Une invention restée au fond du tiroir: le moteur Stirling.
Cycle thermodynamique / Schéma de principe du moteur
Bonjour à toutes et à tous,
Aujourd'hui dans cet article, j'ai décidé de partager avec vous une invention qui n'est malheureusement pas connu du grand public : Le moteur Stirling.
C'est quoi ce nom bizarre???
Et bien en fait, au début du 19 éme s. se trouvait en Ecosse un homme doué d'une grande subtilité. Il s'agit de M. Robert Mac Gregor Stirling.
Il était avant tout un homme d'église: pasteur de profession. En même temps, c’était un chercheur et inventeur tourné vers le domaine de l'énergie.
Il fut l'inventeur du moteur Stirling (voir photos) à l'age de 26 ans !!! Cette invention est venu pour contrer les chaudières à vapeur qui n'étaient pas au point (mauvais réglages, mauvais matériaux, mauvaises régulations...) et qui éclataient à la figure des gens (certains défunts étaient des fidèles d'église de M. Robert Stirling).
Le fonctionnement de ce moteur est le suivant: On apporte une source de chaleur externe pour chauffer un gaz (principalement de l'air) piégé dans un cylindre hermétique.
Dans ce cylindre se trouve également 2 pistons: un piston dit deplaceur et un autre dit travailleur.
Chaque piston possède sa propre bielle relié à un maneton. (Le maneton est une simple pièce mécanique usinée à 90°.)
Ce maneton est fixé sur un vilebrequin. Donc forcément lorsque le vilebrequin tournera, il se produira un décalage ou un déphasage entre les 2 pistons (90 °).
L'air à l'intérieur du cylindre chauffe petit à petit, sa pression augmente ainsi que son volume. La résultante de tout ce phénomène est un mouvement fournit aux pistons!!
Ce mouvement est commun aux 2 pistons qui déplacent le volume d'air de la partie chaude vers la partie froide et vice-versa.
Inconvénients de ce moteur: Problème d' étanchéité lors d'utilisation à haute pression; Déperditions thermiques par conduction au travers des pistons et parois, faible puissance.
Avantages de ce moteur: Moins polluant et moins bruyant que les moteurs "conventionnels"; Inversible c'est à dire qu'il peut fournir du chaud ou du froid; et surtout il est Multi-carburant c'est à dire qu'au départ sa source de chaleur externe qui permet de lancer la machine peut être issue de la géothermie, du bois, des déchets et bien sur du soleil !!!
Le moteur Stirling suit un cycle thermodynamique composé de 4 phases (voir schéma):
1 ère phase: chauffage à volume constant (isochore)
2 eme phase: détente à température constante (isotherme)
3 eme phase: refroidissement isochore
4 eme phase: compression isotherme.
Ma conclusion:
Indéniablement, ce type de moteur n'a pas eu le succès escompté pour différentes raisons. Je pense que depuis le choc pétrolier de 1973 + le contexte géopolitique lié notamment aux questions énergétiques + l'accroissement des problèmes environnementaux promettent de beaux jours pour la recherche et développement, la commercialisation et l'utilisation du moteur Stirling.
Notons que certains secteurs développent cette technologie en catimini à l'instar de l'aérospatial, de l'armée et divers centres scientifiques (pour faire de la cogénération.)
moteur Stirling en fonctionnement