Schlumberger
 
Echos : ISEF 2003 (salon international des sciences et techniques Intel)
Résumés des projets primés
Echos SEED
 

Austin James Shelton et Elizabeth Van Cortlandt Varela ont gagné chacun la somme de 1 000 dollars, un entretien avec des scientifiques Schlumberger et un stage. Voici les résumés de leurs projets : Energie liquide, prototype de générateur électrique utilisant les vagues et les courants de marée et Transformateur de courant continu magnétohydrodynamique.


Energie liquide, prototype de générateur électrique utilisant les vagues et les courants de marée

L'objectif de ce projet était de déterminer s'il était possible de produire de l'électricité exploitable à partir du courant produit par le drainage de l'eau amenée dans une lagune sous l'action des vagues. Guam, comme de nombreux autres endroits dans le monde, connaît une situation économique difficile et souffre de la flambée des prix du pétrole. C'est pourquoi de nombreuses familles cherchent des moyens peu coûteux de produire de l'électricité. J'ai construit une machine à partir de matériaux recyclés trouvés dans des décharges et je l'ai appelée « Energie liquide ».

Le courant passe par une structure triangulaire réalisée à partir d'un entonnoir métallique et est envoyé vers un propulseur monté sur la boîte de commande inférieure d'un moteur hors–bord. Le courant déclenche le propulseur, qui fait tourner un système de poulie avec un alternateur automobile de 12 volts et 60 ampères. La batterie automobile de 12 volts déclenche l'alternateur, qui produit une tension pour charger la batterie.

Différents tests ont été menés sur plusieurs plages où le courant de la marée va dans le même sens tout au long de la journée. J'ai relevé plusieurs fois le compteur du voltmètre et j'ai découvert que l'alternateur produit une tension moyenne constante de 12,02 volts. En raccordant un convertisseur de courant continu en courant alternatif de 300 watts à la batterie, j'ai pu allumer en même temps une ampoule électrique de 25 watts et faire tourner un petit ventilateur pendant que l'alternateur continuait à charger la batterie. Grâce à l'équation de Watt, j'ai découvert que l'alternateur produisait une moyenne de 2,08 ampères permettant d'alimenter des appareils électriques du même type que l'ampoule et le ventilateur.

 

Transformateur de courant continu magnétohydrodynamique

Cette expérience permet d'explorer le domaine de la magnétodynamique des fluides, c'est-à-dire l'interaction entre un fluide conducteur et un champ électromagnétique. Les transformateurs traditionnels utilisent le courant alternatif en entrée pour générer un champ électromagnétique mobile capable d'induire une sortie. Pour créer un transformateur de courant continu (cc), j'ai utilisé du mercure comme fluide conducteur mobile pour percer le champ magnétique permanent induit par l'entrée de courant continu et induire une sortie de courant alternatif.

Cette expérience permet de réaliser le premier transformateur magnétohydrodynamique utilisant un accumulateur (avec séparation de la sortie de l'électrode de la pompe à mercure), ainsi qu'une bobine et des électrodes en série. L'expérience permet de tester si l'utilisation d'une bobine à mercure, servant alternativement de bobine principale ou secondaire, génèrera de l'électricité dans la deuxième bobine. Le transformateur couplé bout à bout est constitué d'une bobine de cuivre et d'une autre de mercure. J'ai moi-même conçu et fabriqué la pompe à mercure, le régulateur de pression, l'accumulateur et le système de refroidissement.

J'ai implanté des électrodes dans la bobine pour fournir l'entrée en courant et récupérer l'électricité générée en sortie. Des transformateurs élévateurs et abaisseurs ont été appliqués, du courant alternatif et continu a été fourni et j'ai utilisé pour les essais des aimants permanents avec et sans alimentation électrique pour tester la sortie du courant généré. La production d'électricité s'est révélée moins importante que prévu, à cause du flux de fuite, de la résistivité et de la faible vitesse du mercure. Cependant, elle a pu être améliorée grâce à l'ajout de nouveaux alliages magnétohydrodynamiques non toxiques. Ce transformateur de courant continu est le premier de son genre.

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