Dans ce documentaire, on découvre les recherches de la NASA au début des années 90 pour créer et tester le moteur Sterling dans des véhicules. Les conclusions sont une consommation réduite de carburant ainsi que des pollutions aux particules et sonores en baisse.
Robert Stirling a inventé en 1816 le moteur à air chaud mais, pour améliorer son efficacité, l'a muni d'une modification suffisamment importante pour lui donner un réel développement : un régénérateur entre les deux pistons qui a considérablement amélioré sa performance.
Peu connu du grand public, ce moteur a cependant quelques avantages. Il fut répandu au temps de la domination des machines à vapeur qui présentaient parfois le grave défaut d'exploser et de faire des victimes.
Au début du XIXe siècle, les chaudières à vapeur explosent assez souvent. Pour répondre à ce problème, Robert Stirling imagine un moteur, sans chaudière soumise à de trop fortes pressions où la chaleur est apportée de l’extérieur de la machine, ce qui réduit les risques d’explosions. 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 . Il est aussi l'inventeur d’un régénérateur dans la tuyauterie du moteur qui permet d’éviter trop de pertes d’énergie et améliore son rendement.
En , son frère James « industrialise » ce moteur, pour une utilisation dans l'usine où il est ingénieur. Toutefois, en raison de différents bris et d’une puissance trop faible par rapport à la machine à vapeur et au moteur à combustion interne, le moteur à air chaud de Stirling n’obtint pas le succès escompté. Le moteur Stirling n'est alors plus qu’un objet d’étude pour les physiciens, qui comprennent le fonctionnement du moteur Stirling, bien après son invention, avec l’avènement de la thermodynamique.
En , les progrès de la thermodynamique accomplis au XIXe siècle permettent à Gustav Schmidt de décrire mathématiquement le cycle de Stirling.
À partir de , John Ericsson se tourne vers une solution utilisant un cycle de Stirling avec son moteur « à air chaud » (moteur Ericsson) avec un déplaceur et construit en partenariat avec la DeLameter Iron Works puis la Rider-Ericsson Engine Company un nouveau moteur. Ce moteur sera aussi un succès, il sera produit aux États-Unis jusqu'au début de la Première Guerre mondiale. Parmi tous les moteurs à cycle Stirling conçus, c'est la version la plus commune, bien que rare car centenaire ; il est possible d'en voir à la vente chez des brocanteurs spécialisés dans les moteurs anciens.
En , la société américaine Rider-Ericsson Engine Company sort sa première pompe hydraulique « à air chaud » ; elle en produira jusqu'au début 1900 et en exportera partout à travers le monde, jusqu'en France…
Il faut toutefois attendre les recherches de la compagnie néerlandaise Philips, dans les années 1930, pour que le moteur Stirling soit de nouveau étudié sérieusement et que son application dans toutes sortes de technologies soit testée. En 1938, un moteur Stirling de plus de 200 ch, avec un rendement supérieur à 30 % (comparable aux moteurs à essence actuels), y est créé. Cependant, cette technologie n’a des applications qu’en cryogénie. Ce n’est que dans les dernières décennies que les développements du moteur ont commencé à être intéressants pour l’industrie, à cause du besoin croissant pour les sources d’énergie alternatives. Effectivement le moteur Stirling peut fonctionner avec toute source d’énergie produisant de la chaleur: énergie solaire, énergie géothermique, énergie nucléaire, chaleur rejetée par les usines, etc. En 1953, Philips sort sa génératrice de 180 W : le MP1002CA conçue sur la base d'un moteur Stirling.
Dans une perspective écologique, cela peut être intéressant, d’autant plus que le régénérateur, parce qu’il préchauffe et pré-refroidit le gaz, permet de « recycler » de l’énergie. Ainsi, les avancées en science des matériaux permettent, maintenant, d’utiliser des matériaux qui supportent des écarts de température très importants et des composites qui améliorent le transfert de chaleur au sein du régénérateur.
La situation est telle que les moteurs Stirling, couplés avec des paraboles solaires géantes, utilisent l’énergie solaire avec un rendement supérieur aux cellules photovoltaïques, mais à un prix toutefois élevé. Cependant, en 2008, le record de conversion de l'énergie solaire est battu, avec un taux de conversion de 31,25 %, grâce à l'utilisation de miroirs paraboliques comme concentrateurs solaires.
Aujourd'hui, le moteur Stirling fait l'objet de nombreuses expérimentations autant par les amateurs que par des entreprises spécialisées en énergie ou par la NASA (projet KRUSTY).
Source Wikipédia https://fr.wikipedia.org/wiki/Moteur_Stirling
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