Moteur Pantone

Le système PMC Pantone ou Gillier-Pantone, breveté en 1998, est un procédé d'injection non conventionnelle du carburant dans des moteurs à combustion interne. PMC sont les initiales de « Processeur Multi-Carburants ».

Ce système n'a jamais été proposé sur des moteurs neufs. Il est proposé en rétrofit sur des moteurs initialement à injection conventionnelle. Sa mise en place est assez simple et ne nécessite pas de connaissances et compétences poussées. Toutefois, il est difficile avec les systèmes d'injection électronique d'installer cette technologie.

Le dispositif pour le système PMC Pantone consiste à vaporiser un mélange d'eau et de carburant en exploitant un système de pulvérisation (cette étape se déroule dans ce qu'on appelle un « bulleur »). Le mélange est ensuite réchauffé en exploitant les gaz d'échappement chauds (cette étape se déroule dans ce qui est nommé un « réacteur endothermique »). Les vapeurs générées sont ensuite mélangées à de l'air neuf avant d'être introduites dans le cylindre où la combustion du carburant s'effectue comme dans un moteur à combustion interne « classique ».

Le dispositif pour le système Gillier Pantone, principalement adapté pour les moteurs Diesel, consiste à générer de la vapeur d'eau. Cette vapeur est ensuite comprimée et chauffée dans le « réacteur endothermique ». Le gaz obtenu ainsi modifié est directement aspiré avec l'air neuf de l'admission du moteur. L'injection en carburant, elle, reste conventionnelle.

Ce système n'a pas prouvé son efficacité et fait l'objet de controverse : les preuves de son efficacité manquent, les fondements scientifiques du procédé restent obscurs et peu d'études scientifiques ont été consacrées au sujet.

Histoire  

Paul Pantone (né en 1950 à Détroit et mort le ) a proposé de mélanger de l'eau au carburant, de préchauffer ce mélange à l'aide des gaz d'échappement et d'injecter ensuite les vapeurs obtenues dans la chambre de combustion. Ce procédé originel a été déposé sous le brevet .

Injection d'eau dans les moteurs 

L'injection d'eau dans les moteurs n'est pas exclusive aux moteurs Pantone. On peut par exemple citer les moteurs Diesel fonctionnant à l'aquazole. L'injection d'eau liquide a l'avantage (non controversé) de réduire la température de la flamme et ainsi de réduire la quantité de .

L'injection d'eau ou de vapeur d'eau dans les moteurs (mélangée à 50 % avec du méthanol) a également été employée durant la Seconde Guerre mondiale pour des avions de chasse comme le Focke-Wulf Fw 190 ou le North American P-51 Mustang. L'emploi d'eau était essentiellement lié à des problèmes de refroidissement pour ces moteurs très puissants. En utilisant un mélange d'eau et de méthanol, cette injection permettait d'augmenter la puissance tout en limitant la surchauffe du moteur et d'utiliser cette puissance pendant un moment relativement court, par exemple au moment des combats aériens.

Explications avancées de son principe de fonctionnement 

L'idée de ce moteur est de récupérer l'énergie perdue sous forme de chaleur à l'échappement, pour la réinjecter dans le moteur. D'un point de vue théorique, cela permet d'améliorer le rendement d'une installation. D'un point de vue pratique, cela n'est pas toujours réalisable.
Néanmoins, c'est ce principe qui justifierait les bonnes performances énergétiques de ce système. Mais le manque d'études scientifiques (sérieuses) sur le fonctionnement de ce moteur fait que le fonctionnement précis du procédé de récupération de l'énergie n'est pas connu. Plusieurs explications ont été proposées pour cela :

Électrolyse de l'eau 
Certains avancent qu'une électrolyse de l'eau serait effectuée au sein du « réacteur endothermique », libérant ainsi de l'hydrogène. Cet hydrogène améliorerait le rendement du moteur. Toutefois l'électrolyse nécessite le passage d'un courant électrique. Ici il est difficile de mettre en avant le phénomène physique qui pourrait en être la cause.

Thermolyse de l'eau 
Une explication couramment évoquée est la thermolyse des molécules d'eau qui produirait du dihydrogène H qui, se mélangeant avec le carburant, en augmenterait le rendement. Cette explication contrevient à nos connaissances de chimie et de thermodynamique élémentaires car l'eau est plus stable que le dihydrogène et le dioxygène pris séparément. Ainsi, 
2 H +  → 2 HO + Q
(où Q est la quantité de chaleur, ou énergie, produite par la réaction)

Si l'on veut pouvoir casser cette molécule d'eau, il faut donc pouvoir lui apporter suffisamment d'énergie ou de chaleur c'est-à-dire,
2 HO + Q → 2 H + 
avec Q strictement égal au premier

Cette réaction commence à se produire, significativement, pour des températures supérieures à  ; dans les moteurs les plus sollicités à cycle de Beau de Rochas, on n'atteint que . En outre, si cette réaction avait réellement lieu, le moteur se désagrégerait très rapidement. En effet, le fer contenu dans l'acier du moteur est nécessaire à la thermolyse de l'eau : sans composé capable de s'oxyder (comme le fer), l'oxygène se recombinerait spontanément avec le dihydrogène pour reformer de l'eau. Dans un moteur contenant du fer ou un de ses alliages, et sous réserve de températures suffisantes, non rencontrées dans les faits, ce phénomène entraînerait sa destruction à court terme du fait de l'oxydation du fer ainsi que l'adsorption du dihydrogène.

La thermolyse de l'eau implique autant d'énergie à fournir pour provoquer la thermolyse que pour provoquer la combustion de l'hydrogène en libérant autant d'énergie : le mouvement perpétuel n'existe pas, que ce soit en chimie ou en physique.

Vapocraquage 
Une autre explication souvent avancée est la possibilité de vapocraquage du carburant. Encore une fois, s'il est possible d'obtenir des carburants à plus haut rendement, le craquage aura consommé une quantité équivalente d'énergie du fait de la loi de conservation de l'énergie.

On ne rencontre ni les temps caractéristiques ni les pressions caractéristiques d'un vapocraquage pour les températures données dans un système Pantone. La forme des fours tient aussi une grande importance dans le produit obtenu après craquage.

Formation de plasma 
Une définition usuelle d'un plasma est « gaz ionisé », c'est-à-dire un gaz constitué de particules chargées. Son existence au sein du moteur est aussi une revendication faite par certains défenseurs du système Pantone. Néanmoins, si cela est vrai, cela n'explique ou n'aide en rien à la formation de dihydrogène.

Réelle influence de la vapeur d'eau 

Une partie du gaz injecté dans la chambre de combustion est de la vapeur d'eau, inerte dans ces conditions de température et de pression (si elle ne l'était pas, elle oxyderait le fer de la paroi et dégraderait le moteur). Elle ne participe pas à sa combustion, n'étant ni carburant ni comburant, et se comporte comme l'azote contenu dans l'air qui ne fait que diluer le mélange détonant.

Cette dilution n'a pour l'instant pas été prouvée, car elle équivaudrait à une diminution de la cylindrée moteur, .

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Sous les conditions de températures et de pression régnant dans le moteur, les réactions d'oxydation sont très importantes en présence d'eau, ce qui réduit la durée de vie du moteur. Cependant, le faible recul sur ces installations ne permet pas d'affirmer qu'ils entraînent un vieillissement prématuré du moteur.

Une efficacité non démontrée 
Il n'existe pas de source scientifique fiable et sérieuse démontrant l'efficacité du « moteur » Pantone en matière de réduction de consommation d'énergie fossile. 

Deux études comparatives menées sur un tracteur à différents régimes et charges concluent à l'absence de différence de consommation en fonctionnement avec ou sans le « moteur » pantone. 

Le magazine Auto Moto consacre un article en  aux « moteurs » Pantone et résume qu'.

Un projet de fin d'étude démontrerait les effets bénéfiques sur un banc moteur. Mais cette étude est dénoncée pour ses nombreuses lacunes (analyse des gaz farfelue, élément de référence biaisé pour établir le bilan, interprétation inverse à l'observation…) qui remettent complètement en question les résultats obtenus comme l’explique le site de l’Observatoire sur le relais médiatique des enjeux énergétiques (ORMEE).

Notes et références

Voir aussi

Bibliographie 
  WO8203249A1 : , de Jean-Pierre Chambrin
  WO8204096A1 : , de Jean-Pierre Chambrin
  US4177779 : , de Thomas Ogle
  US5425332 : , par le  (MIT)

Articles connexes 
 Propulsion alternative
 Injection d'eau dans les moteurs

Propulsion alternative
Pseudo-science