Le moteur Stirling

Au début du XIXème siècle, la révolution industrielle est en marche. En parallèle des machines à vapeur, se développent les moteurs à air chaud. Dans les premières, la vapeur surchauffée est produite dans la machine. Dans les deuxièmes, de la chaleur apportée par un élément extérieur à la machine fait chauffer un gaz (air, hydrogène ou hélium) dans une chambre étanche dans laquelle glisse un piston.

Une alternative à la machine à vapeur

Face aux risques d’explosion des machines à vapeur, le Pasteur écossais Robert Stirling (1790-1878) invente ou plutôt met au point en 1816 une évolution du moteur à air chaud inventé en 1759. Il améliore le rendement de ce moteur à 4 temps mû par des transferts d’énergie dans les gaz, par l’adjonction d’un régénérateur. C’est son frère James qui, en 1843, le fait fabriquer pour l’usine dans laquelle il est ingénieur. Mais le moteur à cycle Stirling manque de puissance et de souplesse d’utilisation face aux machines à vapeur.

La deuxième vie du moteur Stirling

En 1878, l’année de la disparition de Robert Stirling, l’ingénieur américain John Ericsson améliore le système par l’ajout d’un piston « déplaceur ». Les moteurs type Ericsson seront construits aux États-Unis jusqu’à la première guerre mondiale. Mais leur point faible reste leur rendement énergétique très médiocre. Dans les années 1930, avec l’accroissement des connaissances en thermodynamique et en matériaux, la société néerlandaise Philips va à nouveau lancer des études sur le moteur à cycle Stirling, faisant bondir le rendement à 30 %, proche des moteurs à explosion à essence. Mais les applications restent limitées à la cryogénie, étude et production des basses températures.

La troisième vie du moteur Stirling

C’est à partir des années 1990-2000 que le moteur Stirling va enfin trouver de nouvelles applications avec la volonté de trouver des alternatives au tout pétrole. En effet, l’énergie (chaleur) apportée au moteur Stirling peut avoir de nombreuses sources différentes : solaire, géothermique, thermique par récupération de gaz chauds, nucléaire, etc… Ainsi, on produit aujourd’hui des moteurs à cycle Stirling couplés à des paraboles solaires offrant comme génératrice de courant des rendements supérieurs aux cellules photovoltaïques. Ce drôle de moteur n’a donc toujours pas dit son dernier mot et fait toujours l’objet d’actives recherches de la part d’entreprises privées ou d’importants organismes gouvernementaux comme la NASA.