Moteur Stirling

Le moteur Stirling est un moteur à combustion externe et à fluide de travail en cycle fermé. Le fluide est un gaz soumis à un cycle comprenant quatre phases : chauffage isochore (à volume constant), détente isotherme (à température constante), refroidissement isochore, enfin compression isotherme. Robert Stirling a inventé en 1816 le moteur à air chaud et, pour améliorer son efficacité, l'a muni d'un régénérateur, qui assure une fonction de stockage thermique et d'échangeur interne. Cet élément singularise le moteur Stirling par rapport aux autres moteurs. Il a considérablement amélioré sa performance, lui donnant un réel développement en thermodynamique. Peu connu du grand public, ce moteur a cependant quelques avantages. Il était répandu au temps de la domination des machines à vapeur qui présentaient le grave risque d'exploser. thumb|Modèle de moteur de type alpha.La source chaude est du côté rouge ; la source froide est du côté bleu, entourée d'ailettes (dissipateur thermique). Le régénérateur, généralement placé sur la conduite, est ici absent. thumb|upright=2.0|Moteur Stirling de type bêta. Le rôle du piston intermédiaire (non étanche, de plus petit diamètre), dit « déplaceur », est de faire passer alternativement le gaz de la source chaude (à gauche, représentée par des flammes) à la source froide (à droite, représentée par des ailettes de refroidissement). Le changement de couleur, du bleu au rouge et réciproquement, indique le changement de température. La roue est un volant d'inertie. Le piston moteur a un retard de phase de π/2 (un quart de tour) par rapport au piston déplaceur. thumb|Maquette d'un moteur Stirling. vignette|Coupe d'un moteur rider à compression, 1880. Au début du , les chaudières à vapeur explosent assez souvent. Pour répondre à ce problème, Robert Stirling imagine un moteur dépourvu de chaudière soumise à de trop fortes pressions, où la chaleur est donc apportée de l’extérieur de la machine. 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 .