Parce qu'un moteur, c'est quand-même bien pratique pour aller se boire un petit verre d'alcool de grain fait-maison pendant que la machine travaille, et que je m'étonne de ne voir ces mécanismes ingénieux qu'à peine évoquées sur le forum.
Le moteur Stirling est, comme les machines à vapeur, un moteur à combustion externe. Le mécanisme utilise une source chaude et d'une source froide, et en échange il produit un travail mécanique. La source chaude peut-être n'importe quel combustible (bois, huile...), la chaleur du soleil concentrée par un miroir... La source froide, typiquement, utilise de l'eau, stagnante ou courante. Des démonstrateurs fonctionnent en utilisant la chaleur d'une main humaine comme source chaude, et l'air ambiant comme source froide.
Contrairement aux machines à vapeur, un moteur Stirling peut être mécaniquement très simple : à fabriquer, à entretenir, et à faire fonctionner.
J'en veux pour preuve ce moteur simplet fabriqué en canettes de soda et en fil de fer, utilisant des bougies chauffe-plat comme source chaude et un diaphragme coupé dans un ballon de baudruche :
http://www.treehugger.com/renewable-energy/stirling-engine-made-with-soda-cans-spins-to-860-rpm-video.htmlLa puissance de ce petit démonstrateur est probablement inférieure à un watt avec les bougies, mais le principe est là.
A l'autre bout du spectre des performances, des applications commerciales existent, comme cette unité génère de l'électricité (55 kW !) et de la chaleur :
http://en.wikipedia.org/wiki/File:STM_Stirling_Generator_set.jpgLa forme concrète que prennent les moteurs Stirling est beaucoup plus libre que celles d'un moteur 2 ou 4 temps à combustion interne.
L'idée générale est d'avoir un gaz emprisonné dans la machine et que l'on déplace alternativement :
- vers la source chaude où il va se dilater et pousser un piston relié à un vilbrequin.
- vers la source froide où il va se contracter et ramener le piston.
Le gaz peut-être de l'air, même si dans les applications industrielles on utilise plutôt de l'hydrogène (cas du générateur de 55 kW ci-dessus) ou de l'hélium. L'air offrira un rendement plus faible, mais dans un moteur bricolé (comme le moteur à bougie montré plus haut) ça fonctionne.
La façon concrète de déplacer le gaz entre la source chaude et la source froide est variable.
L'article wikipedia
http://fr.wikipedia.org/wiki/Moteur_Stirling montre des animations de mécaniques complexes (les modèles "alpha" et "beta") avec dans un cas deux pistons qui servent tous les deux à extraire du travail et à déplacer le gaz, et dans l'autre cas un piston de travail et un piston déplaceur montés coaxialement dans un même cylindre. Mais on peut faire plus simple.
Le petit démonstrateur en canette de soda dans mon premier lien utilise un troisème principe que wikipédia appelle "gamma", où les deux pistons ne sont pas coaxiaux. La séparation des pistons rend la mécanique très simple à fabriquer, sans difficultés liées à l'étanchéité.
Et si le mouvement fourni par le moteur est destiné à pomper de l'eau, on peut faire encore plus simple : la pompe fluidyne, où l'eau elle-même joue le rôle des deux pistons.
http://mon.danstagueule.fr.free.fr/NRJrealiste/stirling/Lanzetta.pdfVoilà, vu que le thème est déjà largement couvert sur internet et dans tous les bouquins de thermodynamique, je ne vais pas me lancer ici dans une n-ième analyse détaillée du truc. Par contre je trouvais intéressant d'avoir un sujet sur le forum qui mette les machines Stirling en valeur. Elles ont le vent en poupe chez les écolos à cause de la variété des carburants utilisables et de leur simplicité mécanique. Et je suis sûr que certains posteurs en ont déjà bricolés eux-mêmes. Pour ma part je mets ça sur ma liste de petits projets en tous cas.
Vala. Le prochain coup dans la série des "je bricole un mécanisme ingénieux et oublié" on parlera des charettes propulsées par un pulsoréacteur
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