Le moteur Stirling est-il un objet de curiosité ou un moteur d’avenir ?

Thèmes abordés

Moteur Stirling, thermodynamique, moteur à air chaud, énergie thermique, énergie mécanique, cycle de Stirling

Résumé du document

Au début du XIXe siècle, les chaudières à vapeur explosent assez souvent. Pour répondre à ce problème, Robert Stirling imagine un moteur, sans chaudière soumise à de trop fortes pressions où la chaleur est apportée de l'extérieur de la machine, ce qui réduit les risques d'explosions. Il découvre qu'il suffit de chauffer l'air ambiant par combustion pour alimenter ce moteur en énergie et c'est ainsi que Stirling dépose son brevet le 27 septembre 1816. Il découvre aussi que la mise en place d'un régénérateur dans la tuyauterie du moteur permet d'éviter trop de pertes d'énergie et améliore son rendement.

Extraits

[...] D'autres passionnés du moteur s'amusent à créer des systèmes utilisablent comme par exemple une pompe à eau fonctionnant grâce à un moteur alpha. (Les liens des vidéos sont les 2 premiers liens dans les sources.) 3-Démonstration d'un modèle : expérience du rendement III/Avenir ou utopie ? 1-Peut-il remplacer les moteurs à combustion interne ? L'utilisation du moteur Stirling comme moyen de propulsion d'une automobile fait partie du passé (mais peut-être aussi de l'avenir). En effet, la société Philips a étudié au cours des années 1940 à 1980 diverses applications du moteur Stirling. [...]

[...] 3-Différents modèles Moteur Stirling alpha Le moteur alpha dissocie de façon nette la source chaude de la source froide. En effet, un cylindre réchauffe le gaz, un autre le refroidit. Ce moteur présente deux pistons de puissance séparés : - un piston chaud près de l'échangeur avec la plus haute température ; - un piston froid situé près du point d'échange de température la plus basse. Moteur Stirling bêta Ce moteur présente un volume de gaz délimité entre deux pistons combinant : - un mouvement relatif lors du changement de volume du gaz ; - un mouvement commun qui déplace ce volume de la partie chaude vers la partie froide, et vice-versa. [...]

[...] Le moteur gamma est un peu le compromis entre le moteur type alpha et le moteur type bêta. Dans un cylindre, le déplaceur joue son rôle, dans l'autre le piston moteur fait varier le volume global et récupère l'énergie. Ce type de moteur est fréquent pour mettre à profit de faibles écarts de température, entre source froide et source chaude. II/Utilisation 1-Militaire Si l'armement permet de dissuader les pays de se faire la guerre, alors on peut se réjouir de l'introduction des moteurs Stirling dans le domaine militaire. [...]

[...] 2-Une utilisation plus variée ? Dans le domaine militaire : Il est possible d'envisager une généralisation de l'utilisation du moteur Stirling en tant que source auxiliaire de production d'électricité pour les sous-marins et certains bateaux de surface, à l'instar de ce qui est fait aujourd'hui dans les marines suédoise et australienne. Un choix adapté de combustible (oxygène et hydrogène liquide par exemple) permettrait de réduire considérablement les risques de pollution en cas d'accident Dans la marine marchande ou de plaisance : Pourquoi ne pas tirer profit des avancées réalisées dans le domaine militaire ? [...]

[...] Le but est de produire de l'énergie mécanique à partir d'énergie thermique. Au début du cycle, le gaz à l'intérieur du moteur est déplacé vers un endroit chauffé par une certaine source d'énergie : sa température et sa pression augmentent. Ensuite, on permet au gaz dans le piston de se dilater. Le gaz a donc transformé son énergie thermique en énergie mécanique. En fait, un gaz à haute pression qui se dilate permet de fournir beaucoup d'énergie mécanique. Toutefois, le gaz ne peut pas se dilater infiniment : il faut compresser le gaz dans le piston jusqu'à son état initial (pour qu'il puisse se dilater de nouveau plus tard) en utilisant le moins d'énergie possible (car compresser un gaz demande de l'énergie mécanique). [...]