{"id":52711,"date":"2020-02-25T10:23:14","date_gmt":"2020-02-25T09:23:14","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/quest-ce-que-la-deuxieme-loi-de-la-thermodynamique-definition\/"},"modified":"2020-02-25T10:25:32","modified_gmt":"2020-02-25T09:25:32","slug":"quest-ce-que-la-deuxieme-loi-de-la-thermodynamique-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/quest-ce-que-la-deuxieme-loi-de-la-thermodynamique-definition\/","title":{"rendered":"Qu&#8217;est-ce que le deuxi\u00e8me principe de la thermodynamique? D\u00e9finition"},"content":{"rendered":"<div class=\"su-quote su-quote-style-default\">\n<div class=\"su-quote-inner su-clearfix\">La deuxi\u00e8me loi de la thermodynamique (2e loi) est l&#8217;\u00e9tude des syst\u00e8mes de conversion d&#8217;\u00e9nergie.\u00a0Il fixe une limite sup\u00e9rieure \u00e0 l&#8217;efficacit\u00e9 de la conversion de la chaleur pour fonctionner dans les moteurs thermiques.\u00a0G\u00e9nie thermique<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\"><\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<h2><span>Deuxi\u00e8me loi de la thermodynamique<\/span><\/h2>\n<p><em><strong><span>L&#8217;entropie de tout syst\u00e8me isol\u00e9 ne diminue jamais.\u00a0Dans un processus thermodynamique naturel, la somme des entropies des syst\u00e8mes thermodynamiques en interaction augmente.<\/span><\/strong><\/em><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Second-Law-of-Thermodynamics-Heat-Engines.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignright  wp-image-16894 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Second-Law-of-Thermodynamics-Heat-Engines.png\" alt=\"Deuxi\u00e8me loi de la thermodynamique - Moteurs thermiques\" width=\"198\" height=\"719\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Second-Law-of-Thermodynamics-Heat-Engines.png\" \/><\/a><span>Cette loi indique l&#8217;\u00a0<\/span><strong><span>irr\u00e9versibilit\u00e9<\/span><\/strong><span>\u00a0des\u00a0<\/span><strong><span>processus naturels<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Les processus r\u00e9versibles sont une fiction th\u00e9orique utile et pratique, mais ne se produisent pas dans la nature.\u00a0De cette loi d\u00e9coule qu&#8217;il est impossible de construire un dispositif qui fonctionne sur un cycle et dont le seul effet est le transfert de chaleur d&#8217;un corps plus froid vers un corps plus chaud.\u00a0Il s&#8217;ensuit que les machines \u00e0 mouvement perp\u00e9tuel du deuxi\u00e8me type sont impossibles.<\/span><\/p>\n<p><span>La\u00a0<\/span><strong><span>deuxi\u00e8me loi de la thermodynamique<\/span><\/strong><span>\u00a0est un principe g\u00e9n\u00e9ral qui va\u00a0<\/span><strong><span>au<\/span><\/strong><span>\u00a0&#8211;\u00a0<strong>del\u00e0 des limites<\/strong>\u00a0impos\u00e9es par la\u00a0<\/span><a title=\"Premi\u00e8re loi de la thermodynamique\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/quelle-est-la-premiere-loi-de-la-thermodynamique-definition\/\"><strong><span>premi\u00e8re loi de la thermodynamique<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0.\u00a0La premi\u00e8re loi est utilis\u00e9e pour relier et \u00e9valuer les diff\u00e9rentes \u00e9nergies impliqu\u00e9es dans un processus.\u00a0Cependant, aucune information sur la\u00a0<\/span><strong><span>direction du processus<\/span><\/strong><span>\u00a0ne peut \u00eatre obtenue par l&#8217;application de le premi\u00e8re principe.\u00a0La deuxi\u00e8me loi de la thermodynamique impose des contraintes sur la direction du transfert de chaleur et fixe une\u00a0<\/span><strong><span>limite sup\u00e9rieure \u00e0 l&#8217;efficacit\u00e9<\/span><\/strong><span>\u00a0de la conversion de la chaleur pour fonctionner dans\u00a0<\/span><strong><span>les moteurs thermiques<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0La seconde loi est donc directement pertinente pour de nombreux probl\u00e8mes pratiques importants.<\/span><\/p>\n<p><span>L&#8217;un des domaines d&#8217;application de la\u00a0<\/span><strong><span>deuxi\u00e8me loi de la thermodynamique<\/span><\/strong><span>\u00a0est l&#8217;\u00e9tude des syst\u00e8mes de conversion d&#8217;\u00e9nergie.\u00a0Par exemple, il n&#8217;est pas possible de convertir toute l&#8217;\u00e9nergie obtenue \u00e0 partir d&#8217;un charbon dans une centrale \u00e9lectrique au charbon ou d&#8217;un r\u00e9acteur nucl\u00e9aire dans une centrale nucl\u00e9aire en \u00e9nergie \u00e9lectrique.\u00a0Il doit y avoir des\u00a0<\/span><strong><span>pertes<\/span><\/strong><span>\u00a0dans le processus de conversion.<\/span><\/p>\n<h2><span>Direction des processus thermodynamiques<\/span><\/h2>\n<p><span>De nombreux processus thermodynamiques se d\u00e9roulent naturellement dans une direction mais pas l&#8217;inverse.\u00a0Par exemple, lorsqu&#8217;une\u00a0<\/span><strong><span>diff\u00e9rence de temp\u00e9rature<\/span><\/strong><span>\u00a0existe, la chaleur circule spontan\u00e9ment\u00a0<\/span><strong><span>du syst\u00e8me le plus chaud vers le syst\u00e8me le plus froid<\/span><\/strong><span>\u00a0, jamais l&#8217;inverse.\u00a0En fait, un tel flux de chaleur (d&#8217;un corps plus froid \u00e0 un syst\u00e8me plus chaud) ne violerait pas la\u00a0<\/span><a title=\"Premi\u00e8re loi de la thermodynamique\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/quelle-est-la-premiere-loi-de-la-thermodynamique-definition\/\"><strong><span>premi\u00e8re loi de la thermodynamique<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0, c&#8217;est-\u00e0-dire que l&#8217;\u00e9nergie serait conserv\u00e9e.\u00a0Mais cela ne se produit pas dans la nature.<\/span><\/p>\n<p><span>Par exemple, br\u00fbler de l&#8217;essence pour alimenter des voitures est un processus de conversion d&#8217;\u00e9nergie sur lequel nous comptons.\u00a0L&#8217;\u00a0<\/span><a title=\"Enthalpie de r\u00e9action chimique\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/what-is-enthalpy\/enthalpy-of-chemical-reaction\/\"><strong><span>\u00e9nergie chimique de l&#8217;<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0essence est\u00a0<\/span><strong><span>convertie<\/span><\/strong><span>\u00a0en\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/quest-ce-que-lenergie-interne-energie-thermique-definition\/\"><strong><span>\u00e9nergie thermique<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0, qui est ensuite convertie en\u00a0<\/span><a title=\"Qu'est-ce que l'\u00e9nergie m\u00e9canique\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/what-is-mechanical-energy\/\"><strong><span>\u00e9nergie m\u00e9canique<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0qui fait bouger la voiture.\u00a0L&#8217;\u00a0<\/span><strong><span>\u00e9nergie m\u00e9canique<\/span><\/strong><span>\u00a0a \u00e9t\u00e9 convertie en\u00a0<\/span><a title=\"Qu'est-ce que l'\u00e9nergie cin\u00e9tique\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/what-is-kinetic-energy\/\"><strong><span>\u00e9nergie cin\u00e9tique<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0.\u00a0Lorsque nous utilisons les freins pour arr\u00eater une voiture, cette\u00a0<\/span><strong><span>\u00e9nergie cin\u00e9tique<\/span><\/strong><span>\u00a0est convertie par friction en chaleur ou en\u00a0<\/span><strong><span>\u00e9nergie thermique<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Dans cette direction inverse, il existe de nombreux appareils qui convertissent partiellement la chaleur en \u00e9nergie m\u00e9canique.\u00a0Mais vous ne pouvez pas construire une machine qui convertit compl\u00e8tement la chaleur en \u00e9nergie m\u00e9canique.\u00a0Il y aura toujours des pertes d&#8217;\u00e9nergie importantes.<\/span><\/p>\n<p><strong><span>Les directions des processus thermodynamiques<\/span><\/strong><span>\u00a0font l&#8217;objet de le deuxi\u00e8me principe de la thermodynamique, en particulier de l&#8217;\u00a0<\/span><strong><span>\u00e9nonc\u00e9 Clausius de le deuxi\u00e8me principe<\/span><\/strong><span>\u00a0.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2><span>Divers \u00e9nonc\u00e9s de droit<\/span><\/h2>\n<p><span>La\u00a0<\/span><strong><span>deuxi\u00e8me loi de la thermodynamique<\/span><\/strong><span>\u00a0peut s&#8217;exprimer de nombreuses mani\u00e8res sp\u00e9cifiques.\u00a0Chaque d\u00e9claration exprime la m\u00eame loi.\u00a0En voici trois qui sont souvent rencontr\u00e9es.<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><span>D\u00e9claration de Clausius<\/span><\/li>\n<li><span>D\u00e9claration de Kelvin-Planck<\/span><\/li>\n<li><span>L&#8217;entropie et le deuxi\u00e8me principe<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p><span>Avant ces d\u00e9clarations, il faut rappeler le travail d&#8217;\u00a0\u00a0<\/span>un ing\u00e9nieur et physicien fran\u00e7ais,\u00a0<strong>Nicolas L\u00e9onard Sadi Carnot a fait<\/strong>\u00a0avancer l&#8217;\u00e9tude de le deuxi\u00e8me principe en formant un principe (\u00a0\u00e9galement appel\u00e9\u00a0<strong>r\u00e8gle de Carnot<\/strong>\u00a0) qui pr\u00e9cise les limites de l&#8217;efficacit\u00e9 maximale que tout moteur thermique peut obtenir .<\/p>\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<h2><span>D\u00e9claration de Clausius de le deuxi\u00e8me principe<\/span><\/h2>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/clausius-statement-second-law.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignright size-full wp-image-16898 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/clausius-statement-second-law.png\" alt=\"D\u00e9claration de Clausius de le deuxi\u00e8me principe\" width=\"223\" height=\"329\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/clausius-statement-second-law.png\" \/><\/a><span>L&#8217;une des premi\u00e8res d\u00e9clarations de le deuxi\u00e8me principe de la thermodynamique a \u00e9t\u00e9 faite par\u00a0<\/span><strong><span>R. Clausius en 1850<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Il a d\u00e9clar\u00e9 ce qui suit.<\/span><\/p>\n<p><em><span>\u00abIl est impossible de construire un appareil qui fonctionne sur un cycle et dont le seul effet est le transfert de chaleur d&#8217;un corps plus froid vers un corps plus chaud\u00bb.<\/span><\/em><\/p>\n<p><strong><span>La chaleur ne peut pas circuler spontan\u00e9ment<\/span><\/strong><span>\u00a0du syst\u00e8me froid au syst\u00e8me chaud sans qu&#8217;un travail externe soit effectu\u00e9 sur le syst\u00e8me.\u00a0C&#8217;est exactement ce que les r\u00e9frig\u00e9rateurs et les pompes \u00e0 chaleur accomplissent.\u00a0Dans un r\u00e9frig\u00e9rateur, la chaleur passe du froid au chaud, mais uniquement lorsqu&#8217;ils sont forc\u00e9s par un travail ext\u00e9rieur, les r\u00e9frig\u00e9rateurs sont entra\u00een\u00e9s par des moteurs \u00e9lectriques n\u00e9cessitant un travail de leur environnement pour fonctionner.<\/span><\/p>\n<p><span>Il a \u00e9t\u00e9 d\u00e9montr\u00e9 que les d\u00e9clarations Clausius et Kelvin-Planck sont \u00e9quivalentes.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2><span>D\u00e9claration de Kelvin-Planck sur le deuxi\u00e8me principe<\/span><\/h2>\n<p><em><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/kelvin-planck-statement-second-law.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignright size-full wp-image-16899 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/kelvin-planck-statement-second-law.png\" alt=\"D\u00e9claration de Kelvin-Planck sur le deuxi\u00e8me principe\" width=\"237\" height=\"364\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/kelvin-planck-statement-second-law.png\" \/><\/a><span>\u00abIl est impossible de construire un appareil qui fonctionne sur un cycle et ne produit aucun autre effet que la production de travail et le transfert de chaleur d&#8217;un seul corps\u00bb.<\/span><\/em><\/p>\n<p><span>Cette d\u00e9claration fonctionne avec le terme \u00ab\u00a0<\/span><strong><span>r\u00e9servoir thermique<\/span><\/strong><span>\u00a0\u00bb ou \u00ab\u00a0<\/span><strong><span>r\u00e9servoir unique<\/span><\/strong><span>\u00a0\u00bb.\u00a0Un r\u00e9servoir est un grand objet, dans lequel la temp\u00e9rature reste constante pendant que l&#8217;\u00e9nergie est extraite.\u00a0Un tel syst\u00e8me peut \u00eatre approch\u00e9 de plusieurs fa\u00e7ons: par l&#8217;atmosph\u00e8re terrestre, les grandes \u00e9tendues d&#8217;eau comme les lacs, les oc\u00e9ans, etc.<\/span><\/p>\n<p><span>La\u00a0<\/span><strong><span>d\u00e9claration Kelvin \u2013 Planck<\/span><\/strong><span>\u00a0n&#8217;exclut pas l&#8217;existence d&#8217;un syst\u00e8me qui d\u00e9veloppe une quantit\u00e9 nette de travail \u00e0 partir d&#8217;un transfert de chaleur extrait d&#8217;un r\u00e9servoir thermique.\u00a0Selon cette d\u00e9claration, un syst\u00e8me soumis \u00e0 un\u00a0<\/span><strong><span>cycle<\/span><\/strong><span>\u00a0ne peut pas d\u00e9velopper une quantit\u00e9 nette de travail positive \u00e0 partir d&#8217;un transfert de chaleur extrait d&#8217;un r\u00e9servoir thermique.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2><span>L&#8217;entropie et le deuxi\u00e8me principe<\/span><\/h2>\n<figure id=\"attachment_16713\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-16713\"><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Specific-Entropy-T-s-Diagram.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-16713 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Specific-Entropy-T-s-Diagram-300x273.png\" alt=\"Diagramme Ts d'un cycle thermodynamique\" width=\"300\" height=\"273\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Specific-Entropy-T-s-Diagram-300x273.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-16713\" class=\"wp-caption-text\"><span>Diagramme Ts du cycle de Rankine<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<p><span>Une cons\u00e9quence de la\u00a0<\/span><strong><span>deuxi\u00e8me loi de la thermodynamique<\/span><\/strong><span>\u00a0est le d\u00e9veloppement de la\u00a0<\/span><strong><span>propri\u00e9t\u00e9 physique<\/span><\/strong><span>\u00a0de la mati\u00e8re, connue sous le nom d&#8217;\u00a0<\/span><a title=\"Qu'est-ce que l'entropie\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/what-is-entropy\/\"><strong><span>entropie (S)<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0.\u00a0Le changement de cette propri\u00e9t\u00e9 est utilis\u00e9 pour d\u00e9terminer la\u00a0<\/span><strong><span>direction<\/span><\/strong><span>\u00a0dans laquelle un processus donn\u00e9 se d\u00e9roulera.\u00a0<\/span><strong><span>L&#8217;entropie<\/span><\/strong><span>\u00a0quantifie l&#8217;\u00a0<\/span><strong><span>\u00e9nergie<\/span><\/strong><span>\u00a0d&#8217;une substance qui\u00a0<\/span><strong><span>n&#8217;est plus disponible pour effectuer un travail utile<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Cela se rapporte \u00e0 la\u00a0<\/span><strong><span>deuxi\u00e8me loi<\/span><\/strong><span>\u00a0puisque le deuxi\u00e8me principe pr\u00e9dit que toute la chaleur fournie \u00e0 un cycle ne peut pas \u00eatre transform\u00e9e en une quantit\u00e9 \u00e9gale de travail, une certaine r\u00e9jection de chaleur doit avoir lieu.<\/span><\/p>\n<p><span>Voir aussi:\u00a0<\/span><a title=\"Qu'est-ce que l'entropie\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/what-is-entropy\/\"><span>Entropie<\/span><\/a><\/p>\n<p><span>Selon Clausius, l&#8217;\u00a0<\/span><strong><span>entropie a<\/span><\/strong><span>\u00a0\u00e9t\u00e9 d\u00e9finie via le\u00a0<\/span><strong><span>changement d&#8217;entropie S<\/span><\/strong><span>\u00a0d&#8217;un syst\u00e8me.\u00a0L&#8217;\u00e9volution de l&#8217;entropie S, lorsqu&#8217;une quantit\u00e9 de chaleur Q lui est ajout\u00e9e par un processus r\u00e9versible \u00e0 temp\u00e9rature constante, est donn\u00e9e par:<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Entropy-Equation.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-16710 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Entropy-Equation.png\" alt=\"Entropie - \u00c9quation\" width=\"102\" height=\"74\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Entropy-Equation.png\" \/><\/a><\/p>\n<p><span>Ici\u00a0<\/span><strong><span>Q<\/span><\/strong><span>\u00a0est l&#8217;\u00e9nergie transf\u00e9r\u00e9e sous\u00a0<\/span><a title=\"La chaleur en thermodynamique\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/quest-ce-que-la-chaleur-en-physique-chaleur-definition\/\"><strong><span>forme<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0de\u00a0<a title=\"La chaleur en thermodynamique\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/quest-ce-que-la-chaleur-en-physique-chaleur-definition\/\"><strong>chaleur<\/strong><\/a>\u00a0vers ou depuis le syst\u00e8me pendant le processus, et\u00a0<\/span><strong><span>T<\/span><\/strong><span>\u00a0est la\u00a0<strong><a title=\"Qu'est-ce que la temp\u00e9rature - Physique\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/quest-ce-que-la-temperature-physique-definition\/\">temp\u00e9rature<\/a><\/strong>\u00a0du syst\u00e8me en\u00a0<a title=\"\u00c9chelle Kelvin - Temp\u00e9rature absolue\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/thermodynamic-properties\/what-is-temperature-physics\/kelvin-scale-absolute-temperature\/\">kelvins<\/a>\u00a0pendant le processus.\u00a0L&#8217;unit\u00e9 SI de l&#8217;\u00a0entropie est\u00a0<strong>J \/ K<\/strong>\u00a0.<\/span><\/p>\n<p><span>La\u00a0<\/span><strong><span>deuxi\u00e8me loi de la thermodynamique<\/span><\/strong><span>\u00a0peut \u00e9galement \u00eatre exprim\u00e9e comme\u00a0<\/span><strong><span>\u2206S\u22650<\/span><\/strong><span>\u00a0pour un cycle ferm\u00e9.<\/span><\/p>\n<p><span>Dans les mots:<\/span><\/p>\n<p><em><span>L&#8217;entropie de tout syst\u00e8me isol\u00e9 ne diminue jamais.\u00a0Dans un processus thermodynamique naturel, la somme des entropies des syst\u00e8mes thermodynamiques en interaction augmente.<\/span><\/em><\/p>\n<p><strong><span>\u2206S\u22650<\/span><\/strong><\/p>\n<p><span>\u00c9tant donn\u00e9 que l&#8217;entropie en dit long sur l&#8217;utilit\u00e9 d&#8217;une quantit\u00e9 de chaleur transf\u00e9r\u00e9e dans l&#8217;ex\u00e9cution des travaux, les\u00a0<\/span><a title=\"Tables \u00e0 vapeur - Propri\u00e9t\u00e9s sp\u00e9cifiques de l'eau et de la vapeur\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/steam-tables\/\"><span>tables de vapeur<\/span><\/a><span>\u00a0incluent des valeurs d&#8217;\u00a0<\/span><a title=\"Entropie sp\u00e9cifique\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/what-is-entropy\/specific-entropy\/\"><span>entropie sp\u00e9cifique<\/span><\/a><span>\u00a0(s = S \/ m) dans le cadre des informations tabul\u00e9es.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2><span>Moteurs thermiques<\/span><\/h2>\n<p><a title=\"Sources d'\u00e9nergie\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/energy-sources\/\"><strong><span>Les sources d&#8217;\u00e9nergie<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0ont toujours jou\u00e9 un r\u00f4le tr\u00e8s important dans le d\u00e9veloppement de la soci\u00e9t\u00e9 humaine.\u00a0<\/span><strong><a title=\"Qu'est-ce que l'\u00e9nergie - Physique\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/\"><span>L&#8217;\u00e9nergie<\/span><\/a><\/strong><span>\u00a0est g\u00e9n\u00e9ralement d\u00e9finie comme le<\/span><strong><span>\u00a0potentiel de\u00a0<\/span><a title=\"Travail en thermodynamique\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/quest-ce-que-le-travail-en-thermodynamique-definition\/\"><span>travail<\/span><\/a><\/strong>\u00a0<strong><span>ou de production de\u00a0<\/span><a title=\"La chaleur en thermodynamique\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/quest-ce-que-la-chaleur-en-physique-chaleur-definition\/\"><span>chaleur<\/span><\/a><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Parfois, c&#8217;est comme la \u00abmonnaie\u00bb pour effectuer un travail.\u00a0L&#8217;une des propri\u00e9t\u00e9s les plus merveilleuses de l&#8217;univers est que l&#8217;<\/span><strong><span>\u00a0\u00e9nergie peut \u00eatre transform\u00e9e d&#8217;un type \u00e0 un autre<\/span><\/strong><span>\u00a0et<\/span><strong><span>\u00a0transf\u00e9r\u00e9e d&#8217;un objet \u00e0 un autre<\/span><\/strong><span>\u00a0.<\/span><\/p>\n<p><span>En g\u00e9n\u00e9ral, il est facile de produire\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/quest-ce-que-lenergie-interne-energie-thermique-definition\/\"><strong><span>de l&#8217;\u00e9nergie thermique<\/span><\/strong><\/a>\u00a0<strong><span>en effectuant des travaux<\/span><\/strong><span>\u00a0, par exemple par n&#8217;importe quel processus de friction.\u00a0Mais\u00a0<\/span><strong><span>obtenir du travail \u00e0 partir de l&#8217;\u00e9nergie thermique<\/span><\/strong><span>\u00a0est plus\u00a0<\/span><strong><span>difficile<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Elle est \u00e9troitement associ\u00e9e au\u00a0<\/span><a title=\"Qu'est-ce que l'entropie\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/what-is-entropy\/\"><span>concept d&#8217;entropie<\/span><\/a><span>\u00a0.\u00a0Par exemple, l&#8217;\u00e9lectricit\u00e9 est particuli\u00e8rement utile car elle a\u00a0<strong>une entropie\u00a0<\/strong><\/span><strong><span>tr\u00e8s\u00a0<\/span><\/strong><strong><span>faible<\/span><\/strong><span>\u00a0(est tr\u00e8s ordonn\u00e9e) et peut \u00eatre convertie en d&#8217;autres formes d&#8217;\u00e9nergie\u00a0<\/span><strong><span>tr\u00e8s efficacement<\/span><\/strong><span>\u00a0.<\/span><\/p>\n<p><span>Parfois,\u00a0<\/span><a title=\"Qu'est-ce que l'\u00e9nergie m\u00e9canique\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/what-is-mechanical-energy\/\"><span>l&#8217;\u00e9nergie m\u00e9canique<\/span><\/a><span>\u00a0est directement disponible, par exemple l&#8217;\u00e9nergie \u00e9olienne et l&#8217;hydro\u00e9lectricit\u00e9.\u00a0Mais la majeure partie de notre \u00e9nergie provient de la combustion de\u00a0<\/span><strong><span>combustibles fossiles<\/span><\/strong><span>\u00a0(charbon, p\u00e9trole et gaz) et de\u00a0<\/span><a title=\"R\u00e9actions nucl\u00e9aires\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/nuclear-reactions\/\"><strong><span>r\u00e9actions nucl\u00e9aires<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0.\u00a0\u00c0 l&#8217;heure actuelle, les combustibles fossiles sont toujours la principale source d&#8217;\u00e9nergie au monde.\u00a0Mais la combustion de combustibles fossiles\u00a0<\/span><strong><span>ne<\/span><\/strong><span>\u00a0g\u00e9n\u00e8re\u00a0<strong>que de l&#8217;\u00e9nergie thermique<\/strong>\u00a0, donc ces sources d&#8217;\u00e9nergie sont appel\u00e9es \u00ab\u00a0<\/span><a title=\"Sources d'\u00e9nergie primaire\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/primary-energy-sources\/\"><strong><span>sources d&#8217;\u00e9nergie primaire<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0\u00bb, qui doivent\u00a0<\/span><strong><span>\u00eatre converties<\/span><\/strong><span>\u00a0en\u00a0<\/span><strong><a title=\"Sources d'\u00e9nergie secondaires - Transporteurs d'\u00e9nergie\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/secondary-energy-sources-energy-carriers\/\"><span>source d&#8217;\u00e9nergie secondaire<\/span><\/a><\/strong><span>\u00a0, appel\u00e9es\u00a0<\/span><strong><span>vecteurs d&#8217;\u00e9nergie<\/span><\/strong><span>\u00a0(\u00a0<\/span><a title=\"\u00c9nergie \u00e9lectrique\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/electrical-energy\/\"><span>\u00e9nergie \u00e9lectrique,<\/span><\/a><span>\u00a0etc.).\u00a0Pour convertir l&#8217;\u00e9nergie thermique en une autre forme d&#8217;\u00e9nergie, un\u00a0<\/span><strong><span>moteur thermique<\/span><\/strong><span>\u00a0doit \u00eatre utilis\u00e9.<\/span><\/p>\n<p><span>En g\u00e9n\u00e9ral, un\u00a0<\/span><strong><span>moteur thermique<\/span><\/strong><span>\u00a0est un appareil qui convertit l&#8217;\u00e9nergie chimique en chaleur ou en \u00e9nergie thermique, puis en \u00e9nergie m\u00e9canique ou en \u00e9nergie \u00e9lectrique.<\/span><\/p>\n<figure id=\"attachment_16900\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-16900\"><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/heat-engine-example.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-16900 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/heat-engine-example-300x224.png\" alt=\"Exemple de moteur thermique\" width=\"300\" height=\"224\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/heat-engine-example-300x224.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-16900\" class=\"wp-caption-text\"><span>Le cycle de Rankine d\u00e9crit de pr\u00e8s les processus des moteurs thermiques \u00e0 vapeur que l&#8217;on trouve couramment dans la plupart des centrales thermiques.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<p><span>De nombreux\u00a0<\/span><strong><span>moteurs thermiques<\/span><\/strong><span>\u00a0\u00a0fonctionnent de mani\u00e8re cyclique, ajoutant de l&#8217;\u00e9nergie sous forme de chaleur dans une partie du cycle et utilisant cette \u00e9nergie pour effectuer un travail utile dans une autre partie du cycle.<\/span><br \/>\n<span>Par exemple, comme c&#8217;est typique dans toutes les\u00a0<\/span><strong><span>centrales thermiques<\/span><\/strong><span>\u00a0conventionnelles\u00a0<strong>,<\/strong>\u00a0\u00a0la chaleur est utilis\u00e9e pour g\u00e9n\u00e9rer de la\u00a0<\/span><a title=\"Propri\u00e9t\u00e9s de Steam - Qu'est-ce que Steam\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/quest-ce-que-steam-proprietes-de-steam-definition\/\"><span>vapeur<\/span><\/a><span>\u00a0qui entra\u00eene une\u00a0<\/span><strong><span>turbine \u00e0 vapeur<\/span><\/strong><span>\u00a0connect\u00e9e \u00e0 un g\u00e9n\u00e9rateur qui produit de l&#8217;\u00e9lectricit\u00e9.\u00a0<\/span><a title=\"G\u00e9n\u00e9rateur de vapeur\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/steam-generator\/\"><span>Les g\u00e9n\u00e9rateurs de<\/span><\/a><span>\u00a0vapeur, les turbines \u00e0 vapeur, les condenseurs et les pompes \u00e0 eau d&#8217;alimentation constituent un\u00a0<\/span><strong><span>moteur thermique<\/span><\/strong><span>\u00a0soumis aux limitations d&#8217;efficacit\u00e9 impos\u00e9es par la\u00a0<\/span><strong><span>deuxi\u00e8me loi de la thermodynamique<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Dans les\u00a0<\/span><a title=\"Centrale nucl\u00e9aire\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/\"><span>centrales nucl\u00e9aires<\/span><\/a><span>\u00a0modernes\u00a0<a title=\"Centrale nucl\u00e9aire\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/\">,<\/a>\u00a0l&#8217;efficacit\u00e9 thermodynamique globale est d&#8217;environ<\/span><strong><span>un tiers<\/span><\/strong><span>\u00a0(33%), donc\u00a0<\/span><strong><span>3000 MWth<\/span><\/strong><span>\u00a0d&#8217;\u00e9nergie thermique de la r\u00e9action de fission sont n\u00e9cessaires pour g\u00e9n\u00e9rer\u00a0<\/span><strong><span>1000 MWe<\/span><\/strong><span>\u00a0d&#8217;\u00e9nergie \u00e9lectrique.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2><span>Types de moteurs thermiques<\/span><\/h2>\n<p><span>En g\u00e9n\u00e9ral, les moteurs thermiques sont class\u00e9s selon un emplacement de combustion comme:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><strong><span>Moteur \u00e0 combustion externe.\u00a0<\/span><\/strong><span>Par exemple, les moteurs \u00e0 vapeur sont des moteurs \u00e0 combustion externe, o\u00f9 le fluide de travail est s\u00e9par\u00e9 des produits de combustion.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Moteur \u00e0 combustion interne.\u00a0<\/span><\/strong><span>Un exemple typique de moteur \u00e0 combustion interne est un moteur utilis\u00e9 dans l&#8217;automobile, dans lequel la temp\u00e9rature \u00e9lev\u00e9e est atteinte en br\u00fblant le m\u00e9lange essence-air dans le cylindre lui-m\u00eame.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p><span>La cat\u00e9gorisation d\u00e9taill\u00e9e est bas\u00e9e sur un fluide de travail utilis\u00e9 dans le cycle thermodynamique:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><strong><span>Cycles de gaz.\u00a0<\/span><\/strong><span>Dans ces cycles, le fluide de travail est toujours un gaz.\u00a0Le cycle Otto et le cycle Diesel (utilis\u00e9 pour les automobiles) sont \u00e9galement des exemples typiques de cycles \u00e0 essence uniquement.\u00a0Les moteurs \u00e0 turbine \u00e0 gaz et les moteurs \u00e0 r\u00e9action \u00e0 air puls\u00e9 modernes, \u00e9galement bas\u00e9s sur le cycle \u00e0 gaz uniquement, suivent le cycle de Brayton.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Cycles liquides.\u00a0<\/span><\/strong><span>Les cycles exclusivement liquides sont plut\u00f4t exotiques.\u00a0Dans ces cycles, le fluide de travail est toujours un liquide.\u00a0Le moteur liquide Malone est un exemple de cycle uniquement liquide.\u00a0Le moteur liquide Malone \u00e9tait une modification du cycle de Stirling, utilisant l&#8217;eau comme fluide de travail au lieu du gaz<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Cycles avec changements de phase.\u00a0<\/span><\/strong><span>Les moteurs \u00e0 vapeur sont des exemples typiques de moteurs externes avec changement de phase du fluide de travail.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2><span>Exemple de moteur thermique<\/span><\/h2>\n<figure id=\"attachment_16026\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-16026\"><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Thermodynamic-Cycles-min.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-16026 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Thermodynamic-Cycles-min-300x277.png\" alt=\"thermodynamique technique\" width=\"300\" height=\"277\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Thermodynamic-Cycles-min-300x277.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-16026\" class=\"wp-caption-text\"><span>Cycle de Rankine &#8211; La thermodynamique comme science de la conversion d&#8217;\u00e9nergie<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<p><strong><span>Les moteurs \u00e0 vapeur<\/span><\/strong><span>\u00a0et les\u00a0<\/span><strong><span>r\u00e9frig\u00e9rateurs<\/span><\/strong><span>\u00a0sont des exemples typiques de moteurs externes avec changement de phase du fluide de travail.\u00a0Le cycle thermodynamique typique utilis\u00e9 pour analyser ce processus est appel\u00e9 le\u00a0<\/span><strong><span>cycle de Rankine<\/span><\/strong><span>\u00a0, qui utilise g\u00e9n\u00e9ralement l&#8217;eau comme fluide de travail.<\/span><\/p>\n<p><span>Le\u00a0<\/span><strong><span>cycle de Rankine<\/span><\/strong><span>\u00a0d\u00e9crit de pr\u00e8s les processus des moteurs thermiques \u00e0 vapeur que l&#8217;on trouve couramment dans la plupart des\u00a0<\/span><strong><span>centrales thermiques<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Les sources de chaleur utilis\u00e9es dans ces centrales sont g\u00e9n\u00e9ralement la combustion de combustibles fossiles tels que le charbon, le gaz naturel ou encore la\u00a0<\/span><strong><span>fission nucl\u00e9aire<\/span><\/strong><span>\u00a0.<\/span><\/p>\n<p><span>Une\u00a0<\/span><a title=\"Centrale nucl\u00e9aire\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/\"><strong><span>centrale nucl\u00e9aire<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0(centrale nucl\u00e9aire) ressemble \u00e0 une centrale thermique standard \u00e0 une exception pr\u00e8s.\u00a0La source de chaleur dans la centrale nucl\u00e9aire est un\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-reactor\/\"><strong><span>r\u00e9acteur nucl\u00e9aire<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0.\u00a0Comme c&#8217;est typique dans toutes les centrales thermiques conventionnelles, la chaleur est utilis\u00e9e pour g\u00e9n\u00e9rer de la\u00a0<\/span><a title=\"Propri\u00e9t\u00e9s de Steam - Qu'est-ce que Steam\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/quest-ce-que-steam-proprietes-de-steam-definition\/\"><span>vapeur<\/span><\/a><span>\u00a0qui entra\u00eene une turbine \u00e0 vapeur connect\u00e9e \u00e0 un g\u00e9n\u00e9rateur qui produit de l&#8217;\u00e9lectricit\u00e9.<\/span><\/p>\n<p><span>La plupart des\u00a0<\/span><strong><span>centrales nucl\u00e9aires<\/span><\/strong><span>\u00a0exploitent g\u00e9n\u00e9ralement\u00a0<\/span><strong><span>des turbines \u00e0 vapeur \u00e0 condensation \u00e0 plusieurs \u00e9tages<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Dans ces turbines, l&#8217;\u00e9tage haute pression re\u00e7oit de la\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/quest-ce-que-steam-proprietes-de-steam-definition\/\"><span>vapeur<\/span><\/a><span>\u00a0(cette vapeur est presque de la vapeur satur\u00e9e &#8211; x = 0,995 &#8211; point C sur la figure;\u00a0<\/span><strong><span>6 MPa<\/span><\/strong><span>\u00a0; 275,6 \u00b0 C) d&#8217;un g\u00e9n\u00e9rateur de vapeur et l&#8217;\u00e9vacue vers un s\u00e9parateur-r\u00e9chauffeur d&#8217;humidit\u00e9 (point D ).\u00a0La vapeur doit \u00eatre r\u00e9chauff\u00e9e afin d&#8217;\u00e9viter les dommages qui pourraient \u00eatre caus\u00e9s aux pales de la turbine \u00e0 vapeur par\u00a0<\/span><a title=\"Qualit\u00e9 de vapeur - Fraction de s\u00e9cheresse\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-nuclear-engineering\/properties-steam-what-is-steam\/vapor-quality-dryness-fraction\/\"><span>une vapeur<\/span><\/a><span>\u00a0de\u00a0<a title=\"Qualit\u00e9 de vapeur - Fraction de s\u00e9cheresse\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/materials-nuclear-engineering\/properties-steam-what-is-steam\/vapor-quality-dryness-fraction\/\">mauvaise qualit\u00e9<\/a>\u00a0.\u00a0Le r\u00e9chauffeur chauffe la vapeur (point D), puis la vapeur est dirig\u00e9e vers l&#8217;\u00e9tage basse pression de la turbine \u00e0 vapeur, o\u00f9 elle se d\u00e9tend (point E \u00e0 F).\u00a0La vapeur \u00e9vacu\u00e9e se condense ensuite dans le condenseur et se trouve \u00e0 une pression bien inf\u00e9rieure \u00e0 la pression atmosph\u00e9rique (pression absolue de<\/span><strong><span>0,008 MPa<\/span><\/strong><span>\u00a0), et est dans un \u00e9tat partiellement condens\u00e9 (point F), g\u00e9n\u00e9ralement d&#8217;une qualit\u00e9 proche de 90%.<\/span><\/p>\n<p><span>Dans ce cas, les g\u00e9n\u00e9rateurs de vapeur, les turbines \u00e0 vapeur, les condenseurs et les pompes \u00e0 eau d&#8217;alimentation constituent un moteur thermique, soumis aux limitations d&#8217;efficacit\u00e9 impos\u00e9es par la\u00a0<\/span><strong><span>deuxi\u00e8me loi de la thermodynamique<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Dans le cas id\u00e9al (pas de frottement, processus r\u00e9versibles, conception parfaite), ce moteur thermique aurait une efficacit\u00e9 Carnot de<\/span><\/p>\n<p><span>= 1 &#8211; T\u00a0<\/span><sub><span>froid<\/span><\/sub><span>\u00a0\/ T\u00a0<\/span><sub><span>chaud<\/span><\/sub><span>\u00a0= 1 &#8211; 315\/549 = 42,6%<\/span><\/p>\n<p><span>o\u00f9 la temp\u00e9rature du r\u00e9servoir chaud est de 275,6 \u00b0 C (548,7 K), la temp\u00e9rature du r\u00e9servoir froid est de 41,5 \u00b0 C (314,7 K).\u00a0Mais la centrale nucl\u00e9aire est le\u00a0<\/span><strong><span>v\u00e9ritable moteur thermique<\/span><\/strong><span>\u00a0, dans lequel les processus thermodynamiques sont en quelque sorte irr\u00e9versibles.\u00a0Ils ne se font pas infiniment lentement.\u00a0Dans les appareils r\u00e9els (tels que les turbines, les pompes et les compresseurs), un frottement m\u00e9canique et des pertes de chaleur entra\u00eenent des pertes d&#8217;efficacit\u00e9 suppl\u00e9mentaires.<\/span><\/p>\n<p><span>Par cons\u00e9quent, les centrales nucl\u00e9aires ont g\u00e9n\u00e9ralement une efficacit\u00e9 d&#8217;environ 33%.\u00a0Dans les centrales nucl\u00e9aires modernes, l&#8217;efficacit\u00e9 thermodynamique globale est d&#8217;environ\u00a0<\/span><strong><span>un tiers<\/span><\/strong><span>\u00a0(33%), de sorte que\u00a0<\/span><strong><span>3 000 MWth<\/span><\/strong><span>\u00a0d&#8217;\u00e9nergie thermique provenant de la r\u00e9action de fission sont n\u00e9cessaires pour g\u00e9n\u00e9rer\u00a0<\/span><strong><span>1 000 MWe<\/span><\/strong><span>\u00a0d&#8217;\u00e9nergie \u00e9lectrique.<\/span><\/p>\n<p><span>Selon le principe de Carnot, des rendements plus \u00e9lev\u00e9s peuvent \u00eatre atteints en augmentant la\u00a0<\/span><strong><span>temp\u00e9rature<\/span><\/strong><span>\u00a0de la vapeur.\u00a0Mais cela n\u00e9cessite une augmentation des pressions \u00e0 l&#8217;int\u00e9rieur des chaudi\u00e8res ou des g\u00e9n\u00e9rateurs de vapeur.\u00a0Cependant, des consid\u00e9rations m\u00e9tallurgiques imposent des limites sup\u00e9rieures \u00e0 ces pressions.\u00a0De ce point de vue,\u00a0<\/span><a title=\"R\u00e9acteur \u00e0 eau supercritique - SCWR\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/reactor-types\/supercritical-water-reactor-scwr\/\"><strong><span>les r\u00e9acteurs \u00e0 eau supercritique<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0sont consid\u00e9r\u00e9s comme une avanc\u00e9e prometteuse pour\u00a0<\/span><a title=\"Centrale nucl\u00e9aire\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/\"><span>les centrales nucl\u00e9aires en<\/span><\/a><span>\u00a0raison de leur\u00a0<\/span><strong><span>efficacit\u00e9 thermique \u00e9lev\u00e9e<\/span><\/strong><span>\u00a0(~ 45% contre ~ 33% pour les r\u00e9acteurs \u00e0 eau courante actuels).\u00a0Les SCWR fonctionnent \u00e0 une\u00a0<\/span><strong><span>pression supercritique<\/span><\/strong><span>\u00a0(c&#8217;est-\u00e0-dire sup\u00e9rieure \u00e0 22,1 MPa).<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2><span>L&#8217;efficacit\u00e9 thermique et le deuxi\u00e8me principe<\/span><\/h2>\n<p><span>Un\u00a0<\/span><strong><span>moteur thermique id\u00e9al<\/span><\/strong><span>\u00a0est un moteur imaginaire dans lequel l&#8217;\u00e9nergie extraite sous forme de chaleur du r\u00e9servoir \u00e0 haute temp\u00e9rature est enti\u00e8rement convertie pour fonctionner.\u00a0Mais selon la\u00a0<\/span><strong><span>d\u00e9claration de Kelvin-Planck<\/span><\/strong><span>\u00a0, un tel moteur violerait le deuxi\u00e8me principe de la thermodynamique, car il doit y avoir des pertes dans le processus de conversion.\u00a0La chaleur nette ajout\u00e9e au syst\u00e8me doit \u00eatre sup\u00e9rieure au travail net effectu\u00e9 par le syst\u00e8me.<\/span><\/p>\n<p><strong><span>D\u00e9claration de Kelvin-Planck:<\/span><\/strong><\/p>\n<p><em><span>\u00abIl est impossible de construire un appareil qui fonctionne sur un cycle et ne produit aucun autre effet que la production de travail et le transfert de chaleur d&#8217;un seul corps\u00bb.<\/span><\/em><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2><span>Formule d&#8217;efficacit\u00e9 thermique<\/span><\/h2>\n<p><span>A la\u00a0suite de cette d\u00e9claration, nous d\u00e9finissons le\u00a0<\/span><strong><span>rendement thermique<\/span><\/strong><span>\u00a0,\u00a0<\/span><strong><em><span>\u03b7\u00a0<\/span><\/em><\/strong><strong><em><sub><span>e<\/span><\/sub><\/em><\/strong><span>\u00a0, d&#8217;un moteur thermique en\u00a0tant que rapport du\u00a0<\/span><a title=\"Travail en thermodynamique\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/quest-ce-que-le-travail-en-thermodynamique-definition\/\"><span>travail<\/span><\/a><span>\u00a0qu&#8217;il fait,\u00a0<\/span><strong><span>W<\/span><\/strong><span>\u00a0, \u00e0 la\u00a0<\/span><a title=\"La chaleur en thermodynamique\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/quest-ce-que-la-chaleur-en-physique-chaleur-definition\/\"><span>chaleur<\/span><\/a><span>\u00a0d&#8217; entr\u00e9e \u00e0 la temp\u00e9rature \u00e9lev\u00e9e, Q\u00a0<\/span><sub><span>H<\/span><\/sub><span>\u00a0.<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-formula-1.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-16945 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-formula-1.png\" alt=\"formule d'efficacit\u00e9 thermique - 1\" width=\"125\" height=\"82\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-formula-1.png\" \/><\/a><\/p>\n<p><span>L&#8217;\u00a0<\/span><strong><span>efficacit\u00e9 thermique<\/span><\/strong><span>\u00a0,\u00a0<\/span><strong><em><span>\u03b7\u00a0<\/span><\/em><\/strong><strong><em><sub><span>th<\/span><\/sub><\/em><\/strong><span>\u00a0, repr\u00e9sente la fraction de\u00a0<\/span><strong><span>chaleur<\/span><\/strong><span>\u00a0,\u00a0<\/span><strong><span>Q\u00a0<\/span><sub><span>H<\/span><\/sub><\/strong><span>\u00a0, qui est convertie\u00a0<\/span><strong><span>en travail<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Il s&#8217;agit d&#8217;une mesure de performance sans dimension d&#8217;un moteur thermique qui utilise l&#8217;\u00e9nergie thermique, comme une turbine \u00e0 vapeur, un moteur \u00e0 combustion interne ou un r\u00e9frig\u00e9rateur.\u00a0Pour une r\u00e9frig\u00e9ration ou des pompes \u00e0 chaleur, l&#8217;efficacit\u00e9 thermique indique dans quelle mesure l&#8217;\u00e9nergie ajout\u00e9e par le travail est convertie en chaleur nette.\u00a0Puisqu&#8217;il s&#8217;agit d&#8217;un nombre sans dimension, nous devons toujours exprimer W, Q\u00a0<\/span><sub><span>H<\/span><\/sub><span>\u00a0et Q\u00a0<\/span><sub><span>C<\/span><\/sub><span>\u00a0dans les m\u00eames unit\u00e9s.<\/span><\/p>\n<p><span>Puisque l&#8217;\u00e9nergie est conserv\u00e9e selon la\u00a0<\/span><a title=\"Premi\u00e8re loi de la thermodynamique\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/quelle-est-la-premiere-loi-de-la-thermodynamique-definition\/\"><strong><span>premi\u00e8re loi de la thermodynamique<\/span><\/strong>\u00a0<\/a><span>et que l&#8217;\u00e9nergie ne peut pas \u00eatre convertie pour fonctionner compl\u00e8tement, l&#8217;apport de chaleur, Q\u00a0<\/span><sub><span>H<\/span><\/sub><span>\u00a0, doit \u00eatre \u00e9gal au travail effectu\u00e9, W, plus la chaleur qui doit \u00eatre dissip\u00e9e sous forme de\u00a0<\/span><strong><span>chaleur r\u00e9siduelle Q\u00a0<\/span><sub><span>C<\/span><\/sub><\/strong><span>\u00a0dans le environnement.\u00a0Par cons\u00e9quent, nous pouvons r\u00e9\u00e9crire la formule de l&#8217;efficacit\u00e9 thermique comme suit:<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-formula-2.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-medium wp-image-16944 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-formula-2-300x71.png\" alt=\"formule d'efficacit\u00e9 thermique - 2\" width=\"300\" height=\"71\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-formula-2-300x71.png\" \/><\/a><\/p>\n<p><span>Pour donner l&#8217;efficacit\u00e9 en pourcentage, nous multiplions la formule pr\u00e9c\u00e9dente par 100. Notez que,\u00a0<\/span><strong><em><span>\u03b7\u00a0<\/span><\/em><\/strong><strong><em><sub><span>th<\/span><\/sub><\/em><\/strong><span>\u00a0pourrait \u00eatre de 100% seulement si la chaleur perdue Q\u00a0<\/span><sub><span>C<\/span><\/sub><span>\u00a0sera nulle.<\/span><\/p>\n<p><span>En g\u00e9n\u00e9ral, l&#8217;efficacit\u00e9 m\u00eame des\u00a0<\/span><strong><span>meilleurs moteurs thermiques<\/span><\/strong><span>\u00a0est assez faible.\u00a0Bref, il est\u00a0<\/span><strong><span>tr\u00e8s difficile<\/span><\/strong><span>\u00a0de convertir l&#8217;\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/quest-ce-que-lenergie-interne-energie-thermique-definition\/\"><span>\u00e9nergie thermique<\/span><\/a><span>\u00a0\u00e0\u00a0<\/span><a title=\"Qu'est-ce que l'\u00e9nergie m\u00e9canique\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/what-is-mechanical-energy\/\"><span>\u00e9nergie m\u00e9canique<\/span><\/a><span>\u00a0.\u00a0Les rendements thermiques sont g\u00e9n\u00e9ralement\u00a0<\/span><strong><span>inf\u00e9rieurs \u00e0 50%<\/span><\/strong><span>\u00a0et souvent tr\u00e8s inf\u00e9rieurs.\u00a0Soyez prudent lorsque vous le comparez aux rendements de l&#8217;\u00e9nergie \u00e9olienne ou hydraulique (les \u00e9oliennes ne sont pas des moteurs thermiques), il n&#8217;y a pas de conversion d&#8217;\u00e9nergie entre l&#8217;\u00e9nergie thermique et m\u00e9canique.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2><span>Causes d&#8217;inefficacit\u00e9<\/span><\/h2>\n<p><span>Comme cela a \u00e9t\u00e9 discut\u00e9, une efficacit\u00e9 peut varier entre 0 et 1. Chaque moteur thermique est en quelque sorte inefficace.\u00a0Cette inefficacit\u00e9 peut \u00eatre attribu\u00e9e \u00e0 trois causes.<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><strong><span>Irr\u00e9versibilit\u00e9 des processus<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Il existe une limite sup\u00e9rieure th\u00e9orique globale \u00e0 l&#8217;efficacit\u00e9 de la conversion de la chaleur pour fonctionner dans n&#8217;importe quel moteur thermique.\u00a0Cette limite sup\u00e9rieure est appel\u00e9e\u00a0<\/span><strong><span>efficacit\u00e9 Carnot<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Selon le\u00a0<\/span><strong><span>principe Carnot<\/span><\/strong><span>\u00a0, aucun moteur ne peut \u00eatre plus efficace qu&#8217;un moteur r\u00e9versible (\u00a0<\/span><strong><span>un moteur thermique Carnot<\/span><\/strong><span>\u00a0) fonctionnant entre les m\u00eames r\u00e9servoirs haute temp\u00e9rature et basse temp\u00e9rature.\u00a0Par exemple, lorsque le r\u00e9servoir chaud a T\u00a0<\/span><sub><span>chaud<\/span><\/sub><span>\u00a0de 400 \u00b0 C (673 K) et T\u00a0<\/span><sub><span>froid<\/span><\/sub><span>\u00a0d&#8217;environ 20 \u00b0 C (293 K), l&#8217;efficacit\u00e9 maximale (id\u00e9ale) sera: = 1 &#8211; T\u00a0<\/span><sub><span>froid<\/span><\/sub><span>\u00a0\/ T\u00a0<\/span><sub><span>chaud<\/span><\/sub><span>\u00a0= 1 &#8211; 293 \/ 673 = 56%.\u00a0Mais tous les processus thermodynamiques r\u00e9els sont en quelque sorte\u00a0<\/span><strong><span>irr\u00e9versibles<\/span><\/strong><span>.\u00a0Ils ne se font pas infiniment lentement.\u00a0Par cons\u00e9quent, les moteurs thermiques doivent avoir des rendements inf\u00e9rieurs aux limites de leur rendement en raison de l&#8217;irr\u00e9versibilit\u00e9 inh\u00e9rente du cycle du moteur thermique qu&#8217;ils utilisent.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Pr\u00e9sence de friction et de pertes de chaleur.\u00a0<\/span><\/strong><span>Dans les syst\u00e8mes thermodynamiques r\u00e9els ou dans les moteurs thermiques r\u00e9els, une partie de l&#8217;inefficacit\u00e9 globale du cycle est due aux pertes des composants individuels.\u00a0Dans les appareils r\u00e9els (tels que les turbines, les pompes et les compresseurs), un\u00a0<\/span><strong><span>frottement m\u00e9canique<\/span><\/strong><span>\u00a0,\u00a0<\/span><strong><span>des pertes de chaleur<\/span><\/strong><span>\u00a0et des pertes dans le processus de combustion entra\u00eenent des pertes d&#8217;efficacit\u00e9 suppl\u00e9mentaires.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Inefficacit\u00e9 de la conception<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Enfin, la derni\u00e8re et aussi importante source d&#8217;inefficacit\u00e9 provient des\u00a0<\/span><strong><span>compromis<\/span><\/strong><span>\u00a0faits par les\u00a0<\/span><strong><span>ing\u00e9nieurs<\/span><\/strong><span>\u00a0lors de la conception d&#8217;un moteur thermique (par exemple une centrale \u00e9lectrique).\u00a0Ils doivent tenir compte des co\u00fbts et d&#8217;autres facteurs dans la conception et le fonctionnement du cycle.\u00a0\u00c0 titre d&#8217;exemple, consid\u00e9rons la conception du\u00a0<\/span><strong><span>condenseur<\/span><\/strong><span>\u00a0dans les centrales thermiques.\u00a0Id\u00e9alement, la vapeur \u00e9vacu\u00e9e dans le condenseur n&#8217;aurait\u00a0<\/span><strong><span>pas de sous-refroidissement<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Mais les vrais condenseurs sont con\u00e7us pour sous-refroidir le liquide de quelques degr\u00e9s Celsius afin d&#8217;\u00e9viter la\u00a0<\/span><a title=\"Cavitation d'aspiration\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/fluid-dynamics\/centrifugal-pumps\/cavitation\/suction-cavitation\/\"><strong><span>cavitation d&#8217;aspiration<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0dans les pompes \u00e0 condensats.\u00a0Mais, ce sous-refroidissement augmente l&#8217;inefficacit\u00e9 du cycle, car plus d&#8217;\u00e9nergie est n\u00e9cessaire pour r\u00e9chauffer l&#8217;eau.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spacer\"><\/div>\n<h2><span>Efficacit\u00e9 thermique des moteurs thermiques<\/span><\/h2>\n<p><span>En g\u00e9n\u00e9ral, l&#8217;efficacit\u00e9 m\u00eame des meilleurs moteurs thermiques est assez faible.\u00a0Bref, il est\u00a0<\/span><strong><span>tr\u00e8s difficile de convertir l&#8217;\u00e9nergie thermique en \u00e9nergie m\u00e9canique<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Les rendements thermiques sont g\u00e9n\u00e9ralement inf\u00e9rieurs \u00e0 50% et souvent tr\u00e8s inf\u00e9rieurs.<\/span><\/p>\n<figure id=\"attachment_16961\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-16961\"><a href=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-engines-turbines-min.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-16961 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-engines-turbines-min-300x222.png\" alt=\"Takaishi, Tatsuo;  Numata, Akira;  Nakano, Ryouji;  Sakaguchi, Katsuhiko (mars 2008).\" width=\"300\" height=\"222\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/thermal-engineering.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/thermal-efficiency-engines-turbines-min-300x222.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-16961\" class=\"wp-caption-text\"><span>Takaishi, Tatsuo;\u00a0Numata, Akira;\u00a0Nakano, Ryouji;\u00a0Sakaguchi, Katsuhiko (mars 2008).\u00a0\u00abApproche des moteurs diesel et \u00e0 gaz \u00e0 haut rendement\u00bb (PDF).\u00a0Revue technique Mitsubishi Heavy Industries.\u00a045 (1).\u00a0R\u00e9cup\u00e9r\u00e9 le 04\/02\/2011.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<p><span>Il est facile de produire de l&#8217;\u00e9nergie thermique en effectuant des travaux, par exemple par n&#8217;importe quel processus de friction.\u00a0Mais obtenir du travail \u00e0 partir de l&#8217;\u00e9nergie thermique est plus difficile.\u00a0Il est \u00e9troitement associ\u00e9 au\u00a0<\/span><a title=\"Qu'est-ce que l'entropie\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/what-is-entropy\/\"><strong><span>concept d&#8217;entropie<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0, qui quantifie l&#8217;\u00e9nergie d&#8217;une substance qui n&#8217;est plus disponible pour effectuer un travail utile.\u00a0Par exemple, l&#8217;\u00e9lectricit\u00e9 est particuli\u00e8rement utile car elle a\u00a0<strong>une entropie\u00a0<\/strong><\/span><strong><span>tr\u00e8s\u00a0<\/span><\/strong><strong><span>faible<\/span><\/strong><span>\u00a0(est tr\u00e8s ordonn\u00e9e) et peut \u00eatre convertie en d&#8217;autres formes d&#8217;\u00e9nergie\u00a0<\/span><strong><span>tr\u00e8s efficacement<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Soyez prudent lorsque vous le comparez aux rendements de l&#8217;\u00e9nergie \u00e9olienne ou hydraulique (les \u00e9oliennes ne sont pas des moteurs thermiques), il n&#8217;y a pas de conversion d&#8217;\u00e9nergie entre l&#8217;\u00e9nergie thermique et m\u00e9canique.<\/span><\/p>\n<p><span>L&#8217;efficacit\u00e9 thermique des diff\u00e9rents moteurs thermiques con\u00e7us ou utilis\u00e9s aujourd&#8217;hui a une large gamme:<\/span><\/p>\n<p><strong><span>Par exemple:<\/span><\/strong><\/p>\n<p><strong><span>Transport<\/span><\/strong><\/p>\n<ul>\n<li><span>Au milieu du XXe si\u00e8cle, une\u00a0<\/span><strong><span>locomotive \u00e0 vapeur<\/span><\/strong><span>\u00a0typique\u00a0avait un rendement thermique d&#8217;environ\u00a0<\/span><strong><span>6%<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Cela signifie que pour 100 MJ de charbon br\u00fbl\u00e9, 6 MJ de puissance m\u00e9canique ont \u00e9t\u00e9 produits.<\/span><\/li>\n<li><span>Un\u00a0<\/span><strong><span>moteur automobile \u00e0 essence<\/span><\/strong><span>\u00a0typique\u00a0fonctionne \u00e0 environ\u00a0<\/span><strong><span>25% \u00e0 30%<\/span><\/strong><span>\u00a0de l&#8217;efficacit\u00e9 thermique.\u00a0Environ 70 \u00e0 75% sont rejet\u00e9s comme chaleur perdue sans \u00eatre convertis en travail utile, c&#8217;est-\u00e0-dire travail livr\u00e9 aux roues.<\/span><\/li>\n<li><span>Un\u00a0<\/span><strong><span>moteur automobile diesel<\/span><\/strong><span>\u00a0typique\u00a0fonctionne \u00e0 environ\u00a0<\/span><strong><span>30% \u00e0 35%<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0En g\u00e9n\u00e9ral, les moteurs utilisant le cycle Diesel sont g\u00e9n\u00e9ralement plus efficaces.<\/span><\/li>\n<li><span>En 2014, de nouvelles r\u00e9glementations ont \u00e9t\u00e9 introduites pour\u00a0<\/span><strong><span>les voitures<\/span><\/strong><span>\u00a0de\u00a0<strong>Formule 1<\/strong>\u00a0.\u00a0Ces r\u00e9glementations du sport automobile ont pouss\u00e9 les \u00e9quipes \u00e0 d\u00e9velopper des unit\u00e9s de puissance tr\u00e8s efficaces.\u00a0Selon Mercedes, leur unit\u00e9 de puissance atteint d\u00e9sormais\u00a0<\/span><strong><span>plus de 45%<\/span><\/strong><span>\u00a0et pr\u00e8s de 50% d&#8217;efficacit\u00e9 thermique, soit 45 \u00e0 50% de l&#8217;\u00e9nergie potentielle du carburant est fournie aux roues.<\/span><\/li>\n<li><span>Le moteur diesel a le rendement thermique le plus \u00e9lev\u00e9 de tous les moteurs \u00e0 combustion pratiques.\u00a0<\/span><strong><span>Les moteurs diesel \u00e0 basse vitesse<\/span><\/strong><span>\u00a0(utilis\u00e9s sur les navires) peuvent avoir une efficacit\u00e9 thermique sup\u00e9rieure \u00e0\u00a0<\/span><strong><span>50%<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Le plus gros moteur diesel au monde culmine \u00e0 51,7%.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p><strong><span>Ing\u00e9nierie \u00e9lectrique<\/span><\/strong><\/p>\n<ul>\n<li><strong><span>Conversion d&#8217;\u00e9nergie thermique des oc\u00e9ans (OTEC).\u00a0OTEC<\/span><\/strong><span>\u00a0est un moteur thermique tr\u00e8s sophistiqu\u00e9 qui utilise la diff\u00e9rence de temp\u00e9rature entre les eaux de mer plus profondes et plus chaudes pour faire fonctionner une turbine \u00e0 basse pression.\u00a0La\u00a0<\/span><strong><span>diff\u00e9rence de temp\u00e9rature \u00e9tant faible<\/span><\/strong><span>\u00a0, environ 20 \u00b0 C, son efficacit\u00e9 thermique est \u00e9galement tr\u00e8s faible,\u00a0<\/span><strong><span>environ 3%<\/span><\/strong><span>\u00a0.<\/span><\/li>\n<li><span>Dans les\u00a0<\/span><a title=\"Centrale nucl\u00e9aire\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/\"><strong><span>centrales nucl\u00e9aires<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0modernes\u00a0<a title=\"Centrale nucl\u00e9aire\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/\"><strong>,<\/strong><\/a>\u00a0le rendement thermique global est d&#8217;environ\u00a0<\/span><strong><span>un tiers<\/span><\/strong><span>\u00a0(33%), de sorte que\u00a0<\/span><strong><span>3000 MWth<\/span><\/strong><span>\u00a0d&#8217;\u00e9nergie thermique provenant de la r\u00e9action de fission sont n\u00e9cessaires pour g\u00e9n\u00e9rer\u00a0<\/span><strong><span>1000 MWe<\/span><\/strong><span>\u00a0d&#8217;\u00e9nergie \u00e9lectrique.\u00a0Des rendements plus \u00e9lev\u00e9s peuvent \u00eatre atteints en augmentant la\u00a0<\/span><strong><span>temp\u00e9rature<\/span><\/strong><span>\u00a0de la\u00a0<\/span><a title=\"Propri\u00e9t\u00e9s de Steam - Qu'est-ce que Steam\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/quest-ce-que-steam-proprietes-de-steam-definition\/\"><span>vapeur<\/span><\/a><span>\u00a0.\u00a0Mais cela n\u00e9cessite une augmentation des pressions \u00e0 l&#8217;int\u00e9rieur des chaudi\u00e8res ou\u00a0<\/span><a title=\"G\u00e9n\u00e9rateur de vapeur\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/steam-generator\/\"><span>des g\u00e9n\u00e9rateurs de vapeur<\/span><\/a><span>.\u00a0Cependant, des consid\u00e9rations m\u00e9tallurgiques imposent des limites sup\u00e9rieures \u00e0 ces pressions.\u00a0Par rapport \u00e0 d&#8217;autres sources d&#8217;\u00e9nergie, le rendement thermique de 33% n&#8217;est pas beaucoup.\u00a0Mais il faut noter que les centrales nucl\u00e9aires sont beaucoup plus complexes que les centrales \u00e0 combustibles fossiles et qu&#8217;il est beaucoup plus facile de br\u00fbler des combustibles fossiles que de produire de l&#8217;\u00e9nergie \u00e0 partir de\u00a0<\/span><a title=\"Combustible nucl\u00e9aire\" href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/nuclear-fuel\/\"><span>combustibles nucl\u00e9aires<\/span><\/a><span>\u00a0.<\/span><\/li>\n<li><span>Les centrales \u00e9lectriques \u00e0 combustibles fossiles sous-critiques, qui fonctionnent sous\u00a0<\/span><strong><span>une pression critique<\/span><\/strong><span>\u00a0(c&#8217;est-\u00e0-dire inf\u00e9rieure \u00e0 22,1 MPa), peuvent atteindre une efficacit\u00e9 de 36 \u00e0 40%.<\/span><\/li>\n<li><span>Les\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/reactor-types\/supercritical-water-reactor-scwr\/\"><strong><span>r\u00e9acteurs \u00e0 eau supercritique<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0sont consid\u00e9r\u00e9s comme une avanc\u00e9e prometteuse pour\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power-plant\/\"><span>les centrales nucl\u00e9aires en<\/span><\/a><span>\u00a0raison de leur\u00a0<\/span><strong><span>efficacit\u00e9 thermique \u00e9lev\u00e9e<\/span><\/strong><span>\u00a0(~ 45% contre ~ 33% pour les REO actuels).<\/span><\/li>\n<li><span>Les centrales \u00e0 combustibles fossiles supercritiques, qui fonctionnent \u00e0 une\u00a0<\/span><strong><span>pression supercritique<\/span><\/strong><span>\u00a0(c&#8217;est-\u00e0-dire sup\u00e9rieure \u00e0 22,1 MPa), ont un rendement d&#8217;environ\u00a0<\/span><strong><span>43%<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Les centrales au charbon les plus efficaces et les plus complexes qui fonctionnent \u00e0\u00a0<\/span><strong><span>des\u00a0<\/span><\/strong><strong><span>pressions\u00a0<\/span><\/strong><span><strong>\u00abultra critiques\u00bb<\/strong>\u00a0(soit environ 30 MPa) et utilisent un r\u00e9chauffage \u00e0 plusieurs \u00e9tages atteignent une\u00a0efficacit\u00e9 d&#8217;\u00a0environ\u00a0<\/span><strong><span>48%<\/span><\/strong><span>\u00a0.<\/span><\/li>\n<li><span>Les\u00a0<\/span><strong><span>centrales<\/span><\/strong><span>\u00a0modernes \u00e0\u00a0<strong>turbine \u00e0 gaz \u00e0 cycle combin\u00e9<\/strong>\u00a0(CCGT), dans lesquelles le cycle thermodynamique se compose de\u00a0<\/span><strong><span>deux cycles de centrale \u00e9lectrique<\/span><\/strong><span>\u00a0(par exemple le cycle de Brayton et le cycle de Rankine), peuvent atteindre une efficacit\u00e9 thermique d&#8217;environ\u00a0<\/span><strong><span>55%<\/span><\/strong><span>\u00a0, contrairement \u00e0 un cycle unique de vapeur centrale qui se limite \u00e0 des rendements d&#8217;environ 35 \u00e0 45%.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\"><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<p>&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;.<\/p>\n<p>Cet article est bas\u00e9 sur la traduction automatique de l&#8217;article original en anglais. Pour plus d&#8217;informations, voir l&#8217;article en anglais. Pouvez vous nous aider Si vous souhaitez corriger la traduction, envoyez-la \u00e0 l&#8217;adresse: translations@nuclear-power.com ou remplissez le formulaire de traduction en ligne. Nous appr\u00e9cions votre aide, nous mettrons \u00e0 jour la traduction le plus rapidement possible. Merci<\/p>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>La deuxi\u00e8me loi de la thermodynamique (2e loi) est l&#8217;\u00e9tude des syst\u00e8mes de conversion d&#8217;\u00e9nergie.\u00a0Il fixe une limite sup\u00e9rieure \u00e0 l&#8217;efficacit\u00e9 de la conversion de la chaleur pour fonctionner dans les moteurs thermiques.\u00a0G\u00e9nie thermique Deuxi\u00e8me loi de la thermodynamique L&#8217;entropie de tout syst\u00e8me isol\u00e9 ne diminue jamais.\u00a0Dans un processus thermodynamique naturel, la somme des entropies &#8230; <a title=\"Qu&#8217;est-ce que le deuxi\u00e8me principe de la thermodynamique? D\u00e9finition\" class=\"read-more\" href=\"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/fr\/quest-ce-que-la-deuxieme-loi-de-la-thermodynamique-definition\/\" aria-label=\"En savoir plus sur Qu&#8217;est-ce que le deuxi\u00e8me principe de la thermodynamique? D\u00e9finition\">Lire la suite<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[8],"tags":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v15.4 - https:\/\/yoast.com\/wordpress\/plugins\/seo\/ -->\n<title>Qu&#039;est-ce que la deuxi\u00e8me loi de la thermodynamique? D\u00e9finition<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"La deuxi\u00e8me loi de la thermodynamique (2e loi) est l&#039;\u00e9tude des syst\u00e8mes de conversion d&#039;\u00e9nergie. 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