Tpe Moteur Stirling

Le moteur de stirling Quel est le principe de fonctionnement du moteur de stirling ? Quelles sont ses applications présentes et à venir ? Quels sont les freins à son développement ?

http://tpestirling.free.fr Adrien Boulard

Christophe Le Lann

Léo Culerier

Page 1 de 18

Vincent Ganivet

Page 2 de 18

Table des matières Introduction........................................................................................................................................................5 Historique du moteur de Stirling....................................................................................................................... 5 Le fonctionnement du moteur de Stirling.......................................................................................................... 6 Le cycle de Stirling....................................................................................................................................... 6 Phase 1 : Le chauffage « isochore »..........................................................................................................6 Phase 2 : Une détente isotherme...............................................................................................................6 Phase 3 : Un refroidissement isochore..................................................................................................... 6 Phase 4 : Une compression isothermique.................................................................................................7 Le rôle du déplaceur......................................................................................................................................7 Les différents types de moteurs Stirling........................................................................................................8 Le moteur Alpha.......................................................................................................................................8 Le moteur Bêta......................................................................................................................................... 8 Le moteur Gamma....................................................................................................................................9 Expérimentations / mise en application des cours de physique....................................................................... 10 Description de l'expérience......................................................................................................................... 10 Le calcul de l'énergie fournie et de la puissance délivrée........................................................................... 10 Le calcul de l'énergie consommée...............................................................................................................11 Le calcul du couple..................................................................................................................................... 11 Le calcul du rendement............................................................................................................................... 11 Applications Numériques............................................................................................................................12 Conclusions.................................................................................................................................................12 Remarques importantes...............................................................................................................................12 Les applications du moteur de Stirling............................................................................................................ 14 Avantages et inconvénients du moteur de Stirling......................................................................................14 Les avantages..........................................................................................................................................14 Les inconvénients .................................................................................................................................. 14 Les applications actuelles............................................................................................................................14 Les applications futures...............................................................................................................................16 Synthèse........................................................................................................................................................... 17 Webographie.................................................................................................................................................... 17 Théorie sur le moteur de Stirling................................................................................................................ 17 Réalisation de la maquette.......................................................................................................................... 17 Divers.......................................................................................................................................................... 17

Page 3 de 18

Page 4 de 18

Introduction Découvert en 1816 par le pasteur et ingénieur Robert Stirling, ce moteur pourrait remplacer le traditionnel moteur à explosion, source de bruit et de pollution. Contrairement à ce dernier, le moteur Stirling utilise un gaz contenu dans une enceinte fermée, chauffé par une source de chaleur extérieure à l’enceinte. C’est donc un moteur à « combustion externe », avec de nombreux avantages : combustion en continu, plus complète, pas de soupapes d’admission et d’échappement (donc moins de bruit) et possibilité (théorique) d’utiliser tout combustible : solide, liquide, gazeux, solaire, voire même nucléaire ! Ce moteur n'a pas pu se développer à ses débuts pour des raisons historiques d'une part et techniques d'autre part, mais alors que les regards se tournent vers le « développement durable » et moins polluant, le moteur de Stirling revient progressivement au goût du jour.

Historique du moteur de Stirling La vie de Robert Stirling se déroule durant le XIXe siècle. A cette époque, il arrivait fréquemment que des chaudières des moteurs à vapeur explosent et fassent des victimes. Ceci a probablement motivé Robert Stirling à imaginer un moteur sans chaudière soumise à de trop fortes pressions. La thermodynamique étant encore inconnue à l'époque de Stirling, son invention fut fondée uniquement sur l'intuition. Vers la fin du XIXe siècle, le moteur Stirling trouva quelques applications aux États-Unis et en Europe, sous la dénomination de « moteur à air chaud ». Au début du XXe siècle, le moteur Stirling fut complètement supplanté par le moteur à explosion tel que nous l'utilisons aujourd'hui dans l'automobile, car la guerre nécessitait des moteurs puissants et à l'époque les performances du moteur à explosion étaient meilleures. Dans les années 1960, Philips équipa avec succès des omnibus et des bateaux de moteurs Stirling développant des puissances jusqu'à 200 kW, mais une utilisation à plus grande échelle échoua pour des motifs de rentabilité.

Page 5 de 18

Le fonctionnement du moteur de Stirling Le cycle de Stirling Le moteur de Stirling fonctionne grâce à 4 phases élémentaires inspirées du cycle de Carnot, pendant lesquelles le gaz utilisé subit des compressions/décompressions en faisant varier la température. Ces phases expliquent son fonctionnement et restent globalement les mêmes quels que soient les types de moteurs de Stirling. Phase 1 : Le chauffage « isochore » Cette étape comprime le gaz ou le fluide utilisé pour pousser le piston. Pour cela, on élève sa température avec une source chaude (soleil, combustion, nucléaire, ...).

Phase 2 : Une détente isotherme Le gaz comprimé exerce une pression sur le piston. De ce fait, son volume s'accroît et sa pression diminue. C'est pendant cette étape que l'on peut récupérer de l'énergie mécanique.

Phase 3 : Un refroidissement isochore La source froide (air, eau ou liquide de refroidissement) récupère l'énergie thermique restante. La température et la pression du gaz diminuent.

Page 6 de 18

Phase 4 : Une compression isothermique Pendant cette étape, le piston revient à sa place initiale, ce qui recomprime légèrement le gaz en diminuant son volume.

On peut réutiliser une partie de l'énergie mécanique libérée à l'étape 2 pour repousser le piston à l'étape 4.

Le rôle du déplaceur La réalisation d'un moteur tel que celui décrit ci-dessus poserait des difficultés : allumer le brûleur, l'éteindre, asperger puis arrêter le refroidissement, chocs thermiques successifs.... C'est pourquoi on va introduire un artifice apportant des solutions à ces problèmes : le déplaceur. Ce dernier ne modifie ni la pression ni le volume du gaz, mais l'oblige à se situer soit vers la source chaude, soit vers la source froide (qui peuvent alors fonctionner en continu).

Le volume reste constant, mais le déplaceur fait passer le gaz de la partie basse (froide) à la partie haute (chaude).

Le déplaceur suit le piston moteur au cours de la détente pour que le gaz reste en contact uniquement avec la source chaude.

Page 7 de 18

Le volume reste constant, mais le déplaceur fait passer le gaz de la partie haute (chaude) à la partie basse (froide).

Le déplaceur, au cours de la compression, reste en partie supérieure pour que le gaz reste en contact uniquement avec la source froide.

Les différents types de moteurs Stirling Il existe différents types de moteur de Stirling. Tous utilisent le même principe et les 4 phases expliquées précédemment, mais sont organisées de différentes manières. Le moteur 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. On se contente de faire passer le gaz d'un cylindre à l'autre.

Le moteur Bêta Contrairement au moteur Alpha, le moteur Bêta n'est constitué que d'un seul cylindre. La source chaude et la source froide sont situées aux extrémités de ce cylindre. Un « déplaceur » entraîné par le piston se charge de faire passer le gaz du côté chaud et du côté froid alternativement.

Page 8 de 18

Le moteur Gamma Le moteur Gamma est un compromis entre le moteur Alpha et le moteur Bêta. Il a deux cylindres reliés. Dans le premier, le déplaceur fait passer l'air alternativement du côté chaud et du côté froid. Le deuxième cylindre, plus petit, loge le piston qui récupère les excès de pression.

Page 9 de 18

Expérimentations / mise en application des cours de physique Description de l'expérience Nous allons utiliser la maquette du moteur de Stirling pour mesurer son rendement, son couple et la puissance délivrée.

Nous mesurerons l'énergie fournie à l'aide d'une petite masse élevée par le moteur (énergie potentielle de pesanteur) et l'énergie consommée à l'aide d'un thermomètre numérique (différence de température pour une masse d'eau donnée), en mesurant pendant une période où le moteur tourne à vitesse constante (équilibre du système). Étant donné que le milieu n'est pas « adiabatique » (il y a des échanges de chaleur entre la source chaude et le milieu environnant), une partie de la chaleur de la source chaude est dissipée dans l'environnement sans profiter au moteur. Pour ne mesurer que l'énergie absorbée par le moteur, nous mesurons la perte de température avec le moteur en fonctionnement, puis nous lui enlevons la perte de température sans le moteur mais dans les mêmes conditions. Ainsi nous ne mesurons que ce qui a été réellement consommé par le moteur.

Le calcul de l'énergie fournie et de la puissance délivrée La puissance (parfois exprimée pour les moteurs en chevaux) est représentative de l'énergie mécanique que l'on peut obtenir avec le moteur (en fonction du temps, car Énergie = Puissance x Temps) à une vitesse de rotation donnée, car pour mesurer ce qu'on peut appeler couramment les performances d'un moteur, on Page 10 de 18

se référera plus au couple moteur. Si l'on transforme l'énergie mécanique en énergie potentielle de pesanteur, on peut très facilement mesurer l'énergie fournie et la puissance délivrée : Energie fournie Joules=Massekg ⋅Gravité  Newtons/ kg ⋅Hauteur Mètres Puissance  Joules=

 Energie fournie Joules   Massekg⋅Gravité  Newtons/ kg ⋅Hauteur  Mètres = TempsSecondes TempsSecondes

Le calcul de l'énergie consommée Il faut compter que le milieu n'étant pas « adiabatique », une partie de l'énergie thermique est perdue avec le milieu extérieur sans venir alimenter le moteur de Stirling. Pour mesurer l'énergie consommée par le moteur, il faut retirer l'énergie qui est perdue dans le milieu extérieur (on fait un essai pendant le même temps mais sans le moteur pour connaître la perte d'énergie). On obtient cette relation : Energie consommée Joules=Massekg ⋅Constante  J / kg / K ⋅Temp finaleavecmoteur  – Temp initiale avecmoteur   – Massekg⋅Constante  J / kg / K ⋅Temp finale sansmoteur – Temp initiale  sansmoteur  Kelvin ⇔ Energie consommée Joules=Massekg⋅Constante  J / kg / K ⋅ avecmoteur −  sansmoteur  (Avec Constante = capacité thermique massique de l'eau = 4180 J.kg-1.K-1).

Le calcul du couple Pour évaluer les performances d'un moteur, on se base plus sur son couple. Le couple moteur est plus représentatif de la « force » du moteur (pas au sens physique du terme). Il n'est pas le même suivant la vitesse de rotation du moteur (par exemple sur une voiture essence, le couple est important vers 2500 à 3500 trs/min, tandis que l'avantage d'un diesel est de pouvoir disposer d'un couple déjà important à bas régime, ceci conditionne le passage des vitesses et donc les performances globales du véhicule). CoupleMètres⋅Newtons =

PuissanceWatts Vitesse Radians / Seconde 

Energie Joules  TempsSecondes  Energie Joules  ⇔Couple Mètres⋅Newtons = = Vitesse Radians / Seconde  TempsSecondes ⋅Vitesse Radians / Seconde   

⇔CoupleMètres⋅Newtons =

 Massekg ⋅Gravité  Newtons / kg ⋅Hauteur Mètres  TempsSecondes ⋅Vitesse Radians / Seconde  

Le calcul du rendement Un moteur sert à transformer de l'énergie. Un moteur électrique par exemple sert à transformer de l'énergie électrique en énergie mécanique. Mais toute l'énergie n'est pas transformée en énergie mécanique. Une partie de l'énergie consommée est, à cause par exemple des frottements mécaniques, transformée en énergie thermique. Pour estimer l'efficacité d'un moteur, on calcule son rendement. Rendement =

 Energie utile  Joules   Energie consommée  Joules

En synthétisant les différentes équations mises en jeu, on obtient ceci :

Page 11 de 18

Rendement =

Masse élevéekg ⋅Gravité  Newtons/ kg ⋅Hauteur Mètres  Masse d ' eaukg ⋅Constante J / kg / K ⋅ avec moteur  –  sansmoteur   Kelvin

Applications Numériques Données connues/mesurées : • Masse élevée = 1g (± 0.1g) -1 • Gravité = 9.8 N.kg • Hauteur = 2m (± 3cm) -3 • Masse d'eau = 600x10 kg (± 25g → évaporation) • ΔTempérature(avec moteur) = 1K (± 0.1K) • Δtempérature(sans moteur) = (voir explications plus bas) • Nombre de tours = 53 (± 1 tr) • Durée = 28s (± 0.5s) Puissance P=

Couple=

mmasse⋅g⋅h 1 ×10−3×9.8×2  ≃ ≃0.7 mW ±0.09 t 28

meau⋅g⋅h 1 ×10−3×9.8×2 ≃ ≃5.9⋅10−5 N.m±0.008⋅10−4  Nbtours⋅2  53 ×2  ⋅t  t

Rendement =

mmasse⋅g⋅h 1 ×10−3×9.8×2  ≃ ≃7.81⋅10−6 meau⋅C eau⋅  600 ×10−3×4180 ×1

Le rendement mesuré n'a aucune valeur significative. La différence de température entre avec et sans le moteur était de l'ordre du dixième de degré, voire moins, c'est pour cela que nous avons choisi de ne pas inclure cette différence dans l'équation (le rendement est alors largement amoindri du fait des pertes avec le milieu extérieur). En effet, le thermomètre à disposition qui allait jusqu'à 100°C avait une précision de l'ordre de 0.1°C. Dans ce cas, il est possible que la différence Δθ tende vers 0, et dans ce cas nous avons une imprécision de l'ordre de l'infini ! Pour pouvoir mesurer un rendement significatif il aurait fallu un thermomètre avec une précision au centième de degré, et effectuer des mesures sur une durée plus longue, ce qui signifierai lever la masse plus haut (car nous n'avions pas les moyens techniques de faire une démultiplication du moteur), or on ne peut pas travailler sur le toit !

Conclusions Le rendement mesuré est de 0.000781% (!), mais cette mesure n'est pas du tout significative (voir les raisons évoquées plus haut). Actuellement, les moteurs de Stirling ont un rendement qui peut aller jusqu'à 45%. Pour comparaison, le rendement d'un moteur essence moyen n'est que de 30%. En revanche, le couple mesuré (0.6g.cm) paraît correct puisqu'il équivaut à celui d'un petit moteur électrique de 1V sans réducteur.

Remarques importantes Au fur et à mesure du fonctionnement du moteur, la partie froide se réchauffe. On a donc une perte d'énergie thermique. Pour augmenter le rendement du moteur, on pourrait soit retransformer cette énergie en énergie mécanique avec un deuxième moteur de Stirling plus petit, soit l'utiliser telle quelle (dans la climatisation, chauffer de l'eau, chauffer une maison, ...). Ainsi le rendement serai bien meilleur, puisque les seules pertes d'énergies ne concerneraient plus que les frottements mécaniques. Page 12 de 18

A notre échelle les frottements tiennent une part non négligeable. Même si nous ne pouvons pas les calculer précisément, ils tiennent une part beaucoup plus importante que sur des plus gros moteurs. De plus, le rendement et le couple du moteur ne sont pas les mêmes avec et sans la petite masse (tout comme les performances d'une voiture sont largement amoindries avec une grosse caravane à tracter). Le dispositif de mesure a donc mesuré le rendement et le couple du moteur couplé à l'élévateur de masse, et non le rendement et le couple du moteur seul. Les faibles résultats obtenus sont aussi dûs au fait que ce moteur est conçu pour tourner en décoration, pas pour entraîner des charges, si petites soient-elles, donc il n'est pas conçu pour dégager un surplus d'énergie. Enfin, il faut tenir compte que pour la taille de notre moteur et les moyens dont nous disposons, l'imprécision de mesure tient une place énorme et nous empêche d'obtenir un rendement significatif (ce qui n'empêche pas les mesures de couple et de puissance de l'être).

Page 13 de 18

Les applications du moteur de Stirling Avantages et inconvénients du moteur de Stirling Les avantages •

le silence de fonctionnement : il n'y a pas de détente à l'atmosphère comme dans le cas d'un moteur à combustion interne, la combustion est continue à l'extérieur du ou des cylindres. De plus, sa conception est telle que le moteur est facile à équilibrer et engendre peu de vibrations.

•

le rendement élevé : fonction, il est vrai, des températures des sources chaudes et froides. Comme il est possible de le faire fonctionner en cogénération (puissances mécanique et calorifique), le rendement global peut être très élevé.

•

la multitude de « sources chaudes » possibles : combustion de gaz divers, de bois, sciure, déchets, énergie solaire ou géothermique...

•

l'aptitude écologique à répondre le mieux possible aux exigences environnementales en matière de pollution atmosphérique. Il est plus facile de réaliser dans ce type de moteur une combustion complète des carburants.

•

la fiabilité et la maintenance aisée : la relative simplicité technologique permet d'avoir des moteurs d'une très grande fiabilité et nécessitant peu de maintenance.

•

la durée de vie importante du fait de sa "rusticité".

•

les utilisations très diverses du fait de son autonomie et de son adaptabilité au besoin et à la nature de la source chaude (du mW au MW). Les inconvénients

•

le prix : le frein à son développement est aujourd'hui probablement son coût, non encore compétitif par rapport aux autres moyens bien implantés. Une généralisation de son emploi devrait pallier ce problème inhérent à toute nouveauté. Après tout, s'il n'y avait pas eu autant de demandes en moteur essence et diesel, leur technologie ne serai probablement à l'heure actuelle pas plus développées que celle du moteur de Stirling !

•

la méconnaissance de ce type de moteur par le grand public. Seuls quelques passionnés en connaissent l'existence.

•

la variété des modèles empêche une standardisation et par conséquent une baisse des prix.

•

les problèmes technologiques à résoudre : •

les problèmes d'étanchéité sont difficiles à résoudre dès qu'on souhaite avoir des pressions de fonctionnement élevées. Le choix du gaz "idéal", à savoir l'hydrogène pour sa légèreté et sa capacité à absorber les calories, se heurte à sa faculté de diffuser au travers des matériaux.

•

les échanges de chaleur avec un gaz sont délicats et nécessitent souvent des appareils volumineux.

Les applications actuelles A l'heure actuelle, le moteur Stirling n'est pas très connu et répandu, particulièrement en France. Cependant, on peut citer, de façon non exhaustive, les domaines d'application suivants : •

La recherche et le monde universitaire

Le moteur Stirling fait l'objet d'études théoriques et de travaux pratiques afin de mieux connaître son fonctionnement, d'améliorer son rendement et augmenter sa compétitivité vis-à-vis d'autres sources d'énergie. Ces travaux permettront de « modéliser » le fonctionnement du moteur, c'est à dire mettre en équations les échanges de chaleur, les écoulements des fluides, simuler certaines configurations sans à avoir Page 14 de 18

à construire le moteur en question.... •

Les usages militaires

Si l'armement permet de dissuader les pays de se faire la guerre (on peut rêver, non ?), alors on peut se réjouir de l'introduction des moteurs Stirling dans le domaine militaire. - un sous-marin d'attaque suédois évolue grâce à ce mode de propulsion. Son silence de fonctionnement est un atout majeur dans cette application. La marine australienne l'a aussi adopté pour un sous-marin de 3 000 tonnes de déplacement. - des bâtiments de surface militaires utilisent également cette technologie pour la propulsion de corvettes ou de bateaux de détection de mines ou de surveillance acoustique. Outre l'utilisation du moteur Stirling comme source d'énergie principale, celui-ci est également utilisé comme un moyen auxiliaire et autonome de fourniture d'énergie (en cas de panne, par exemple, de la source principale afin d'assurer les fonctions vitales du bâtiment). •

Le domaine spatial et les applications solaires

Certains satellites se procurent de l'énergie grâce à un moteur Stirling. Le rendement est particulièrement élevé vu les grandes différences de température disponibles. On utilise une parabole réfléchissante qui concentre les rayons du soleil en un seul point : le foyer de la parabole où on installe le moteur Stirling. Aux États-Unis, on a installé dans le désert de grandes paraboles munies en leur foyer de moteur Stirling afin de produire de l'électricité sans acheter de combustible ! (NB : les panneaux photovoltaïques ont un médiocre rendement, environ 15%. Par conséquent, à puissance égale, leur surface est plus grande que celle des réflecteurs d'un moteur Stirling). •

La recherche et l'exploitation océanographique Le SAGA (sous-marin d'assistance à grande autonomie) opérationnel au cours des années 1990, permettait de faire plus de 500 km de distance, de mener une campagne de 10 jours de travail par 300 m de fond. Il déplaçait plus de 500 tonnes en plongée et était mu par deux moteurs Stirling alimentés en fuel et oxygène liquide.

•

Le monde industriel avec la cryogénie

La réversibilité du moteur Stirling est utilisé afin de produire du froid de façon industrielle. Son rendement est alors excellent. Dans ce type de fonctionnement, on fournit de l'énergie mécanique au moteur. Le résultat est qu'on « pompe » de la chaleur à la source froide pour la restituer à la source chaude, comme un réfrigérateur domestique. Ce mode de fonctionnement est si efficace qu'on utilise ce type d'installation pour liquéfier des gaz. Paradoxe : On peut utiliser le soleil pour produire de l'électricité qui à son tour entraînera un moteur Stirling pour faire du froid. Ou comment faire des glaçons sous un soleil de plomb, et grâce à lui ! •

Les utilisations domestiques

De petites installations ont été développées afin de fonctionner en cogénération : fourniture d'électricité et chauffage d'habitations. On utilise le combustible de son choix pour faire sa propre électricité et chauffer sa maison. Si on est relié au réseau électrique, on peut vendre son courant quand on en produit trop (l'hiver), ou en acheter quand on n'en produit pas suffisamment (l'été). Certains bateaux de plaisance sont équipés de la sorte. •

La motorisation automobile

Cette utilisation 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. Une de celle-ci consistait à équiper une Ford Torino, mais cet essai ne fut pas transformé et le projet abandonné. •

Les loisirs

Quelques passionnés ont réalisé de magnifiques modèles réduits qui ont une propulsion réalisée par un Page 15 de 18

moteur Stirling miniature. Comme on peut le voir ci-dessus, le spectre des moteurs Stirling va du micromoteur de laboratoire, se contentant de 1°C de différence de température, au moteur de 1 000cv ou plus. Quant à l'énergie primaire, ce peut être le soleil, du pétrole, du bois, du gaz...

Les applications futures •

Dans le domaine militaire

Une généralisation de l'utilisation du moteur Stirling pour la propulsion des sous-marins et de 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 liquides par exemple) permettra 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 ? On peut penser également aux sources auxiliaires d'énergie. A titre d'exemple, la fourniture d'électricité et de chauffage sur des bateaux de plaisance. •

Dans le domaine médical

On peut tout à fait imaginer l'implantation de moteurs de Stirling miniatures en tant que coeurs artificiels, puisant leur énergie grâce à la chaleur du corps humain. •

Dans le domaine industriel

Une valorisation de toutes les énergies rejetées directement à l'atmosphère ou dans les rivières. En effet de nombreux processus industriels dans les secteurs de la chimie ou de la production d'électricité rejettent des quantités phénoménales d'énergie (notamment thermique) dans l'environnement. A titre d'exemple, une centrale nucléaire envoie deux fois plus d'énergie à la rivière que dans les fils électriques ! De plus, on estime à 7% l'énergie dissipée dans ces mêmes fils électriques. On voit ainsi l'intérêt de la cogénération (électricité + chaleur) et d'une production décentralisée au plus près des consommateurs et dimensionnée à hauteur des besoins. •

Dans le domaine domestique

C'est probablement là que le moteur Stirling se développera le plus. Ce sera un moyen de faire son électricité, de chauffer sa maison et de produire son eau chaude sanitaire. L'énergie électrique résidentielle représente aujourd'hui 8% de la production totale. Ceci autorise de belles perspectives d'avenir pour le moteur Stirling. De plus, la consommation nécessaire au fonctionnement des réfrigérateurs ou congélateurs peut représenter le quart de la consommation totale d'électricité. Si on remplace le cycle traditionnel par le cycle de Stirling, d'importantes économies sont à prévoir. Cette utilisation peut se concevoir de façon autonome (chalet de montagne) ou au sein du réseau électrique avec vente ou achat d'électricité selon la saison.

Page 16 de 18

Synthèse Le moteur de Stirling s'inspire du cycle de Carnot pour transformer une différence d'énergie thermique (entre une source chaude et une source froide) en énergie mécanique par le biais de compressions et décompressions d'un gaz contenu dans une enceinte fermée. Son rendement est supérieur à celui d'un moteur à essence ou diesel. Plusieurs facteurs posent encore un frein à son développement : les coûts de recherche et de mise en service sont encore supérieurs à ceux des moteurs déjà présent (essence, diesel, ...) et les problèmes d'étanchéité en hautes pressions. Mais nul doute que ses avantages par rapport aux moteurs actuels seront suffisamment convaincants pour encourager la recherche dans ce domaine et son développement futur. Actuellement, le moteur de Stirling est surtout utilisé dans des usages ponctuels à la pointe de la recherche technologique (espace, sous-marins) et, à une échelle plus petite, par des étudiants et des passionnés. La réciproque du moteur de Stirling est aussi utilisée dans la cryogénie et la réfrigération, c'est avec ce système qu'on peut « faire du froid ». Mais il revient actuellement dans les laboratoires de conception de prototypes de grands constructeurs au fur et à mesure que l'on prend conscience de l'épuisement des ressources en hydrocarbures et que le développement durable préservant l'environnement devient de plus en plus nécessaire. Dans un futur proche, on peut imaginer que le moteur de Stirling sera de plus en plus utilisé dans de petites installations autonomes, pour fournir chaleur et électricité à une maison ou un bateau.

Page 17 de 18

Webographie Théorie sur le moteur de Stirling •

Moteur Stirling.com : La référence francophone en matière de moteur de Stirling, on y trouve des explication et des schémas très clairs pour la plupart des types de moteur de Stirling. (www.moteurstirling.com).

•

Stirling.fr.st : Historique du moteur de Stirling et mesures de rendement avec du matériel plus sophistiqué que celui à notre disposition. (www.stirling.fr.st)

Réalisation de la maquette •

Maquette type gamma : Cette maquette se distingue des autres puisqu'elle est basée sur le moteur type gamma (macstirling.free.fr)

•

Réalisation d'une maquette à base de canette : Ce site propose entre autres la réalisation d'une maquette fonctionnelle à base de canette japonaises (guillaume.douard.free.fr/canette.htm)

•

Page originale de la maquette à base de canette (Anglais) : La page de l'auteur du modèle à base de canette (www.bekkoame.ne.jp/~khirata/english/mk_can.htm)

•

Photologie.net : Réalisation d'une maquette fonctionnelle à partir d'une boîte nivea et d'un CD pour le volant d'inertie. très belles réalisations (www.photologie.net)

Divers •

Centre TPE : Centre TPE est un site regroupant plusieurs centaines de liens classés vers des TPE et plus de 1400 liens non classés (www.centretpe.com)

•

Lycée M. Yourcenar : Site de notre lycée, le lycée Marguerite Yourcenar (www.lyceeyourcenar72.com)

•

TPE Moteur de Stirling : Site consacré à ce TPE (tpestirling.free.fr)

Page 18 de 18