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Message par tarsonis le Mar 8 Juin 2010 - 10:03

Salut à tous !
Le sujet me semble évoqué un peu partout sur le forum, mais voici un topic où l'on pourra parler du moteur Stirling.
Extrait wiki :


Le principe est relativement simple : le fluide principal qui produit un travail est un gaz (air, hydrogène ou hélium) soumis à un cycle comprenant 4 phases : chauffage isochore (à volume constant), détente isotherme (à température constante), refroidissement isochore puis compression isotherme.

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). Pour ce faire, il faut déplacer le gaz du côté chaud au côté froid du moteur, diminuant ainsi la pression. En utilisant l’énergie mécanique précédemment fournie, on compresse le gaz : puisque compresser un gaz à basse pression demande moins d’énergie que ce que la dilatation d’un gaz à haute pression fournit, on récolte un surplus d’énergie mécanique à chaque fois qu’on répète le cycle de dilatation à haute pression – compression à basse pression. Bien sûr, il faut constamment alimenter le moteur en énergie thermique. On nomme ce cycle thermodynamique le cycle de Stirling (bien que ce ne soit pas Stirling qui l’ait décrit).

La source chaude du moteur est alimentée par une source externe quelconque : combustion externe de dérivés du pétrole, gaz naturel, charbon, bois, mais aussi énergies renouvelables comme l'énergie solaire ou l'énergie géothermique.

Le site moteurstirling.com est très complet et décrit très bien le fonctionnement avec beaucoup d'images.

Sur le net, de nombreux bricoleurs se sont lancés dans la fabrication :


Exemple à énergie solaire :


Plans et schémas sur photologie.fr.
Le même prototype monté en générateur de courant (30mW) :
Moteurs Stirling & Co Stirling_DSCN2920

Et par une lampe :



Utilisation

Le moteur Stirling a des applications de niches, dans des situations où le coût initial du système n'est pas un inconvénient grave par rapport aux avantages (applications militaires, de recherche, de pointe).

* La principale application commerciale du Stirling est dans le domaine de la réfrigération industrielle et militaire. Il sert de machine pour la liquéfaction des gaz et comme refroidisseur pour les systèmes de guidage militaire infrarouge.

* Utilisé comme générateur d'électricité en Islande, au Japon et dans les milieux extrêmes tels que les déserts australiens et arctiques par de nombreuses missions scientifiques et militaires.

* Il est utilisé par les marines suédoises, australiennes et bientôt les sous-marins d'attaque américains en tant qu'ensemble propulseur principal, notamment pour les sous-marins suédois de Classe Gotland, non seulement en raison de son silence, propriété cruciale pour les sous-marins, mais aussi pour la beaucoup plus faible production de gaz imbrûlés nécessaire à l'apport d'un gradient thermique (une différence de température) à un moteur Stirling ; en effet, un sous-marin en plongée ne peut évacuer des gaz qu'en les comprimant à une pression au moins égale à celle du milieu ambiant, nécessitant (et donc gaspillant) une part non négligeable de l'énergie disponible à bord.

* Ce moteur équipe aussi certaines classes de frégates américaines, le système de refroidissement du réacteur nucléaire de nombreux sous-marins et porte-avions ainsi que des drones à grande autonomie.


* En raison de sa capacité polycarburant il a été testé avec succès par l'URSS sur quelques prototype de chars lourds dont "l'objet 167" avant d'être abandonné pour des raisons d'ordre politique autant qu'économique, lors du passage à l'économie de marché à la chute du bloc soviétique.

* La Nasa et d'autres agences spatiales l'utilisent pour fournir de l'énergie aux satellites et sondes spatiales en complément aux panneaux solaires qu'il contribue à orienter pour en optimiser le rendement.

* Le constructeur de cartes mères d'ordinateur personnel MSI a présenté début 2008 un système de refroidissement dont le ventilateur est actionné par un moteur de Stirling utilisant comme source de chaleur l'énergie dégagée par la puce à refroidir[5].

* La plupart des grands constructeurs de chaudières proposent en 2009 une centrale de micro cogénération utilisant un moteur Stirling. Ce type de chaudière de la taille d'un chauffe-eau permet non seulement de chauffer de l'eau à utilisation domestique (chauffage, eau sanitaire) mais également de produire de l'électricité localement[6].

* Nombre d'exemplaires sont utilisés à des fins pédagogiques en classe de physique pour démontrer les principes de la thermodynamique. Certains fonctionnant grâce à la chaleur du soleil concentrée par une parabole à l'instar des modèles utilisés dans certaines centrales solaires produisant de l'électricité, d'autres ne nécessitant que de la chaleur d'une tasse à café ou de celle de la paume d'une main pour fonctionner. [7] et [8].



Pour les férus du bricolage, il y a un forum sur les machines à vapeur qui s'est ouvert il y a peu de temps, où les membres décrivent assez clairement dans une rubrique les avantages/inconvénients de cette technologie :
blooo.fr Moteurs Stirling & Co 85437

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Message par un ptit breton le Mar 8 Juin 2010 - 14:36

Un dépanneur électroménager m'avait expliqué que dans les annéées 80 , la marque Phili*s en équipait ces frigos , c'était un vrai casse tête à réparer , notamment pour la piéce qui récupére une partie de l'énergie au moment de la détente pour augmenter le rendement. Par contre c'est de la technologie simple donc c'est pas souvent en panne.

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Message par tarsonis le Mar 18 Jan 2011 - 12:37

Salut à tous !
Concernant la fabrication du moteur Stirling cité plus haut sur le site photologie.fr, l'auteur a mis en ligne un PDF de 32 pages récapitulant les plans et la construction :

moteur_stirling_2013.pdf (attention, 122 Mo !)
Bonne lecture !  Moteurs Stirling & Co 85437

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Message par Patrice91 le Lun 23 Jan 2017 - 0:07

Ce truc fascinant, tout le monde en parle mais personne ne l'a jamais vu fonctionner en vrai. Est-ce que quelqu'un parmi vous l'aurait fabriqué ou acheté et expérimenté dans une version "lourde"? Il me fait rêver mais ça me semble assez compliqué à fabriquer soi-même.

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Message par bricolo le Lun 23 Jan 2017 - 7:58

le seul endroit ou il fonctionne bien c'est sur.................... l'ISS a 400km d'altitude avec -120°a +150°

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Message par tarsonis le Lun 23 Jan 2017 - 8:04

Salut,
Patrice91 a écrit:Ce truc fascinant, tout le monde en parle mais personne ne l'a jamais vu fonctionner en vrai.
Perso, j'ai vu et un peu expérimenté ce modèle :

Moteurs Stirling & Co 63de73_d9370d91f8fd424e8eb46fb6c869f67c
https://www.nova-physics.com/product-page/77e4428b-5fe6-6f83-e63e-f2d2359fb3a7

Tu peux trouver de petits moteurs en tant que "matériel pédagogique" un peu partout.
http://www.physique.upmc.fr/fr/plateforme_pedagogique2/experience_thermo.html

En version "légère", les bricolages présentés plus haut produisent quelques mW; pour les versions "lourdes", il faudra attendre un peu avec l'amélioration des matériaux de conception... clind'oeil

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Message par Patrice91 le Lun 23 Jan 2017 - 15:17

OK, c'est pour après-demain donc. Et vu que demain, c'est la fin du monde, va falloir trouver d'autres alternatives.
Pour l'ISS, sympa comme BAD. Mais difficile à rejoindre en vélo.

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Message par Kerkallog le Lun 23 Jan 2017 - 17:54

Patrice91 a écrit:OK, c'est pour après-demain donc. Et vu que demain, c'est la fin du monde, va falloir trouver d'autres alternatives.
Pour l'ISS, sympa comme BAD. Mais difficile à rejoindre en vélo.

...question de motivation! Moteurs Stirling & Co 00000019

quelques réalisations ici= http://passion-usinages.forumgratuit.org/t143-construction-d-un-moteur-stirling

http://www.usinages.com/threads/mon-stirling-pressurise-peut-etre-aussi-le-1er-du-forum.38518/

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Message par Knightchanse le Jeu 27 Avr 2017 - 18:53

en cherchant un peu sur internet, les stirling étaient utilisés depuis la 2 eme guerre mondiale (ex: moteur philips de 1940 à 1980)

il y a parfois moyen d'en retrouver dans des brocantes.

il y en a encore sur les bateaux, (voiliers)  comme avec une chaudière pour cogenerateur  (utilisation du delta température entre chaudière et eau de mer) .. je pense que Siemens en fait encore...  comme je  ne peux toujours pas poster des liens... google est votre ami!

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Message par Kerkallog le Ven 28 Avr 2017 - 14:06

Knightchanse a écrit:en cherchant un peu sur internet, les stirling étaient utilisés depuis la 2 eme guerre mondiale (ex: moteur philips de 1940 à 1980)

il y a parfois moyen d'en retrouver dans des brocantes.

il y en a encore sur les bateaux, (voiliers)  comme avec une chaudière pour cogenerateur  (utilisation du delta température entre chaudière et eau de mer) .. je pense que Siemens en fait encore...  comme je  ne peux toujours pas poster des liens... google est votre ami!


...ce que j'ai trouvé pouce

https://www.picbleu.fr/page/la-chaudiere-electrogene-whispergen-a-microcogeneration-stirling  study

Brefs extraits:

"...Les avantages de la chaudière électrogène WhisperGen:

Ce type de chaudière électrogène a été testé sur le terrain depuis 2001 au Royaume-Uni.

  •  Économie sur la consommation de gaz jusqu'à 30 % (par rapport à un remplacement d'une chaudière classique de type haut rendement).
  •  Économie sur la consommation d'électricité de 35 % à 60 % (Source : conférence sur la micro cogénération à Augsburg en septembre 2013 )
  •  Fiabilité du moteur Stirling
  •  Autonomie en cas de panne de secteur.
  •  L'auto production d'électricité permet une certaine indépendance
  •  Une chaudière électrogène produit beaucoup plus d'électricité que des panneaux photovoltaïques...


Les inconvénients de la chaudière électrogène WhisperGen:


  •  Le prix le la chaudière WhisperGen est élevé : 15000 euros hors taxes
  •  Il n'y a pas de volonté réelle de développer ce type de produit en raison de la concurrence directe avec les géants de l'énergie
  •  Le ROI (retour sur investissement) est de 13 ans
  •  En prenant en compte des hausses prévisibles de 10 % du gaz et de 30 % de l’électricité d’ici 5 ans, ce retour sur investissement (ROI) tomberait à 11 ans.
  •  Combustibles utilisés : énergies fossiles..."


Toujours sur le forum Usinages, une discussion de 2012 avec une série de liens(à vérifier) :

http://www.usinages.com/threads/gros-moteur-stirling-avec-compresseur-pour-electricite.39990/

Un autre lien , plus général:

http://www.moteurstirling.com/applications-cogeneration.php

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