General Motors est en train de fabriquer et tester un moteur Stirling en vue d'équiper des voitures hybrides.

Il en résulte que la combustion "externe" du moteur Stirling, une technologie éprouvée depuis plus de 175 ans, peut trouver sa voie comme véhicule hybride du 21ème siècle.

GM souhaite utiliser le moteur Stirling dans une production en l'utilisant comme générateur d'électricité pour propulser le véhicule.  

La technologie Stirling est peut-être âgée - le moteur a été breveté en 1816 par le pasteur écossais Robert Stirling - les récentes améliorations techniques ont permis de surmonter les problèmes du passé, permettant ainsi l'adaptation de ce moteur au marché automobile. Les avantages de ce moteur sont nombreux.

"Les moteurs Stirling sont très souples, silencieux, et, comme des turbines, ont une combustion continue, donc sont peu polluants" expliquait  Jerry Skellenger, directeur du programme technologique de DOE hybride de Général Motors. " De plus, ils peuvent fonctionner avec différents types de combustibles".

Le moteur tire sa puissance mécanique grâce à l'expansion d'hydrogène emprisonné à haute température, pendant le processus appelé le "cycle de Stirling".

Pendant le cycle, l'hydrogène est compressé dans une chambre de refroidissement au-dessous du piston, et ensuite transféré dans une seconde chambre chaude externe, à coté du piston. L'hydrogène chauffé se dilate rapidement, générant de l'énergie utilisée pour mouvoir le piston.

A l'étape finale du cycle, l'hydrogène dilaté retourne dans la chambre froide, se compresse, et le cycle recommence.

L'hydrogène est le fluide travaillant, pas le fioul, dans le moteur stirling. Il n'entre jamais en contact avec une flamme durant le cycle, c'est pourquoi on dit que le moteur Stirling est à combustion externe. 

Qu'est-ce qui, après ces années, a rendu le moteur Stirling plus attractif qu'il était il y a 10, 20, ou même 50ans?

"Dans le passé, le temps de réponse à l'accélération des moteurs Stirling n'étaient jamais à la hauteur de nos attentes, et étaient très complexe" expliquait Skellenger.

"La puissance de sortie était contrôlée en changeant la pression interne dans le moteur, ce qui augmentait le temps de réaction."

Utiliser en série un moteur Stirling dans un véhicule à moteur hybride avec un "swash plate drive" (besoin d'aide pour la traduction...) comme celui développé par la société "Stirling Thermal Motors" de Ann Arbor, permet de surmonter ces difficultés.

Le "Swash Plate" -un disque tournant monté à un angle et attaché à un piston- remplace le vilebrequin traditionnel. 

Cependant, Skellenger disait que le Stirling, exactement comme les turbines à gaz et moteurs quatre temps, fait face à sa part de challenge.

"Etanchéifier l'hydrogène pour l'empêcher de fuir demande beaucoup d'adresse"  Disait Skellenger 

"Mais la vraie inconnue est le coût" . Immédiatement, nous naviguons dans l'inconnue parce qu'il n'y a pas de bases de données sur la production en série de ces moteurs" .

 

Lien vers l'article en anglais :