Brevet FR3154353A1 — publié le 20250425

L’invention concerne un véhicule automobile électrique, comportant un pack batterie et un prolongateur d’autonomie comportant un turbogénérateur (100) à cycle IRReGT à récupération et refroidissement intermédiaire, à double étage, comportant un premier compresseur (101) et une première turbine (104) liés par un arbre basse pression (111), un deuxième compresseur (102) et une deuxième turbine (103) liés par un arbre haute pression (112), un échangeur intercooler (105) agencé pour refroidir l’air entre le premier compresseur (101) et le deuxième compresseur (102), et une boucle de récupération thermique, agencée pour récupérer de l’énergie, au niveau dudit échangeur intercooler (105) ou/et des paliers (P) desdits arbre basse pression (111) et arbre haute pression (112), ou/et au niveau d’un récupérateur de chaleur (106), notamment une boucle de récupération thermique fonctionne selon un cycle de Rankine organique ORC ou vapeur SRC. Figure de l’abrégé : [Fig.10] VEHICULE AUTOMOBILE ELECTRIQUE COMPORTANT UN DISPOSITIF DE PROLONGATION D’AUTONOMIE COMPORTANT UN TURBOGENERATEUR L’invention porte sur un véhicule automobile électrique comportant au moins un pack batterie pour l’alimentation d’un moteur de traction électrique, et comportant un dispositif de prolongation d’autonomie qui comporte au moins un turbogénérateur à cycle IRReGT à récupération et à refroidissement intermédiaire et réchauffe intermédiaire et qui est alimenté par un réservoir de carburant et qui est agencé pour le rechargement en énergie dudit au moins un pack batterie et/ou pour l’alimentation d’au moins un moteur de traction électrique. La recherche d’autonomie pour les véhicules hybrides électriques, ou électriques, est une préoccupation constant des constructeurs, et il est difficile de réussir un compromis entre autonomie, masse du véhicule, sécurité d’emploi, coût de fabrication, et coût d’acquisition et d’exploitation pour l’utilisateur. Les convertisseurs d’énergie de type turbine à gaz sont une solution intéressante en tant que prolongateur d’autonomie dans les véhicules hybrides série. Un tel convertisseur opère en mode APU (Auxiliary Power Unit : unité de puissance auxiliaire) où son rôle est de recharger les batteries d’un véhicule électrique. Il est ainsi mécaniquement découplé de la chaîne de traction, et fonctionne ainsi sur son point de rendement maximal. Il est possible d’envisager plusieurs variantes de cycles thermodynamiques convenables pour cette application. On connaît les cycles récupératifs simples (RGT = Recuperative Gas Turbine), et aussi les cycles IRReGT (Intercooled Recuperative Gas Turbine), c’est-à-dire à turbogénérateur à récupération et à refroidissement intermédiaire et réchauffe intermédiaire. Le cycle turbine à gaz avec intercooler, récupérateur et réchauffeur (Intercooled Regenerative Reheat Gas Turbine IRReGT) est un cycle à fort potentiel pour les applications automobiles. Ce cycle permet d’atteindre un rendement très important mais aussi une densité de puissance très élevée (travail net spécifique élevé), supérieure à celle obtenue avec une turbine à gaz simple GT (Simple Gas Turbine), ou avec un cycle avec récupérateur RGT (Recuperative Gas Turbine), ou même un cycle avec intercooler et récupérateur IRGT (Intercooled Recuperative Gas Turbine), avec un rendement et un travail net spécifique nettement supérieurs, notamment à différentes températures de fonctionnement, par exemple 950°C, 1100°C, 1250°C. Le cycle RGT nécessite une chambre de combustion tandis que le cycle IRReGT nécessite deux chambres de combustion, une sur un circuit basse pression, et l’autre sur un circuit haute pression. Le cycle IRReGT nécessite aussi l’implantation d’un échangeur intercooler, alimenté en air ambiant ou en eau provenant d’un circuit caloporteur et agencé pour refroidir l’air entre un premier compresseur basse pression et un deuxième compresseur haute pression. L’objectif de la présente invention est d’optimiser le rendement énergétique d’un tel turbogénérateur, et de pallier le problème des rejets thermiques liés à un cycle IRReGT, en proposant de récupérer, partout où c’est possible, de l’énergie thermique pour la transformer en énergie électrique réutilisable. Pour atteindre cet objectif, l’invention propose un véhicule automobile électrique comportant au moins un pack batterie pour l’alimentation d’un moteur de traction électrique, et comportant un dispositif de prolongation d’autonomie qui comporte au moins un turbogénérateur à cycle IRReGT à récupération et à refroidissement intermédiaire et réchauffe intermédiaire et qui est alimenté par un réservoir de carburant et qui est agencé pour le rechargement en énergie dudit au moins un pack batterie et/ou pour l’alimentation d’au moins un moteur de traction électrique. Selon l’invention, ledit au moins un turbogénérateur est une turbomachine à double étage à récupération et à refroidissement intermédiaire, comportant un premier compresseur basse pression lié à une première turbine basse pression par un arbre basse pression, et un deuxième compresseur haute pression lié à une deuxième turbine haute pression par un arbre haute pression, et au moins un échangeur intercooler, alimenté en air ambiant ou en eau provenant d’un circuit caloporteur et agencé pour refroidir l’air entre ledit premier compresseur basse pression et ledit deuxième compresseur haute pression, et ledit au moins un turbogénérateur comporte au moins une boucle de récupération thermique, qui est agencée pour récupérer de l’énergie, au niveau dudit échangeur intercooler ou/et au niveau des paliers de guidage dudit arbre basse pression et dudit arbre haute pression, ou/et au niveau d’un récupérateur de chaleur que comporte ledit au moins un turbogénérateur en sortie dudit deuxième compresseur haute pression et avant l’entrée des gaz dans une première chambre de combustion agencée pour entraîner ladite deuxième turbine haute pression, ladite première turbine basse pression étant entraînée par une deuxième chambre de combustion intercalée entre ladite deuxième turbine haute pression et ladite première turbine basse pression. Grâce à l’invention, les principales pertes énergétiques sont converties en des sources d’énergie utilisables à bord du véhicule. Avantageusement, au moins une dite boucle de récupération thermique fonctionne selon un cycle de Rankine organique ORC (Organic Rankine Cycle en anglais) ou selon un cycle de Rankine vapeur SRC (Steam Rankine Cycle en anglais). Il est ainsi possible d’améliorer le rendement global du turbogénérateur. Avantageusement, ledit au moins un turbogénérateur comporte au moins un filtre à air, un premier turbocompresseur électrifié pour un étage basse pression comportant ledit premier compresseur basse pression et ladite première turbine basse pression sur ledit arbre basse pression, et une première machine électrique équipée d’un premier onduleur, un deuxième turbocompresseur électrifié pour un étage haute pression comportant ledit deuxième compresseur haute pression et ladite deuxième turbine haute pression sur ledit arbre haute pression et une deuxième machine électrique équipée d’un deuxième onduleur, au moins un dit récupérateur de chaleur par échange thermique entre l’air et les gaz d’échappement, au moins un dit échangeur intercooler, alimenté en air ambiant ou en eau provenant d’un circuit caloporteur et agencé pour refroidir l’air entre ledit premier compresseur basse pression et ledit deuxième compresseur haute pression. On met ainsi en œuvre des composants éprouvés et faciles à approvisionner. Avantageusement, au moins une dite boucle de récupération thermique est une première boucle de récupération thermique d’échange thermique avec un échangeur intercooler que comporte ledit au moins un turbogénérateur, et forme un circuit de circulation en boucle fermée d’un premier fluide caloporteur, et comporte un premier échangeur de chaleur avec l’air ambiant, une première pompe de circulation agencée pour commander la circulation dudit premier fluide caloporteur, et un échangeur annexe de chaleur avec l’air ambiant couplé audit échangeur intercooler. Là encore, une telle boucle de récupération utilise des composants du négoce, qui ne nécessitent pas de développement particulier. Avantageusement, dans ladite première boucle, en sortie dudit échangeur annexe de chaleur avec l’air ambiant ledit premier fluide caloporteur traverse une deuxième machine électrique que comporte ledit au moins un turbogénérateur dans un étage haute pression, puis un deuxième onduleur associé à ladite deuxième machine électrique, avant de rejoindre une première machine électrique que comporte ledit au moins un turbogénérateur dans un étage basse pression, puis un premier onduleur associé à ladite première machine électrique, avant d’échanger successivement de la chaleur avec chacun des paliers d’un premier arbre basse pression puis d’un deuxième arbre haute pression, que comporte ledit au moins un turbogénérateur, avant le retour audit premier échangeur de chaleur avec l’air ambiant. Le sens de circulation tient compte de la capacité des paliers à tolérer des températures plus élevées que les autres composants. Avantageusement, au moins une dite boucle de récupération thermique est une deuxième boucle qui comporte un deuxième échangeur de chaleur avec l’air ambiant et une deuxième première pompe de circulation agencée pour commander la traversée successive, par un deuxième fluide caloporteur, d’une deuxième machine électrique que comporte ledit au moins un turbogénérateur dans un étage haute pression, puis un deuxième onduleur associé à ladite deuxième machine électrique, avant de rejoindre une première machine électrique que comporte ledit au moins un turbogénérateur dans un étage basse pression, puis un premier onduleur associé à ladite première machine électrique, avant d’échanger successivement de la chaleur avec chacun des paliers d’un premier arbre basse pression puis d’un deuxième arbre haute pression, que comporte ledit au moins un turbogénérateur, avant le retour audit deuxième échangeur de chaleur avec l’air ambiant. On augmente ainsi les capacités d’échange thermique, au prix d’un circuit très simple. Avantageusement, au moins une dite boucle de récupération thermique est une boucle ORC qui fonctionne en boucle fermée selon un cycle de Rankine organique, et dans laquelle circule un fluide caloporteur organique, et qui comporte un condenseur, une pompe, un premier évaporateur couplé avec ledit premier échangeur de chaleur avec l’air ambiant, un deuxième évaporateur couplé audit deuxième échangeur de chaleur avec l’air ambiant, et un expandeur agencé pour détendre le fluide de haute pression à basse pression en entraînant une génératrice de production d'énergie électrique. Le couplage de la boucle ORC permet d’améliorer le rendement électrique du turbogénérateur et de diminuer la consommation de carburant. Plus particulièrement, ladite boucle ORC comporte un troisième évaporateur, traversé par le fluide caloporteur après ledit deuxième évaporateur puis ledit premier évaporateur, lequel troisième évaporateur est couplé avec un troisième échangeur de chaleur avec l’air ambiant, sur le circuit des gaz en sortie dudit récupérateur de chaleur, le circuit de ladite boucle ORC rejoignant ledit expandeur après la traversée dudit troisième évaporateur. On récupère ainsi une partie de l’énergie contenue dans les gaz d’échappement. Avantageusement, au moins une dite boucle de récupération thermique est une boucle SRC qui fonctionne en boucle fermée selon un cycle de Rankine vapeur, et dans laquelle circule un fluide à l’état vapeur, ladite boucle SRC comportant, dans le sens du flux du fluide caloporteur, un condenseur de vapeur, une pompe SRC, un évaporateur vapeur lié à un échangeur sur le circuit de sortie des gaz d’échappement en aval dudit récupérateur de chaleur, et un expandeur vapeur associé à une génératrice vapeur. Le cycle Rankine vapeur est approprié aux échanges thermiques avec des fluides à température élevée. Avantageusement, pour récupérer l’énergie sur le condenseur, ledit condenseur vapeur de ladite boucle SRC est couplé avec ledit évaporateur de ladite boucle ORC. On utilise ainsi le passage du fluide caloporteur de la boucle ORC dans le condenseur de vapeur pour récupérer encore de l’énergie. 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 véhicule automobile selon l’invention ; FIG. 2 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 ; 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, similaire à FIG. 2 , l’étage basse pression et l’étage haute pression étant séparés, avec un échangeur de chaleur associé à un récupérateur en sortie de chambre de combustion, et où les différentes grosses flèches symbolisent des pertes thermiques, au niveau des paliers des arbres de turbines et compresseurs, au niveau des onduleurs aussi dits inverters, au niveau des machines électriques, au niveau de l’échangeur intercooler, et au niveau de l’échappement; FIG. 5 illustre schématiquement une première variante de l’invention, comportant l’ajout d’une première boucle de récupération thermique au turbogénérateur. Cette première boucle comporte un circuit séparé, avec un premier échangeur de chaleur avec l’air ambiant, une première pompe de circulation, et un échangeur annexe de chaleur avec l’air ambiant couplé à l’échangeur intercooler, le circuit traverse les machines électriques, les onduleurs, et les paliers des arbres de turbines et compresseurs ; FIG. 6 illustre schématiquement une autre variante, où une première boucle ne concerne que l’échange avec l’échangeur intercooler, le circuit une deuxième boucle comportant un deuxième échangeur de chaleur avec l’air ambiant et une deuxième première pompe de circulation, cette deuxième boucle le circuit traverse les machines électriques, les onduleurs, et les paliers des arbres de turbines et compresseurs ; FIG. 7 illustre schématiquement une autre variante, construite sur la base du circuit représenté en FIG. 6 , et qui comporte une boucle ORC fonctionnant en boucle fermée selon un cycle de Rankine organique, et qui comporte un condenseur, une pompe, un premier évaporateur couplé au premier échangeur de chaleur avec l’air ambiant, et un deuxième évaporateur couplé au deuxième échangeur de chaleur avec l’air ambiant, et un expandeur associé à une génératrice ; FIG. 8 illustre schématiquement une variante alternative à celle de FIG. 7 illustre schématiquement une autre variante, construite sur la base du circuit représenté en FIG. 6 , et qui comporte une boucle ORC fonctionnant en boucle fermée selon un cycle de Rankine organique, mais dont la liaison entre les évaporateurs et l’expandeur est effectuée par un circuit particulier comportant un troisième évaporateur lié à un échangeur sur le circuit des gaz en sortie du récupérateur de chaleur ; FIG. 9 illustre schématiquement une autre variante, construite sur la base du circuit représenté en FIG. 6 , et qui comporte, outre la boucle ORC, une boucle SRC selon un cycle Rankine vapeur, comportant un condenseur de vapeur, une pompe SRC, un évaporateur vapeur lié à l’échangeur sur le circuit de sortie des gaz d’échappement en aval du récupérateur de chaleur, et un expandeur vapeur associé à une génératrice ; FIG. 10 illustre une autre variante sur la base des circuits représentés en FIG. 8 et en FIG. 9 , dans laquelle on récupère l’énergie sur le condenseur. Il est illustré schématiquement en FIG. 1 un véhicule automobile électrique 1000 à batterie, comportant un dispositif de prolongation d’autonomie, selon l’invention. Un tel véhicule automobile électrique 1000 comporte au moins un pack batterie 2000 pour l’alimentation d’un moteur de traction électrique. Non limitativement, ce pack batterie 2000 est logé sous un plancher ou sous un coffre que comporte ce véhicule automobile électrique 1000. Ce véhicule automobile électrique 1000 comporte un dispositif de prolongation d’autonomie 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 de cet au moins un pack batterie 2000, ou/et pour l’alimentation d’au moins un moteur de traction électrique du véhicule 1000. Notamment le turbogénérateur 100, illustré en FIG. 2 , est une micro-turbomachine opérant avec un carburant liquide ou un gaz, à double étage à récupération et à refroidissement intermédiaire. Selon l’invention, au moins un turbogénérateur 100 est un turbogénérateur à deux étages, qui comporte des moyens agencés pour réduire sensiblement les rejets thermiques au niveau de l’échangeur intercooler, de l’échappement, des machines électriques, des paliers, et des onduleurs liés aux machines électriques qu’il comporte. A cet effet, le dispositif comporte l’ajout d’au moins une boucle de récupération thermique au turbogénérateur 100. Dans une mise en œuvre avantageuse, ce turbogénérateur à deux étages est couplé à au moins un système de récupération thermique fonctionnant selon un cycle de Rankine. Tel que visible en FIG. 2 et en FIG. 3 , plus particulièrement, un tel turbogénérateur 100 comporte au moins un filtre à air 109, un premier turbocompresseur électrifié 151 pour un étage basse pression comportant un premier compresseur basse pression 101, une première turbine basse pression 104, un arbre basse pression 111, et une première machine électrique 121 équipée d’un premier onduleur 1210, un deuxième turbocompresseur électrifié 152 pour un étage haute pression comportant un deuxième compresseur haute pression 102, une deuxième turbine haute pression 103, un arbre haute pression 112, et une deuxième machine électrique 122 équipée d’un deuxième onduleur 1220, au moins un récupérateur de chaleur 106 par échange thermique entre l’air et les gaz d’échappement, au moins un échangeur 105, dit intercooler (refroidisseur), alimenté en air ambiant ou un autre fluide caloporteur comme l’eau ou autre, provenant d’un circuit caloporteur, et agencé pour refroidir l’air entre ce premier compresseur basse pression 101 et ce deuxième 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 deuxième compresseur haute pression 102, un tel récupérateur de chaleur 106 est intercalé avant l’entrée des gaz dans une première chambre de combustion 107 laquelle est agencée pour entraîner la deuxième turbine haute pression 103, et une deuxième chambre de combustion 108 est intercalée entre la deuxième turbine haute pression 103 et la première turbine basse pression 104, et est agencée pour entraîner la première turbine basse pression 104. FIG. 2 montre un tel turbogénérateur IRReGT 100, dans le cas particulier d’une machine comportant un étage basse pression (ci-après BP) et un étage haute pression (ci-après HP) séparés, ce qui convient bien à l’implantation dans un véhicule de tourisme, 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. FIG. 3 montre un autre turbogénérateur IRReGT 100, dans le cas particulier d’une machine coaxiale, où des arbres coaxiaux 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, cette variante à architecture en ligne convient bien à un véhicule utilitaire. La technologie du turbogénérateur 100 proposée est très avantageuse pour remplacer le moteur thermique à combustion interne dans les chaînes de traction fortement électrifiées, notamment pour les véhicules PHEV (Plug-in Hybrid Electric Vehicles) à architecture hybride série (Series Hybrid Electric Vehicules). Cette technologie procure promet les avantages suivants : faible niveau d’émissions, faible niveau de bruit, absence de vibrations, maintenance allégée (réduite au changement de filtre à huile), et capacité de fonctionner avec plusieurs types de fuels ou carburants. L’invention se propose de coupler le système turbogénérateur 100 avec une boucle de récupération thermique de type Rankine. Ce couplage permet d’améliorer le rendement électrique global du système turbogénérateur, de profiter des rejets thermiques dans les différentes branches pour transformer une partie de la thermique en travail, et de créer une architecture thermique innovante, permettant de profiter de ces rejets thermiques pour assurer les besoins énergétiques du véhicule. L’invention peut notamment être appliquée sur un convertisseur d’énergie type turbogénérateur à cycle thermodynamique comportant un double étage, de type intercooled recuperative reheat gas turbine (IRReGT). La présente description concerne essentiellement la partie architecture thermodynamique du turbogénérateur, avec son intégration au niveau de l’architecture thermique du véhicule. Les rejets thermiques au niveau des différents composants du système turbogénérateur sont présents à différents niveaux de puissance et à différentes températures. FIG. 4 illustre les différentes pertes par rejets thermiques, symbolisées par de grosses flèches : rejets thermiques au niveau de l’échangeur intercooler 105: l’objectif est de refroidir l’air comprimé qui est à une température entre 100°C et 180°C (en fonction du taux de compression). L’échangeur intercooler 105 peut être refroidi par air, ou par eau, ou par un autre type de fluide caloporteur. Pour un meilleur rendement, il faut refroidir l’air en sortie de l’échangeur intercooler 105 jusqu’à des températures inférieures à 55°C; rejets thermiques au niveau des paliers P des compresseurs BP 101, HP 102, et des turbines BP 104 et HP 103 : plusieurs technologies de paliers existent. Il y a des paliers à l’huile (connus dans les turbocompresseurs automobiles) où la température de l’huile est comprise entre 100°C et 125°C. On connaît aussi des « foils bearings » ou paliers aérodynamiques qui ne nécessitent pas de débit d’huile mais plutôt un débit d’air. On connaît encore des paliers à air comprimé, et des paliers magnétiques. Mais, dans tous les cas le besoin de refroidissement pour les paliers est incontournable ; rejets thermiques au niveau du refroidissement des machines électriques 121 et 122 (Electric Motor Generator), en effet la machine électrique fonctionne en mode moteur au démarrage du turbogénérateur 100 pour entraîner le compresseur et la turbine à haut régime, puis basculer en mode générateur lorsque la puissance fournie par la turbine dépasse la puissance du compresseur. Chaque machine électrique est formée d’un rotor (aimanté) qui tourne dans un stator fixe. Il faut refroidir le carter et l’espace entre rotor et stator pour limiter la température matière et surtout la température du rotor pour éviter de le démagnétiser. La température doit être maintenue inférieure à 70°C ; rejets thermiques au niveau du refroidissement des onduleurs ou inverters 1210 et 1220: le courant fourni par les machines électriques 121 et 122 est un courant triphasé. Les onduleurs 1210 et 1220 ont pour rôle de transformer ce courant alternatif triphasé en courant continu pour charger le pack batterie 2000. Ces composants électriques et/ou électroniques dégagent de la thermique et doivent être refroidis à des températures inférieures à 65°C; rejets thermiques au niveau de l’échappement: ce sont les gaz d’échappement en sortie du récupérateur de chaleur 106 associé à l’échangeur de chaleur en sortie de la chambre de combustion, qui sont à des températures de l’ordre de 250°C et davantage, en fonction de l’efficacité du récupérateur 106. Plus le récupérateur 106 est efficace et plus la température des gaz en sortie est faible. Classiquement une dissipation est effectuée dans un circuit annexe comportant un fluide caloporteur, une pompe de circulation, et un radiateur couplé à un ventilateur ou similaire. Ainsi, le cycle turbogénérateur présente des pertes thermiques à travers les différents composants (échangeur intercooler, échappement, machines électriques, paliers, onduleurs). Ces pertes thermiques sont aujourd’hui rejetées à l’air ambiant via des échangeurs de chaleur. Ces pertes thermiques présentent un potentiel de travail non récupéré et donc un potentiel d’augmentation de l’efficacité du système. Un moyen efficace de réaliser cette augmentation de l’efficacité du système, consiste à ajouter un système de récupérateur thermique de type cycle Rankine, notamment à vapeur. Les cycles Rankine existent et sont connus par ailleurs, mais l’intégration d’un cycle de Rankine avec un turbogénérateur double étage dans un véhicule automobile est une nouveauté. L’autre nouveauté réside dans l’architecture thermique globale du système qui permet de récupérer l’énergie thermique à différent niveaux. Le cycle de Rankine utilise un fluide qui s’évapore en passant par un état diphasique (liquide – gaz). Ce fluide peut être l’eau, ou l’éthanol, ou encore des fluides organiques (R134a, R1234yf, R245fa, R1233zd, ou autres). Chaque type de fluide a des propriétés physiques particulières (température d’évaporation à une pression donnée, inflammabilité, GWP (Global Warming Potential) ou potentiel de réchauffement global (PRG) qui est le pouvoir réchauffant d'un gaz rapporté au pouvoir réchauffant de la même masse de dioxyde de carbone, et autres paramètres). Un cycle Rankine qui utilise un fluide organique comme fluide de travail est appelé ORC ou Organic Rankine Cycle, cycle Rankine organique. Un cycle Rankine qui utilise l’eau comme fluide de travail est appelé SRC ou Steam Rankine Cycle, cycle Rankine vapeur. L’un ou l’autre est ici utilisable. Une particularité de l’invention consiste donc à coupler un cycle Rankine organique ORC ou un cycle Rankine vapeur SRC avec un cycle turbogénérateur de type IRReGT (Intercooled Recuperative Reheat TurboGenerator), c’est-à-dire un cycle turbine à gaz avec échangeur intercooler, récupérateur et réchauffeur, et où le cycle Rankine organique ORC, ou bien respectivement le cycle Rankine vapeur SRC, récupère l’énergie au niveau des différents composants du système. En fonction des niveaux de températures, les composants sont arrangés pour récupérer le maximum d’énergie thermique. Comme tout type de machine thermodynamique, le cycle IRReGT présente des rejets thermiques au niveau de différents composants comme exposé ci-dessus. L’objectif de cette invention est de profiter de ces rejets thermiques pour faire fonctionner un cycle thermodynamique permettant de récupérer le maximum d’énergie thermique. Cela est notamment possible grâce à la mise en place d’une architecture thermique et d’un système de récupération thermique de type Rankine organique permettant de transformer l’énergie thermique perdue en travail mécanique utile et par conséquence en puissance électrique à travers une machine électrique. Cela permet de récupérer l’énergie thermique perdue et de la transformer en énergie mécanique et donc cela permet d’augmenter le rendement global de la machine qui est l’équivalent au quotient de la somme des puissances mécaniques (ou électriques) produites, par la quantité de carburant injectée. FIG. 5 illustre une première variante, comportant l’ajout d’une première boucle de récupération thermique 130 au turbogénérateur 100. Cette première boucle 130 comporte un circuit séparé, avec un premier échangeur de chaleur avec l’air ambiant 133, une première pompe de circulation 134, et un échangeur annexe de chaleur avec l’air ambiant 135 couplé à l’échangeur intercooler 105; en sortie de cet échangeur annexe de chaleur avec l’air ambiant 135 le fluide caloporteur traverse la deuxième machine électrique 122, puis son onduleur 1220, avant de rejoindre la première machine électrique 121 puis son onduleur 1210, avant d’échanger successivement de la chaleur avec chacun des paliers du premier arbre 111 puis du deuxième arbre 112, avant le retour au premier échangeur de chaleur avec l’air ambiant 133. Le fluide caloporteur circulant dans cette première boucle 130 peut être de l’eau glycolée, ou tout autre fluide convenable. L’agencement peut être différent, on peut aussi rentrer d’abord dans la première machine électrique 121, ou encore rentrer dans les onduleurs avant de traverser les machines électriques. Il est avantageux de rentrer en fin de boucle dans les paliers, car ils acceptent des températures plus élevées. Au fur et à mesure qu’on récupère l’énergie, la température du fluide augmente. FIG. 6 illustre une autre variante, où une première boucle 130 ne concerne que l’échange avec l’échangeur intercooler 105, et comporte le premier échangeur de chaleur avec l’air ambiant 133, la première pompe de circulation 134, et l’échangeur annexe de chaleur avec l’air ambiant 135 couplé à l’échangeur intercooler 105. Et une deuxième boucle 170 comporte un deuxième échangeur de chaleur avec l’air ambiant 136 et une deuxième première pompe de circulation 137, qui commande, comme pour FIG. 5 , la traversée successive de la deuxième machine électrique 122, de son onduleur 1220, de la première machine électrique 121, de son onduleur 1210, des paliers du premier arbre 111 puis du deuxième arbre 112, avant le retour au deuxième échangeur de chaleur avec l’air ambiant 136. Le fluide caloporteur dans cette deuxième boucle 170 peut être différent du fluide caloporteur de la première boucle 130, par exemple de l’huile au lieu de l’eau glycolée), pour récupérer l’énergie au niveau intercooler. Le fait de séparer les deux circuits est lié au fait que les niveaux de températures ne sont pas les mêmes. FIG. 7 illustre une autre variante, construite sur la base du circuit représenté en FIG. 6 , et où on tire profit d’un cycle de Rankine. On utilise avantageusement une boucle ORC 140 qui fonctionne en boucle fermée selon le principe des cycles de Rankine, et qui comporte six principaux éléments : un condenseur 141, une pompe 142 (et un moteur électrique de pompe), au moins un évaporateur, ici un premier évaporateur 143 couplé au premier échangeur de chaleur avec l’air ambiant 133, et un deuxième évaporateur 144 couplé au deuxième échangeur de chaleur avec l’air ambiant 136, un expandeur 145 associé à une génératrice 146, et un volume de fluide caloporteur organique qui circule entre ces éléments. Cet expandeur 145 est une machine qui permet de détendre le fluide/gaz de haute pression à basse pression en entraînant un alternateur afin de générer l'énergie électrique. L’expandeur 145 peut comporter un détendeur à vis, à piston, ou un détendeur scroll, ou autre. Plus particulièrement le circuit traverse encore un circuit d’utilisation 147, par exemple un chauffage d’habitacle. L’ensemble est connecté par des tuyauteries et est régulé par un automate, des capteurs et des actionneurs (vannes). La boucle ORC 140 produit de l’électricité qui est acheminée vers le pack batterie 2000, ou un moteur de traction, ou d’autres points d’utilisation au sein du véhicule 1000. La boucle ORC 140 peut être approvisionnée sous forme d’un module compact, assemblé ou préassemblé en usine, facile à mettre en œuvre et surtout très facile à exploiter, car, travaillant à des températures et pressions faibles, en circuit fermé, un tel module ORC a une excellente durée de vie et une bonne disponibilité. Dans une autre variante, illustrée en FIG. 8 sur la base du circuit représenté en FIG. 7 , on propose de récupérer l’énergie thermique en sortie du récupérateur de chaleur 106 du système turbogénérateur 100. En effet, le turbogénérateur 100 rejette de l’énergie à une température relativement élevée (notamment supérieure à 250°C). On peut donc en profiter pour récupérer une partie de cette énergie et augmenter le rendement global du système. A cet effet la boucle ORC 140 incorpore un troisième évaporateur 149, traversé par le fluide caloporteur après le deuxième évaporateur 144 puis le premier évaporateur 143, ce troisième évaporateur 149 est couplé avec un troisième échangeur de chaleur avec l’air ambiant 148, sur le circuit des gaz en sortie du récupérateur de chaleur 106. Le circuit de la boucle ORC 140 ainsi modifiée rejoint l’expandeur 145 après la traversée du troisième évaporateur 149. Une autre variante encore est illustrée en FIG. 9 , sur la base du circuit représenté en FIG. 7 , consiste à ajouter une boucle SRC 160 fonctionnant selon un cycle SRC (Steam Rankine Cycle) qui permet de récupérer l’énergie en sortie récupérateur. En effet, comme mentionné plus haut, la température des gaz est relativement élevée, et récupérer l’énergie est faisable et plus efficace avec un cycle Rankine fonctionnant à l’eau, ou à l’éthanol, ou à un mélange d’eau + éthanol. Cette boucle SRC 160 fermée comporte, dans le sens du flux du fluide caloporteur, un condenseur de vapeur 161, une pompe SRC 162, un évaporateur vapeur 163 lié à un échangeur 164 sur le circuit de sortie des gaz d’échappement en aval du récupérateur de chaleur 106, et un expandeur vapeur 165 associé à une génératrice 166. Le condenseur de vapeur 161 (Steam Condenser) va rejeter l’énergie mais à une température relativement élevée (de l’ordre de 100°C, température de condensation de l’eau à 1 bar). Donc cela contient de l’énergie aussi. FIG. 10 illustre une autre variante sur la base des circuits représentés en FIG. 8 et en FIG. 9 , dans laquelle on récupère l’énergie sur le condenseur. Le condenseur vapeur 161 de la boucle SRC 160 est alors couplé avec l’évaporateur 149 de la boucle ORC 140. Ainsi, avantageusement, le fluide ORC repasse dans le condenseur vapeur 161, pour récupérer encore de l’énergie. Le fait d’utiliser de tels systèmes de récupération sur un cycle turbogénérateur IRReGT permet de booster le rendement et d’atteindre des niveaux de consommations de carburant très faible. En somme, par rapport à un cycle IRReGT où l’énergie thermique doit être évacuée à l’extérieur du système, on propose ici une architecture permettant de récupérer une partie de cette énergie et la transformer en énergie mécanique utile (et par conséquence de l’énergie électrique). Cette architecture prend en compte les différents niveaux de températures des rejets thermiques dans le système. Cette architecture ne se limite pas aux variantes avantageuses illustrées par les figures, l’agencement des composants pourra être différent, en fonction des niveaux de température des rejets thermiques. En récupérant l’énergie thermique habituellement évacuée via des échangeurs à l’air ambiant, et en transformant une partie de cette énergie en énergie utile (mécanique ou électrique), on peut booster le rendement global du turbogénérateur, et améliorer considérablement la puissance produite, tout en atteignant des niveaux de consommation de carburant très faibles. Cela permet de réduire la quantité de fuel injecté pour la même puissance cible en sortie, et donc de réduire la consommation de carburant. Il est encore possible de réduire le pack batterie, et donc la masse du véhicule, et par conséquent sa consommation en énergie. Les avantages techniques sont les suivants- : augmentation du rendement et baisse de la consommation, amélioration de la gestion thermique/énergétique, simplification/réduction du nombre d’échangeurs en face avant du véhicule. L’invention permet aussi d’intégrer le turbogénérateur à la place de tout ou partie du pack batterie, sans impacter l’architecture du véhicule. L’invention possède un intérêt technique économique. En effet, elle permet de proposer un convertisseur à faible coût qui peut s’intégrer facilement dans un véhicule électrique ou hybride, pour hybrider sa batterie et proposer un véhicule automobile à forte autonomie, faible coût et faible impact environnemental 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 d’exploitation. Le turbogénérateur couplé au cycle ORC permet de booster le rendement et de baisser la consommation. Cela présente un intérêt particulier pour des applications de type véhicules utilitaires, où le turbogénérateur va fonctionner plus longtemps sur la durée de vie du véhicule. Véhicule automobile électrique (1000) comportant au moins un pack batterie (2000) pour l’alimentation d’un moteur de traction électrique, et comportant un dispositif de prolongation d’autonomie qui comporte au moins un turbogénérateur (100) à cycle IRReGT à récupération et à refroidissement intermédiaire et réchauffe intermédiaire et qui est alimenté par un réservoir de carburant (7000) et qui est agencé pour le rechargement en énergie dudit au moins un pack batterie (2000) et/ou pour l’alimentation d’au moins un moteur de traction électrique, caractérisé en ce que ledit au moins un turbogénérateur (100) est une turbomachine à double étage à récupération et à refroidissement intermédiaire, comportant un premier compresseur basse pression (101) lié à une première turbine basse pression (104) par un arbre basse pression (111), et un deuxième compresseur haute pression (102) lié à une deuxième turbine haute pression (103) par un arbre haute pression (112), et au moins un échangeur intercooler (105), alimenté en air ambiant ou en eau provenant d’un circuit caloporteur et agencé pour refroidir l’air entre ledit premier compresseur basse pression (101) et ledit deuxième compresseur haute pression (102), et caractérisé en ce que ledit au moins un turbogénérateur (100) comporte au moins une boucle de récupération thermique, qui est agencée pour récupérer de l’énergie, au niveau dudit échangeur intercooler (105) ou/et au niveau des paliers (P) de guidage dudit arbre basse pression (111) et dudit arbre haute pression (112), ou/et au niveau d’un récupérateur de chaleur (106) que comporte ledit au moins un turbogénérateur (100) en sortie dudit deuxième compresseur haute pression (102) et avant l’entrée des gaz dans une première chambre de combustion (107) agencée pour entraîner ladite deuxième turbine haute pression (103), ladite première turbine basse pression (104) étant entraînée par une deuxième chambre de combustion (108) intercalée entre ladite deuxième turbine haute pression (103) et ladite première turbine basse pression (104). Véhicule automobile électrique (1000) selon la revendication 1 caractérisé en ce que au moins une dite boucle de récupération thermique fonctionne selon un cycle de Rankine organique ORC ou selon un cycle de Rankine vapeur SRC. Véhicule automobile électrique (1000) selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que ledit au moins un turbogénérateur (100) comporte au moins un filtre à air (109), un premier turbocompresseur électrifié (151) pour un étage basse pression comportant ledit premier compresseur basse pression (101) et ladite première turbine basse pression (104) sur ledit arbre basse pression (111), et une première machine électrique (121) équipée d’un premier onduleur (1210), un deuxième turbocompresseur électrifié (152) pour un étage haute pression comportant ledit deuxième compresseur haute pression (102) et ladite deuxième turbine haute pression (103) sur ledit arbre haute pression (112), et une deuxième machine électrique (122) équipée d’un deuxième onduleur (1220), au moins un dit récupérateur de chaleur (106) par échange thermique entre l’air et les gaz d’échappement, au moins un dit échangeur intercooler (105), alimenté en air ambiant ou en eau provenant d’un circuit caloporteur et agencé pour refroidir l’air entre ledit premier compresseur basse pression (101) et ledit deuxième compresseur haute pression (102). Véhicule automobile électrique (1000) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu’au moins une dite boucle de récupération thermique est une première boucle de récupération thermique (130) d’échange thermique avec un échangeur intercooler (105) que comporte ledit au moins un turbogénérateur (100), et forme un circuit de circulation en boucle fermée d’un premier fluide caloporteur, et comporte un premier échangeur de chaleur avec l’air ambiant (133), une première pompe de circulation (134) agencée pour commander la circulation dudit premier fluide caloporteur, et un échangeur annexe de chaleur avec l’air ambiant (135) couplé audit échangeur intercooler (105). Véhicule automobile électrique (1000) selon la revendication 4 caractérisé en ce que, dans ladite première boucle (130), en sortie dudit échangeur annexe de chaleur avec l’air ambiant (135) ledit premier fluide caloporteur traverse une deuxième machine électrique (122) que comporte ledit au moins un turbogénérateur (100) dans un étage haute pression, puis un deuxième onduleur (1220) associé à ladite deuxième machine électrique (122), avant de rejoindre une première machine électrique (121) que comporte ledit au moins un turbogénérateur (100) dans un étage basse pression, puis un premier onduleur (1210) associé à ladite première machine électrique (121), avant d’échanger successivement de la chaleur avec chacun des paliers (P) d’un premier arbre (111) basse pression puis d’un deuxième arbre (112) haute pression, que comporte ledit au moins un turbogénérateur (100), avant le retour audit premier échangeur de chaleur avec l’air ambiant (133). Véhicule automobile électrique (1000) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu’au moins une dite boucle de récupération thermique est une deuxième boucle (170) qui comporte un deuxième échangeur de chaleur avec l’air ambiant (136) et une deuxième première pompe de circulation (137) agencée pour commander la traversée successive, par un deuxième fluide caloporteur, d’une deuxième machine électrique (122) que comporte ledit au moins un turbogénérateur (100) dans un étage haute pression, puis un deuxième onduleur (1220) associé à ladite deuxième machine électrique (122), avant de rejoindre une première machine électrique (121) que comporte ledit au moins un turbogénérateur (100) dans un étage basse pression, puis un premier onduleur (1210) associé à ladite première machine électrique (121), avant d’échanger successivement de la chaleur avec chacun des paliers (P) d’un premier arbre (111) basse pression puis d’un deuxième arbre (112) haute pression, que comporte ledit au moins un turbogénérateur (100), avant le retour audit deuxième échangeur de chaleur avec l’air ambiant (136). Véhicule automobile électrique (1000) selon les revendications 4 à 6 caractérisé en ce qu’au moins une dite boucle de récupération thermique est une boucle ORC (140) qui fonctionne en boucle fermée selon un cycle de Rankine organique, et dans laquelle circule un fluide caloporteur organique, et qui comporte un condenseur (141), une pompe (142), un premier évaporateur (143) couplé avec ledit premier échangeur de chaleur avec l’air ambiant (133), un deuxième évaporateur (144) couplé audit deuxième échangeur de chaleur avec l’air ambiant (136), et un expandeur (145) agencé pour détendre le fluide de haute pression à basse pression en entraînant une génératrice (146) de production d'énergie électrique. Véhicule automobile électrique (1000) selon la revendication 7 caractérisé en ce que, pour récupérer l’énergie thermique en sortie dudit récupérateur de chaleur (106), ladite boucle ORC (140) comporte un troisième évaporateur (149), traversé par le fluide caloporteur après ledit deuxième évaporateur (144) puis ledit premier évaporateur (143), lequel troisième évaporateur (149) est couplé avec un troisième échangeur de chaleur avec l’air ambiant (148), sur le circuit des gaz en sortie dudit récupérateur de chaleur (106), le circuit de ladite boucle ORC (140) rejoignant ledit expandeur (145) après la traversée dudit troisième évaporateur (149). Véhicule automobile électrique (1000) selon les revendications 4 à 6 caractérisé en ce qu’au moins une dite boucle de récupération thermique est une boucle SRC (160) qui fonctionne en boucle fermée selon un cycle de Rankine vapeur, et dans laquelle circule un fluide à l’état vapeur, ladite boucle SRC (160) comportant, dans le sens du flux du fluide caloporteur, un condenseur de vapeur (161), une pompe SRC (162), un évaporateur vapeur (163) lié à un échangeur (164) sur le circuit de sortie des gaz d’échappement en aval dudit récupérateur de chaleur (106), et un expandeur vapeur (165) associé à une génératrice vapeur (166). Véhicule automobile électrique (1000) selon la revendication 9 caractérisé en ce que, pour récupérer l’énergie sur le condenseur, ledit condenseur vapeur (161) de ladite boucle SRC (160) est couplé avec ledit évaporateur (149) de ladite boucle ORC (140).