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Controverse sur le moteur à eau de Stanley Meyer
Aujourd'hui, Internet grouille de site web vantant les mérites de cette invention qui aurait été - selon ces mêmes sites - étouffée par les lobbies pétroliers et constructeurs automobile apeurés devant cette révolution. Mais on a beau chercher, aucune référence n'est jamais proposé par ces sites qui s'obstinnent à affirmer contre vent et marée que c'est un complot, que toutes les preuves auraient été dissimulées par les opposants à cette avancée et qu'il aurait été tué par empoisonnement par ses opposants. D'un autre coté, on trouve une population de sceptiques rejetant systématiquement ce concept de moteur à eau, refusant souvent de perdre leur temps en explication, ce procédé ne respectant pas selon eux les principes de conservation énergétique. Aussi, j'espère pouvoir vous proposer une approche différente de ce problème en essayant de n'apporter que des éléments vérifiables sur tout ce qui peut être dit sur le sujet. Le principe du moteur : Stanley Meyer prétendait avoir trouvé un procédé révolutionnaire pour effectuer une electrolyse de l'eau à basse consommation... Il prétendait ainsi obtenir par un principe de résonnance électromagnétique de l'eau de l'hydrogène et de l'oxygène gazeux qu'il pouvait ainsi utiliser comme un carburant ordinnaire dans un moteur à explosion classique. L'analyse des différents brevets déposés par Stanley Meyer révèlent que cela est possible en effectuant une electrolyse de l'eau utilisant un réacteur de sa conception, et en utilisant une fréquence du courant électrique spécifique [1] de 42 kHz [2] et constitué d'une succession de 5 impulsions électriques d'amplitude croissante [3]. De fait, Le principe pourrait s'énoncer comme suit : chaque impulsion provoque l'éloignement des 2 atomes d'hydrogène chargés positivements en direction de la cathode pendant que l'atome d'oxygène chargé négativement sont attiré vers l'anode, puis on relache la tension créé entre les noyaux en coupant l'électricité un bref laps de temps, de sorte à ce que la force électromagnétique des noyaux tendent à les laisser se rapprocher dans un mouvement oscillatoire, puis on applique une nouvelle impulsion électrique au moment de l'amplitude de crête. Ce phénomène - appelé résonnance - permet ainsi d'augmenter à chaque impulsion la tension entre les noyaux d'hydrogène et d'oxygène jusqu'à ce que l'énergie cumulée soit suffisante pour briser la liaison électromagnétique de l'eau, et ainsi laisser s'échapper l'oxygène et l'hydrogène sous forme gazeux. Le brevet 4,798,661 déposé par Stanley Meyer décrit le schéma électrique de l'oscillateur utilisé, et le brevet 4,613,779 décrit la façon dont doit être conçu le "pulser" qui servira de couple anode-cathode. Les brevets 5,149,407 - 4,826,581 - 4,613,304 - 4,465,455 - 4,421,474 et 4,389,981 décrivent la mise en place pratique des principes sus évoqués, le mélange dioxygène / dihydrogène étant injecter par un carburateur de sa conception dans un cylindre à piston classique. Il adaptera un prototype de son procédé sur un buggy Wolkswagen, l'énergie électrique nécessaire à l'électrolyse de l'eau devant être fournit simplement par l'alténateur du véhicule [5]. Le procès Stanley Meyer Mais le prototype n'ayant jamais tenu ses promesses[5] et le rendement énergétique de l'électrolyse étant inférieur à 1 comme c'est le cas sur tout moteur classique[6], des poursuites furent engagées par les investisseurs de Stanley Meyer en 1996. Le prototype devait fonctionnait avec de l'eau comme carburant et une simple batterie automobile. Ce dernier était en effet censé pouvoir traverser les états unis avec 83 litres d'eau [7]. Des experts venus de l'université de Londres et de la "Royal Academy of Engineering ", se penchèrent sur le prototype et en conclurent que le rendement était celui d'une électrolyse normale. Stanley Meyer fut condamner par la cour américaine à verser 25.000$ de dommage et intêrets à ses investisseurs pour fraude manifeste[2]. Aussi, est-il interessant de se pencher un peu sur les lois de la physique afin d'essayer de déterminer la validité de ce concept, et de vérifier si conformément aux accusations des experts tels que Michael Laughton cela relève de l'arnaque pure et simple ou s'il est possible que des éléments extérieurs aient influé sur cet echec... Physique de l'électrolyse Comme évoqué précedemment, l'énergie du moteur provient de la combustion classique dans le bloc moteur des gaz obtenus par electrolyse de l'eau liquide. Avant toute chose, calculons donc l'enthalpie de la réaction de recombinaison du di-hydrogène et du di-oxygène en eau. Une réaction d'électrolyse est une réaction d'oxydo-réduction inversée et forcée par un apport d'énergie électrique qui aura pour formule simplifiée 2 H2O -> 2 H2 + O2 En réalité, la formule peut être décomposée en 2 sous réactions se produisant respectivement au niveau de l'anode et de cathode. Cela implique de travailler avec la forme ionique de l'eau (l'eau est ampholyte) naturellement dissociée en ion hydronium de formule H3O+ et en ions hydroxydes OH- pour pouvoir mettre en évidence les électrons dans la réaction. En réalité, la concentration de ces ions par rapport aux molécules d'eau est très faible, de l'ordre de 10 puissance -14. Pour information, c'est le rapport de présence entre les ions hydronium et H2O dans une solution acqueuse qui en détermine le pH (le pH correspond au logarithme en base 10 de la concentration d'ion hydronium). 4OH− → O2 + 2H2O + 4e− 4H3O+ + 4e− → 2H2 + 4H2O 2 H2O -> 2 H2 + O2 ou encore H2O -> 1/2 O2 + H2 Si on veut considérer l'enthalpie de la réaction : Energie de liaison O-H : 460 kJ / mol [10] Recombinaison exothermique de l'hydrogène en di-hydrogène H + H -> H2 : 432 kJ/mol[10] Recombinaison exothermique de l'oxygène en di-oxygène : O + O -> O2 : 494 kJ / mol [10] Il y a 2 liaisons hydrogène-oxygène dans une molécule d'eau. L'énergie potentielle des liaisons hydrogène de l'eau est donc de 460 * 2 = 920 kJ / mol. La recombinaison des gaz en système binaire de son coté va donner si on considère l'équation 2 H2O -> O2 + 2 H2 : 494 + 2 * 432 = 1358 Soit pour une seule molécule d'eau 1358 / 2 = 679 kJ / mol L'énergie totale de dissociation sera donc de -920 + 679 = -241 kJ / mol. Ramené en kg, sachant que 1 mole d'hydrogène correspond à environ 2 grammes, il faut (1000 / 2) * 241 = 120500 kJ / kh de H2 produit. Combustion de l'ydrogène dans le dioxygène : La combustion de l'hydrogène consiste a faire le procédé inverse de celui évoqué ci-dessus. H2 + 1/2 O2 -> H20 energie 2 H-O = 2 x 460 kJ = 920 kJ [10] energie H2 -> H + H = 432 kJ / mol energie 0.5 (O2 -> O + O) = 0.5 * 494 = 247 kJ / mole donc une réaction exothermique de 920 - 679 = 241 kJ / mole. Rien de surprenant à cela, l'énergie de recombinaison de H2 et O2 en eau est strictement la même que celle de dissociation de l'eau en H2 et O2... Cela respecte de principe de conservation énergétique. La recombinaison est donc exothermique. Dans le cadre d'une combustion, la réaction est extrêmement rapide, et cela donne lieu à une explosion. Principes physiques de la résonnance Nous avons vu ci-dessus que l'énergie de dissociation de l'eau par électrolyse à un bilan énergétique strictement égale à celui de la combustion. Aucune énergie ne peut donc être récupérée d'un système décomposant l'eau pour la recombiner ensuite lors d'une électrolyse classique. Or, Stanley Meyer propose une solution basée sur un phénomène de résonnance pour tenter de réduire l'énergie de dissociation des molécules d'eau, et ainsi obtenir un bilan énergétique positif en brulant les composés obtenus lors de la dissociation. Pour vérifier la validité de cette théorie, nous devons donc nous pencher sur la physique du principe de résonnance et vérifier qu'il est bien possible d'atteindre les 241 kJ / mol nécessaire à la dissociation de la molécule d'eau en injectant de l'energie par intermitence dans le système conformément à ce que prédit le brevet 4,936,961 de Stanley Meyer. Mais d'abord, petit rappel sur le principe de résonnance! La résonnance est un phénomène qui se produit dans un système en oscillation (mécanique, électrostatique ou électromagnétique) lorsque l'on apporte au système une énergie plus ou moins importante au moment de l'amplitude de crète de l'oscillation (Les impulsions doivent être en phase) [11]. De ce fait, l'amplitude de l'oscillation augmente à chaque nouvel apport énergétique. Il est ainsi possible d'atteindre une amplitude très importante en apportant de façon successive de petites quantité d'énergie qui vont se cumuler dans le système, au point d'atteindre la limite de résitance du système et le briser [8]. Dans le cas du principe de Stanley Meyer, la molécule d'eau représente le système en oscillation (et plus précisémement les liaisons hydrogènes-oxygène [3]). On considérera alors alors dans un tel système la force électromagnétique des liaisons hydrogène comme "la force de rappel" ou "raideur" noté k, et m la force électromagnétique de répulsion des atomes qui permet de garder une distance de 0.96 Angstrom entre les atomes d'ydrogène et d'oxygène (par analogie à un système mécanique ou m représente la masse). On déterminera ainsi la période de résonnance du système par l'équation T = 2π * racine carrée (m / k) [9], et donc la fréquence par la relation 1 / T, qui selon Stanley Meyer est de 42000 Hertz [2] dans le cas de la molécule d'eau. Cela veut dire qu'il faut exciter le système toutes les T secondes (T = 2.38 * e-5 seconde a 42 Khz) à l'aide d'une impulsion électrique pour mettre la molécule d'eau en raisonnance.
(Excusez le graphique, il est réalisé a titre d'illustration sous MS-Paint et ne sert qu'a se faire une vision du principe de résonance) Dans le cas d'un système en résonance avec une excitation sinusoïdale, l'amplitude de oscillation augmente de 2*ΔC à chaque cycle. Or, Stanley Meyer indique [3] ne pas appliquer l'impulsion négative. L'augmentation de l'amplitude est donc de 1/2 * 2 * ΔC = ΔC. L'amplitude à un temps t est donc égale à l'amplitude de l'oscillation à (t - T) + ΔC. Aussi, ΔA = ΔB = ΔC dans le cadre de la résonnance de Stanley Meyer. Par conséquent, on peut en déduire que l'energie de seuil de rupture de la liaison est atteinte dans un système parfait sans perte lorsque Σ(t-T) ΔC = Energie de liaison O-H... En d'autre terme, cela veut dire que la liaison O-H est brisée lorsque la somme des excitations énergétique provoquées par les impulsions électriques à atteint une énergie au moins égale à l'énergie de la liaison O-H, soit 432 Kj/mol pour un bilan énergétique total en fin de réaction de 241 Kj/mole une fois dihydrogène et dioxygène recombinés ! La conclusion est donc sans appel, il aura fallu dépenser autant d'énergie pour briser la liaison O-H par ce procédé de résonance que pour la briser par une électrolyse simple sans résonance. Le procédé proposé par Stanley Meyer n'est donc physiquement et chimiquement pas valide pour atteindre des rendements supérieurs à 100% ! Conclusion Ainsi, si stanley Meyer proposait effectivement un concept interessant pour dissocier l'hydrogène et l'oxygène de l'eau, il n'en demeure pas moins que le bilan énergétique du procédé ne peut en aucun cas être effectué avec un apport énergétique inférieur à ce que produira la combustion de ces mêmes élements. Le rendement ne peut alors aucunement dépasser 100%, et il est clair que les 1700% de rendement annoncés n'étaient que pures spéculations de la part de son inventeur. Les lois de la physique prouvent ainsi que Stanley Meyer était bien un charlatant, et que le verdict du procès entamé contre lui étaient bien fondé. Références : [1] U.S Patent 4,936,961 : méthod for the production of a fuel gas - page 5 [2] Wikipedia : http://en.wikipedia.org/wiki/Stanley_Meyer%27s_water_fuel_cell [3] U.S Patent 4,936,961 : méthod for the production of a fuel gas - page 3 [4] http://fr.wikipedia.org/wiki/Stanley_Meyer [5] Edwards, Tony. "End of road for car that ran on Water", The Sunday Times, 01/12/1996 , page 12 [6] http://fr.wikipedia.org/wiki/Efficacit%C3%A9_%C3%A9nerg%C3%A9tique - Physique de l'efficacité énergétique [7] http://waterpoweredcar.com/stanmeyer.html [8] http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9sonance [9] http://fr.wikipedia.org/wiki/Oscillation [10] http://uuu.enseirb.fr/~dondon/devdurable/TPpilecombustible/TPpileacombustible.htm [11] Conservatoire national des arts et métiers - Oscillation forcées et résonance |
