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Moteur de stirlig

Publié le 30/01/2013

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Christophe Le Lann Innovations - Le moteur de Stirling http://tpestirling.free.fr Synthèse personnelle Choix du sujet Les premières semaines, nous étions parti sur un tout autre sujet : le « lifter «. Malheureusement, pour des raisons légales, nous n'avons pas pu continuer dans cette voie. J'ai donc proposé comme sujet le moteur de Stirling donc j'avais déjà entendu parler, qui mêlait physique et mathématiques, avec la possibilité de faire des expérimentations pratiques. Acquis sur le sujet Je m'intéressais déjà au moteur de Stirling mais je n'avais pas encore vraiment cherché à comprendre son fonctionnement dans le détail. Disciplines Mathématiques : calculs de puissance, couple, rendement, et estimation des imprécisions Physique : comportement des gaz lors des variations de température ou de pression, forces, puissance et énergies. Problématique Production concrète « Quel est le principe de fonctionnement du moteur de Stirling ? Quelles sont ses applications actuelles et à venir ? Quels sont les freins à son développement ? « 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 p...

« Chris to phe L e L ann http ://tp estir lin g.fr e e.fr - P ag e 2 s u r 3 o A va nta ges e t in co nvé nie n ts d u m ote ur d e S tir lin g o A pplic a tio ns a ctu elle s o A pplic a tio ns fu tu re s · Syn th èse C onclu sio n : v o ir « R éponse à la p ro blé m atiq ue » R éponse à la p ro blé m atiq ue L e m ote ur d e S tir lin g s ©i n sp ir e d u c yc le d e C arn ot p our tr a nsfo rm er u n e d if fé re n ce d 'é n erg ie th erm iq ue (e ntr e u ne so urc e ch aud e e t u ne so urc e fr o id e ) e n é nerg ie m éca niq ue p ar le b ia is d e c o m pre ssio ns e t d éc o m pre ssio ns d ©u n g az c o nte nu d a ns u ne e n cein te f e rm ée.

S on r e ndem ent e st s u périe ur à c e lu i d ©u n m ote ur à e sse nce o u d ie se l.

P lu sie urs fa cte urs pose n t enco re un fr e in à so n déve lo ppem ent : le s co ûts de r e ch erc h e e t d e m is e e n s e rv ic e s o nt e nco re s u périe urs à c e ux d es m ote urs d éjà p ré se nt (e sse nce , d ie se l, ...) e t le s p ro blè m es d ©é ta nch éit é e n h aute s p re ssio ns.

M ais n ul d oute q u e s e s a va nta ges p ar ra pport a ux m ote urs a ctu els s e ro n t s u ffis a m ment c o nva in ca nts p our e nco ura ger la re ch erc h e d ans c e d om ain e e t s o n d é ve lo ppem ent f u tu r.

A ctu elle m ent, le m ote ur d e S tir lin g e st s u rto ut u tilis é d ans d e s u sa ges p o nctu els à la p oin te d e la re ch erc h e te ch nolo giq u e (e sp ace , s o us-m arin s) e t, à u ne é ch elle p lu s p etit e , p ar d es é tu dia nts e t d es p assio nnés.

L a ré cip ro que d u m ote ur d e S tir lin g e st a ussi u tilis é e d ans la c ry o génie e t la ré fr ig éra tio n, c ©e st a ve c c e s ys tè m e q u©o n p eut « fa ir e d u fr o id » .

M ais il re vie nt a ctu elle m ent d ans le s la bora to ir e s d e co nce ptio n d e p ro to ty p es d e g ra nds c o nstr u cte urs a u fu r e t à m esu re q ue l©o n p re nd c o nscie nce d e l©é puis e m ent d es re sso urc e s en hyd ro ca rb ure s et que le déve lo ppem ent dura ble pré se rv a nt l ©e nvir o nnem ent d evie n t d e p lu s e n p lu s n éce ssa ir e .

D ans u n fu tu r p ro ch e, o n p eut im agin er q ue le m ote ur d e S tir lin g s e ra d e p lu s e n p lu s u tilis é d ans d e p etit e s in sta lla tio ns a u to nom es, p our fo urn ir c h ale ur e t é le ctr ic it é à u ne m ais o n o u u n b ate au.

B ila n Dif fic u lt é s · Nous a vo ns fa it le c h oix d e ré alis e r u ne m aquette p endant c e rta in es s é ance s d e T P E, p uis d ’e ffe ctu er d es m esu re s p our ca lc u le r la p uis s a nce , le co uple e t le r e ndem ent.

M ais le s d eu x h eure s p a sse nt tr o p v it e , c a r il fa u t c o m pte r le te m ps d e s o rtir le s m até ria ux e t d ’a lle r c h erc h e r le m até rie l m anquant à l’a te lie r, p uis e nsu it e l e te m ps d e to ut ra nger e t d e re m plir le c a rn et d e b ord .

A u fin al, il n e re ste p lu s b eauco up d e te m ps p our la fa bric a tio n e t le s e xp érim enta tio ns · Mote ur p as a sse z p uis sa nt p our o bte nir u n re nde m ent s ig nif ic a tif (le s a pp are ils d e m esu re d u ly c é e n e s o nt p as a sse z p ré cis p our d es v a le urs s i p etit e s) · Le n om bre d e s é ance s e st b eauco up p lu s c o urt q u’il n ’y p ara ît a u d épa rt.

E vo lu tio n de la p ro blé m atiq ue L a p ro blé m atiq ue in it ia le p orta it s u r le « lif te r » , m ais p our d es ra is o ns d e s é cu rit é , n ous a vo ns d û c h anger d e s u je t.

N ous n ous s o m mes e nsu it e d ir ig és v e rs le m ote ur d e S tir lin g, m ais la p ro blé m atiq ue e st g lo bale m ent re sté a rtic u lé e a uto ur d es m êm es q uestio ns : Q uel e st le p rin cip e d e fo nctio nne m ent ? Q uelle s so nt le s a pplic a tio ns a ctu elle s e t f u tu re s ? Q uelle s s o nt le s p erfo rm ance s ? C om ment le s m esu re r ? I n té rê t d es T P E Etr e e n a uto nom ie p our e n a ppre ndre p lu s s u r u n s u je t n ous in té re ssa nt.

R éfle xio n su r le t r a va il d e g ro upe C ela a pporte d ’a ppre ndre à tr a va ille r e nse m ble , e n te n an t c o m pte d e l’a vis d e c h acu n …. »

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