Motorisation et moteur Stirling

Lorsqu'on parle d'un moteur quelconque, le moteur Stirling par exemple, une des premières idées qui vient à l'esprit est "Pourquoi n'y en a-t-il pas un sur ma voiture ?".
C'est une bonne question. En fait, on peut s'interroger de façon plus large en citant l'automobile, certes, mais aussi l'avion, le bateau et d'autres véhicules.

Ci-dessous, nous allons essayer de recenser les différents domaines d'application du moteur Stirling en tant que moyen de propulsion. En faisant cela, nous allons également répertorier les succès, les échecs du moteur Stirling mais aussi les espoirs qu'on peut placer en lui.

1. Sur terre : l'automobile.

L'utilisation du moteur Stirling comme moyen de propulsion d'une automobile fait partie du passé (mais peut-être aussi de l'avenir). En effet, la société Philips a étudié au cours des années 1940 à 1980 diverses applications du moteur Stirling. Une de celles-ci consistait à équiper une Ford Torino, mais cet essai ne fut pas transformé et le projet abandonné. Les raisons sont probablement liées à la difficulté d'avoir un moteur capable de faire varier rapidement sa puissance et son régime. Son coût a pu également constituer une difficulté face à la standardisation des moteurs thermiques traditionnels.
On peut regretter l'abandon de ce projet. Le prototype réalisé en 1976 développait 170 ch à 4 000 tr/min. Ce moteur était un 4 cylindres. Son nom de code était 4-215 D.A.

Moteur développé par la Nasa
La même tentative a été faite avec une voiture AMC Spirit en 1979. Le nom du moteur étudié par la Nasa était P40. Voir la photo ci-contre.

Ces exemples donnent une idée de l'effort de recherche et développement réalisé par de grandes compagnies ou organismes publics. On ne peut imaginer qu'il n'y ait pas de retombées de ces investissements. Peut-être verra-t-on resurgir, dans le domaine automobile ou dans d'autres secteurs, quelques unes des idées développées au cours des années 1960 ou 1970.

Voiture hybride General Motors
A titre d'exemple, et pour terminer, citons la réalisation par General Motors, en 1968, d'une voiture hybride, et oui déjà !, qui était constituée d'un moteur Stirling chargeant des batteries. Ces dernières fournissaient l'énergie nécessaire à un moteur électrique pour propulser cette auto.
Compte tenu des progrès effectués dans le domaine des batteries, est-on sûr de ne pas revoir sur le marché une petite sœur de ce véhicule ?

2. Sur mer : les sous-marins et les bateaux.

Moteur Stirling AIP de Kockums La société Kockums a développé au cours des années 1980 son moteur AIP. Celui-ci a fait ses preuves à bord du sous-marin français SAGA. (pour en savoir plus)
On peut voir ce moteur sur la photo ci-contre (Source photos : www.kockums.se).
Ce moteur a ensuite été installé à bord de sous-marins militaires de l'armée suédoise. L'autonomie de ces bâtiments a été fortement augmenté de quelques jours de plongée à plusieurs semaines. Avec ce système, le sous-marin est aussi capable de recharger ses batteries tout en restant immergé. En effet, les gaz après combustion sont à une pression supérieure à celle de l'eau.
La marine militaire japonaise a adopté les moteurs AIP de Kockums pour ses sous-marins Soryu (84 m de long et 4 200 tonnes de déplacement !). Ils sont associés à un moteur diesel-électrique.
Des bâtiments militaires de surface bénéficient également de cette technologie.

Il n'est pas impossible de voir, dans un proche avenir, des bateaux de plaisance, des sous-marins de recherche robotisés équipés de moteur Stirling pour leur propulsion. (Ce moteur est déjà utilisé pour fournir l'électricité à bord de certains bateaux de plaisance)

3. Dans les airs : les avions.

Avion de la seconde guerre mondiale Contrairement à ce qu'on demande à un moteur d'automobile, un moteur d'avion fonctionne quasiment tout le temps à puissance constante. Dans ce cas-ci, le moteur Stirling est vraiment dans son domaine de prédilection.
Son silence, par rapport à un moteur traditionnel, peut constituer un atout tant pour les passagers de l'avion que pour les riverains.
Le faible niveau vibratoire du moteur Stirling plaide également en sa faveur.
Quand on prend de l'altitude, l'air extérieur baisse en température. Cet air constitue la source froide du moteur Stirling. Il n'y a donc pas de pertes de puissance quand on monte. Ceci permettrait de voler plus vite qu'avec un moteur traditionnel.
Le choix de combustible étant plus large, on pourrait en imaginer un moins volatil, moins explosif, moins polluant.
Pour terminer en toute honnêteté, il faudrait mettre au point un moteur Stirling ayant également un bon rapport puissance/poids pour devenir un concurrent crédible dans le domaine de l'aviation. Cet aspect est essentiel.

Pour voir un jour un moteur Stirling équiper un avion de tourisme, il paraît nécessaire de réaliser d'importants travaux de recherche et développement pour prouver, tant sur le plan économique que sur le plan technique, qu'il peut être le meilleur dans ce domaine.
Les lourds investissements réalisés dans le passé ou récemment, dans d'autres secteurs, peuvent permettre de réduire les coûts nécessaires à la réalisation d'un moteur Stirling spécifique à l'aviation.

Le moteur Stirling