplée à la turbine de détente aval et alimentée par la turbine basse pression. Le rendement est ainsi encore amélioré. L’invention concerne encore un véhicule automobile électrique ou hybride comportant au moins un tel dispositif de production d’électricité. Ainsi on dispose d’un dispositif de prolongation d’autonomie de coût de revient maîtrisé, de faible encombrement, et sans rejet carboné avec de l’ammoniac comme fluide de combustion. L’invention concerne encore un système stationnaire comportant au moins un tel dispositif de production d’électricité. Ainsi on dispose d’un dispositif de production d’énergie de coût de revient maîtrisé, de faible encombrement, compact et apte à être mis en œuvre facilement sur des chantiers ou des opérations humanitaires ou autres, et sans rejet carboné. L’invention sera davantage détaillée par la description de modes de réalisation non limitatifs, et sur la base des figures annexées illustrant des variantes de l’invention, dans lesquelles : FIG. 1 illustre schématiquement un système utilisateur incorporant un dispositif de génération d’électricité selon l’invention, dans une première variante où ce système utilisateur est stationnaire; FIG. 2 illustre schématiquement un système utilisateur incorporant un dispositif de génération d’électricité selon l’invention, dans une deuxième variante où ce système utilisateur est mobile, en particulier un véhicule automobile électrique ou hybride; FIG. 3 illustre schématiquement l’architecture d’un turbogénérateur à double étage à cycle thermodynamique IRReGT, où l’étage basse pression et l’étage haute pression sont sur le même axe de rotation; FIG. 4 illustre schématiquement l’architecture d’un turbogénérateur à double étage à cycle thermodynamique IRReGT, l’étage basse pression et l’étage haute pression étant séparés, et comportant, respectivement, une machine électrique basse pression et une machine électrique haute pression; FIG. 5 illustre schématiquement une évolution du système illustré en FIG. 4 , selon l’invention, consistant dans la mise en circuit fermé du fluide traversant les compresseurs et les turbines, pour l’utilisation d’un nouveau fluide de travail, en particulier l’ammoniac, dans ce circuit fermé, et avec la suppression du filtre à air; FIG. 6 illustre schématiquement un perfectionnement du turbogénérateur de FIG. 5 , avec l’ajout d’un réservoir additionnel de fluide de travail, qui, plus particulièrement, alimente les chambres de combustion basse pression et haute pression, et l’ajout d’un condenseur sur le circuit retour entre le récupérateur de chaleur et le compresseur basse pression; FIG. 7 illustre schématiquement une caractéristique additionnelle de l’invention, appliquée au turbogénérateur à double étage à cycle thermodynamique IRReGT représenté en FIG. 4 , qui est modifié par la suppression de la machine électrique basse pression de l’étage basse pression et de la machine électrique haute pression de l’étage haute pression, et par l’insertion de deux turbines, une turbine de détente amont et une turbine de détente aval. La turbine de détente amont est entraînée par le flux gazeux issu de la turbine haute pression, en aval de la chambre de combustion haute pression, et le flux de gaz sortant de la turbine de détente amont alimente la chambre de combustion basse pression, pour l’entraînement de la turbine basse pression. Tandis que le flux gazeux de la turbine basse pression entraîne la turbine de détente aval, en aval de laquelle le flux gazeux traverse un échangeur lié au récupérateur de chaleur avant de retourner au compresseur basse pression. La turbine de détente amont et la turbine de détente aval sont associées à une machine électrique unique, qui est désormais la seule que comporte le turbogénérateur; FIG. 8 illustre schématiquement un turbogénérateur combinant l’invention illustrée en FIG. 6 et la caractéristique additionnelle illustrée en FIG. 7 : c’est un turbogénérateur comportant un circuit fermé d’ammoniac, et une machine électrique unique; FIG. 9 illustre schématiquement un turbogénérateur combiné selon FIG. 8 et comportant un troisième étage. Il est illustré en FIG. 1 un système utilisateur 1000 incorporant un dispositif de génération d’électricité selon l’invention, dans une première variante où ce système utilisateur est stationnaire. Le dispositif de génération d’électricité est un dispositif autonome qui comporte au moins un convertisseur d’énergie de type turbine à gaz, qui est à cycle IRReGT, et comporte au moins un turbogénérateur 100 à récupération et à refroidissement intermédiaire. Cet au moins un turbogénérateur 100 est notamment alimenté par un réservoir de carburant 7000, et est agencé pour le rechargement en énergie d’au moins un pack batterie 2000 d’une installation industrielle ou similaire, ou/et pour l’alimentation d’au moins un moteur électrique d’une installation industrielle comportant le système de production d’électricité 1000, ou de tout autre organe consommateur d’énergie électrique. La notion d’ «installation industrielle» est à prendre au sens large, car un des avantages de l’invention réside dans le très faible encombrement que peut occuper le système de production d’électricité 1000: par exemple des applications domestiques, agricoles, artisanales, ou autres, sont susceptibles de mettre en œuvre l’invention, et notamment partout où la fourniture d’énergie électrique est trop faible, trop chère, ou encore inexistante. Il est illustré en FIG. 2 un système utilisateur 5000 incorporant un dispositif de génération d’électricité selon l’invention, dans une deuxième variante où ce système utilisateur 5000 est mobile, notamment un véhicule automobile électrique ou hybride, ici un véhicule automobile électrique à batterie, qui comporte au moins un pack batterie 2000 pour l’alimentation d’un moteur de traction électrique, cet au moins un pack batterie 2000 étant en particulier et non limitativement logé sous un plancher ou sous un coffre que comporte ce véhicule automobile électrique 1000. Ce système utilisateur 1000 comporte un dispositif de génération d’électricité selon l’invention, qui comporte au moins une turbomachine qui est alimentée par un réservoir de carburant 7000. Dans la deuxième variante de FIG. 2 , cette au moins une turbomachine est agencée pour le rechargement en énergie de cet au moins un pack batterie 2000. Avantageusement, cette turbomachine est à cycle IRReGT et comporte au moins un turbogénérateur 100 à récupération et à refroidissement intermédiaire. L’art antérieur est illustré par FIG. 3 et FIG. 4 , où ce dispositif de génération d’électricité comporte un turbogénérateur à deux étages, et, de façon préférée en raison de son bon rendement, au moins une telle turbomachine comporte un turbogénérateur 100 qui est une micro-turbine opérant avec un carburant liquide ou gazeux, à double étage à récupération et à refroidissement intermédiaire. L’innovation est avantageusement appliquée à un convertisseur d’énergie type turbogénérateur à cycle thermodynamique «intercooled recuperative reheat gas turbine» (IRReGT), c’est-à-dire à turbogénérateur à récupération et à refroidissement intermédiaire. Par rapport à un cycle RGT (Recuperative Gas Turbine / Cycle turbine simple), le turbogénérateur opère selon le cycle IRReGT, c’est une machine à double étage permettant d’atteindre un rendement plus élevé, et une densité de puissance plus importante. Si le cycle RGT (Recuperative gas turbine), aussi applicable à l’invention, nécessite une seule chambre de combustion, le cycle IRReGT nécessite deux chambres de combustion, tel que visible en FIG. 3 et FIG. 4 , mais son rendement est bien supérieur à celui d’un cycle RGT. Plus particulièrement, dans le cas où le fluide de travail est de l’air, au moins une telle turbomachine comporte un turbogénérateur 100 lequel comporte au moins un filtre à air 109, un premier turbocompresseur électrifié 151 pour un étage basse pression comportant un compresseur basse pression 101, une turbine basse pression 104, et une première machine électrique 121 équipée d’un premier onduleur, un deuxième turbocompresseur électrifié 152 pour un étage haute pression comportant un compresseur haute pression 102, une turbine haute pression 103, et une deuxième machine électrique 122 équipée d’un deuxième onduleur, au moins un récupérateur de chaleur 106 par échange thermique entre l’air et les gaz d’échappement, au moins un premier échangeur refroidisseur 105 dit intercooler (refroidisseur), alimenté en air ambiant et agencé pour refroidir l’air entre ce compresseur basse pression 101 et ce compresseur haute pression 102 à travers un circuit caloporteur avec l’eau ou l’air ou autre fluide comme réfrigérant. Les gaz d’échappement sont guidés vers l’extérieur par au moins une conduite d’échappement. Plus particulièrement encore, en sortie du compresseur haute pression 102, un tel récupérateur de chaleur 106 est intercalé avant l’entrée des gaz dans une chambre de combustion HP 107 laquelle est agencée pour entraîner la turbine haute pression 103, et une chambre de combustion BP 108 est intercalée entre la turbine haute pression 103 et la turbine basse pression 104, et est agencée pour entraîner la turbine basse pression 104. FIG. 3 montre un turbogénérateur IRReGT 100, dans le cas particulier d’une machine coaxiale, où des arbres coaxiaux 110 relient chacun un compresseur et une turbine, respectivement basse pression (BP): compresseur BP 101 et turbine BP 104, et haute pression (HP): compresseur HP 102 et turbine HP 103. Un premier échangeur refroidisseur 105, alimenté en air ambiant ou un autre fluide caloporteur comme l’eau ou autre, refroidit l’air entre le compresseur BP 101 et le compresseur HP 102. En sortie du compresseur HP 102 un récupérateur 106 est intercalé avant l’entrée dans une chambre de combustion HP 107 laquelle entraîne la turbine HP 103. L’objectif du récupérateur 106 est d’augmenter la température d’air en entrée de la chambre de combustion HP 107 en préchauffant l’air. Une chambre de combustion BP 108 est intercalée entre la turbine HP 103 et la turbine BP 104, pour alimenter cette dernière. L’encombrement important d’une telle machine coaxiale incite à mettre en œuvre une machine à étages séparés, beaucoup plus compacte. Les difficultés exposées plus haut, relatives à une mise en ligne des deux e-turbomachines (chacune comportant compresseur + turbine + machine électrique) poussent à découpler les deux turbomachines et avoir deux spools séparés (on appelle spool un ensemble comportant compresseur + machine électrique + turbine), selon FIG. 3 . Un spool basse pression BP comporte un compresseur BP, une machine électrique BP et une turbine BP. Un spool haute pression HP comporte un compresseur HP, une machine électrique HP, et une turbine HP. Ce cycle IRReGT nécessite alors deux machines électriques : une première machine électrique 121 équipée d’un premier onduleur, et une deuxième machine électrique 122 équipée d’un deuxième onduleur, et donc deux cartes d’électronique de puissance, ce qui augmente le prix de la machine. FIG. 4 montre ainsi un turbogénérateur IRReGT 100, dans le cas particulier d’une machine avec deux étages séparés : un étage basse pression 151 (ci-après BP) et un étage haute pression 152 haute pression (ci-après HP). Dans l’étage basse pression 151, un premier arbre 111 relie un compresseur BP 101 (qui reçoit l’air via un filtre à air 109) et une turbine BP 104. Dans l’étage haute pression 152, un deuxième arbre 112 relie un compresseur HP 102 et une turbine HP 103. Un premier échangeur refroidisseur 105, alimenté en air ambiant, refroidit l’air entre le compresseur BP 101 et le compresseur HP 102. En sortie du compresseur HP 102 un récupérateur de chaleur 106 est intercalé avant l’entrée dans une chambre de combustion HP 107 laquelle entraîne la turbine HP 103. Une chambre de combustion BP 108 est intercalée entre la turbine HP 103 et la turbine BP 104, pour alimenter cette dernière, les gaz sortant au travers du récupérateur de chaleur 106. Dans cette variante, l’étage basse pression 151 et l’étage haute pression 152 sont séparés, ce qui convient bien à l’implantation dans un volume réduit, et permet de réduire l’encombrement des tuyauteries nécessaires pour le convoyage des différents fluides. Et la modularité de ce turbogénérateur permet de positionner ses composants en différents endroits selon l’espace disponible. L’invention s’attache à mettre au point une solution permettant d’éviter les rejets carbonés, en utilisant un fluide de travail non carboné. FIG. 5 illustre schématiquement le principe de l’évolution, propre à la présente invention, du système illustré en FIG. 4 , avec la fermeture du circuit entre le récupérateur 106 et le compresseur BP 101, le remplacement de l’air par un autre fluide de travail, dans un circuit fermé entre le premier échangeur refroidisseur 105 et le récupérateur 106, et donc la suppression du filtre à air 109. Avantageusement on choisit l’ammoniac comme tel fluide de travail. FIG. 6 illustre un perfectionnement du turbogénérateur de FIG. 5 , avec l’ajout d’un réservoir additionnel de fluide de travail, notamment un réservoir d’ammoniac 210, qui, plus particulièrement, alimente les chambres de combustion basse pression 108 et haute pression 107. Plus particulièrement on ajoute un condenseur 201 sur le circuit retour entre le récupérateur de chaleur 106 et le compresseur basse pression 101 pour l’ammoniac, et on fait circuler l’ammoniac dans ce circuit de travail fermé, ce qui permet ainsi réduire la dimension de tous les échangeurs (récupérateur 106, premier échangeur refroidisseur 105). Plus particulièrement on rajoute un circuit d’injection de l’ammoniac, pour son injection dans la chambre de combustion basse pression 108 et/ou la chambre de combustion haute pression 107. Avantageusement, un catalyseur peut être rajouté à la sortie de chaque chambre de combustion pour traiter les émissions de NOx (NO, NO2 en particulier) à la sortie de la combustion d’ammoniac dans les chambres de combustion. Un tel catalyseur, non représenté sur les figures, peut être rajouté à la sortie de chaque chambre de combustion, basse pression et haute pression, pour traiter les émissions de Nox, notamment NO et NO2, qui sortent suite à la combustion d’ammoniac dans les chambres de combustion. Ce catalyseur peut comporter du tungstène W, ou de l’oxyde tungstène W2O3, ou du vanadium V, ou de l’oxyde de vanadium V2O5, ou similaire, et notamment sur support en oxyde de titane TiO2, et permet une réduction catalytique sélective des oxydes d’azote. L’ammoniac peut être stocké sous forme de gaz NH3, ou obtenu à partir d’urée CO(NH2)2, ou encore d’une solution aqueuse d’urée AUS 32 (à 32,5% d’urée dans de l’eau distillée), ou d’une solution aqueuse d’urée de type « Ad Blue® » facilement disponible en station-service pour les moteurs Diesel. Il est facile de rajouter, sur un système utilisateur stationnaire, ou sur un système utilisateur embarqué comme un véhicule automobile, un réservoir rempli d’ammoniac avec un circuit d’injection de l’ammoniac dans la chambre de combustion basse pression et/ou la chambre de combustion haute pression. Cette deuxième caractéristique de l’invention permet une réduction drastique du volume des échangeurs, et par conséquent de l’ensemble de la turbomachine. Toutefois subsiste le problème du coût des deux machines électriques et de leur équipement. Une caractéristique additionnelle de l’invention consiste à mettre au point une solution permettant de se limiter à une machine électrique unique. FIG. 7 illustre cette caractéristique additionnelle de l’invention, appliquée au turbogénérateur à double étage à cycle thermodynamique IRReGT représenté en FIG. 4 , qui est modifié par la suppression de la machine électrique basse pression 121 de l’étage basse pression 151, et de la machine électrique haute pression 122 de l’étage haute pression 152, et par l’insertion de deux turbines supplémentaires de détente, une turbine de détente amont 130 et une turbine de détente aval 140. La turbine de détente amont 130 est entraînée par le flux gazeux issu de la turbine haute pression 103, en aval de la chambre de combustion haute pression 107, et le flux de gaz sortant de la turbine de détente amont 130 alimente la chambre de combustion basse pression 108, pour l’entraînement de la turbine basse pression 104. Le flux gazeux de la turbine basse pression 104 entraîne la turbine de détente aval 140, en aval de laquelle le flux gazeux traverse un échangeur lié au récupérateur de chaleur 106; dans une variante avantageuse visible en FIG. 8 , détaillée plus loin, cet échangeur alimente le compresseur basse pression 101 en circuit fermé. La turbine de détente amont 130 et la turbine de détente aval 140 sont ainsi associées à une machine électrique unique 120, qui est désormais la seule que comporte le turbogénérateur 100. Le premier turbocompresseur basse pression 151 (spool basse pression) est dimensionné de façon que la puissance de la turbine basse pression 104 est égale à la puissance du compresseur basse pression 101. La puissance excédentaire (restante non récupérée), sera récupérée sur la turbine de détente aval 140. De même, on va proposer un spool haute pression comportant le compresseur haute pression 102 et la turbine haute pression 103. La puissance de la turbine haute pression 103 est égale à la puissance du compresseur haute pression 102. L’excès de puissance sera récupéré par la turbine de détente amont 130. Ainsi un troisième spool comporte la machine électrique unique 120, la turbine de détente amont 130, et la turbine de détente aval 140. En faisant ainsi, on peut proposer un cycle avec une seule machine électrique, une seule électronique de puissance et un seul onduleur. Ce circuit comporte certes deux turbines supplémentaires de détente, la turbine de détente amont 130, et la turbine de détente aval 140, mais le coût de chaque turbine est faible comparé à celui de l’électronique de puissance, ce qui permet de réduire le coût de revient du système. La récupération de puissance en sortie de l’étage haute pression 152 est avantageuse. Thermodynamiquement le système selon l’invention permet ainsi d’opérer sur le point de maximum de rendement ou le point de maximum de travail net spécifique. On propose ainsi un cycle IRReGT avec une seule machine électrique tout en gardant des spools séparés. Pour ce faire, on utilise avantageusement deux turbocompresseurs sans machine électrique. Ainsi cette caractéristique additionnelle de l’invention permet l’économie d’une machine électrique. Les caractéristiques de l’invention sont parfaitement compatibles entre elles, et leurs avantages se cumulent. FIG. 8 illustre un tel turbogénérateur combinant l’invention présentée en FIG. 5 et la caractéristique additionnelle de l’invention, dans sa variante la plus achevée présentée en FIG. 7 : c’est un turbogénérateur 100 comportant un circuit fermé d’ammoniac, et une machine électrique unique 120. Dans cette réalisation avantageuse, visible en FIG. 8 , la machine électrique unique 120 est encadrée par deux turbines, une turbine de détente amont 130 et une turbine de détente aval 140. La turbine de détente amont 130 est entraînée par le flux gazeux issu de la turbine haute pression 103, en aval de la chambre de combustion haute pression 107, et le flux de gaz sortant de la turbine de détente amont 130 alimente la chambre de combustion basse pression 108, pour l’entraînement de la turbine basse pression 104. Cette turbine basse pression 104 entraîne, d’une part la turbine de détente aval 140, et d’autre part par l’arbre basse pression 111 le compresseur basse pression 101. Le flux gazeux issu du compresseur basse pression 101 traverse le premier échangeur refroidisseur 105 avant de pénétrer dans le compresseur haute pression 102 entraîné par la turbine haute pression 103 au moyen de l’arbre haute pression 112. Le flux gazeux issu du compresseur haute pression 102 parvient au récupérateur 106, qui coopère avec un échangeur traversé par le flux gazeux issu de la turbine de détente aval 140, cet échangeur alimentant à son tour le condenseur d’ammoniac 201 qui alimente le compresseur basse pression 101. Le réservoir d’ammoniac 210 alimente quant à lui un circuit d’injection basse pression qui alimente la chambre de combustion basse pression 108, et/ou un circuit d’injection haute pression qui alimente la chambre de combustion haute pression 107; la variante préférée en FIG. 8 comporte à la fois un circuit d’injection basse pression et un circuit d’injection haute pression. La fermeture du circuit entre le récupérateur et le compresseur basse pression, la suppression du filtre à air, et le rajout d’un condenseur pour l’ammoniac, et la circulation de l’ammoniac dans ce circuit de travail fermé permettent de réduire les dimensions des échangeurs (récupérateur, premier échangeur refroidisseur). L’innovation proposée peut être appliquée sur un convertisseur d’énergie type turbogénérateur à cycle thermodynamique comportant un double étage, de type intercooled recuperative reheat gas turbine (IRReGT) ou tout autre cycle thermodynamique comportant plus d’étages de compression et de détente. L’innovation porte surtout sur l’aspect de l’utilisation d’une seule machine électrique couplée aux turbines. Cela permet de gagner en coût et complexité. Une variante, visible en FIG. 9 , concerne un turbogénérateur combiné 100 selon FIG. 8 , qui constitue une machine à triple étage avec le même principe. Ce turbogénérateur 100 comporte un troisième étage de très haute pression avec un compresseur très haute pression 202 entraîné par une turbine très haute pression 203, via un arbre très haute pression 212. Un deuxième échangeur 205 est interposé entre le compresseur haute pression 102 et le compresseur très haute pression 202. Une chambre de combustion supplémentaire 160 est interposée entre la turbine de détente aval 140 et la turbine basse pression 104, et est alimentée en ammoniac depuis le réservoir d’ammoniac 210 par un circuit d’injection d’ammoniac. Une turbine supplémentaire 150 est couplée à la turbine de détente aval 140, elle est alimentée par la turbine basse pression 104, et c’est son flux gazeux qui parvient à l’échangeur couplé avec le récupérateur 106. La seule machine électrique reste la machine électrique unique 120. Les avantages techniques de l’invention sont nombreux: réduction du coût du système (une seule machine électrique, un seul onduleur, une seule électronique de puissance), possibilité de positionner le composant de production de puissance à différents endroits d’un véhicule dans le volume fonctionnel disponible, réduction des dimensions des composants, fermeture du circuit, suppression du filtre à air, utilisation de l’ammoniac comme fluide de travail dans un circuit fermé avec ajout d’un réservoir avec de l’ammoniac à bord du véhicule, utilisation d’ammoniac dans les chambres de combustion, absence d’émission de CO 2 . L’invention procure en particulier un avantage intéressant en termes de volume occupé, car on arrive à intégrer le turbogénérateur à la place du pack batterie sans impacter l’architecture du véhicule. Le principe de l’invention est utilisable pour différents types de turbomachines ou de machines de compression et de détente. Notamment pour des technologies de compresseurs/turbines de type : Scroll, engrenage, vis, turbomachines radiales, turbomachines axiales, pistons. La fermeture du circuit et l’ajout de l’ammoniac permettent de réduire notablement la taille des échangeurs, de baisser leur coût, et d’utiliser l’ammoniac également comme un combustible décarboné. Le fait d’utiliser une seule machine électrique permet de réduire le coût total du système turbogénérateur en réduisant le coût de l’onduleur, de l’électronique de puissance et de la machine électrique. Cela procure aussi un impact environnemental positif, en raison de la moindre utilisation de ressources/matériaux. Un tel convertisseur à base de turbogénérateur est une solution low cost pour hybrider la batterie d’un véhicule automobile électrique ou hybride, offrant une longue autonomie avec un carburant bio-fuel à faible impact environnemental. Cette solution permet de garder les avantages des véhicules électriques: agrément de conduite, maintenance très réduite, faible niveau de bruit, tout en augmentant l’autonomie et en réduisant le coût. En somme, l’invention présente un intérêt technique économique. En effet, elle permet de proposer un convertisseur à faible coût qui peut s’intégrer facilement dans un véhicule électrique pour hybrider sa batterie et proposer un véhicule à forte autonomie, faible coût et faible impact environnemental. Dispositif de production d’électricité comportant au moins un turbogénérateur (100) à cycle IRReGT à récupération et à refroidissement intermédiaire et réchauffe intermédiaire, ledit turbogénérateur (100) étant une turbomachine à double étage à récupération et à refroidissement intermédiaire, avec un étage basse pression (151) et un étage haute pression (152) séparés, ledit turbogénérateur (100) comportant un compresseur basse pression (101) lié à une turbine basse pression (104) par un arbre basse pression (111), un compresseur haute pression (102) lié à une turbine haute pression (103) par un arbre haute pression (112), au moins un premier échangeur refroidisseur (105) agencé pour refroidir le flux gazeux entre ledit compresseur basse pression (101) et ledit compresseur haute pression (102), un récupérateur de chaleur (106) entre ledit compresseur haute pression (102) et une chambre de combustion haute pression (107) agencée pour entraîner ladite turbine haute pression (103) laquelle alimente une chambre de combustion basse pression (108) entraînant ladite turbine basse pression (104), caractérisé en ce que ledit turbogénérateur (100) utilise un fluide de travail constitué par de l’ammoniac dans un circuit fermé entre ledit premier échangeur refroidisseur (105) et ledit récupérateur de chaleur (106) et utilise de l'ammoniac comme combustible pour sa combustion en vue de la production d'électricité. Dispositif de production d’électricité selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit turbogénérateur (100) comporte un réservoir d’ammoniac (210), séparé du circuit de travail à l’ammoniac et agencé pour l’injection d’ammoniac au travers d’un circuit d’injection de l’ammoniac, dans ladite chambre de combustion basse pression (108) et dans ladite chambre de combustion haute pression (107). Dispositif de production d’électricité selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que ledit turbogénérateur (100) comporte un condenseur (201) sur le circuit retour entre ledit récupérateur de chaleur (106) et ledit compresseur basse pression (101) pour l’ammoniac. Dispositif de production d’électricité selon l’une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que ledit turbogénérateur (100) comporte une machine électrique unique (120) entraînée par au moins une turbine supplémentaire (130; 140) entraînée par un flux gazeux issu de ladite turbine basse pression (104) ou par un flux gazeux issu de ladite turbine haute pression (103). Dispositif de production d’électricité selon la revendication 4 caractérisé en ce que ledit turbogénérateur (100) comporte une machine électrique unique (120) entraînée par une turbine de détente amont (130) entraînée par un flux gazeux issu de ladite turbine haute pression (103), et par une turbine de détente aval (140) entraînée par un flux gazeux issu de ladite turbine basse pression (104). Dispositif de production d’électricité selon la revendication 5 caractérisé en ce que la puissance de la turbine basse pression (104) est égale à la puissance dudit compresseur basse pression (101), la puissance excédentaire étant récupérée sur ladite turbine de détente aval (140), et en ce que la puissance de ladite turbine haute pression (103) est égale à la puissance dudit compresseur haute pression (102), la puissance excédentaire étant récupérée sur ladite turbine de détente amont (130). Dispositif de production d’électricité selon les revendications 2 et 5 caractérisé en ce que ledit turbogénérateur (100) comporte un troisième étage de très haute pression avec un compresseur très haute pression (202) entraîné par une turbine très haute pression (203) via un arbre très haute pression (212), un deuxième échangeur (205) entre ledit compresseur haute pression (102) et ledit compresseur très haute pression (202), une chambre de combustion supplémentaire (160) entre ladite turbine de détente aval (140) et ladite turbine basse pression (104) alimentée en ammoniac par ledit réservoir d’ammoniac (210), et une turbine supplémentaire (150) couplée à ladite turbine de détente aval (140) et alimentée par ladite turbine basse pression (104). Véhicule automobile électrique ou hybride (5000) comportant au moins un dispositif de production d’électricité selon une des revendications 1 à 7. Système stationnaire (1000) comportant au moins un dispositif de production d’électricité selon une des revendications 1 à 7.