Comment fonctionne un moteur à combustion externe ?
Un moteur à combustion externe est un type de moteur thermique où la combustion du carburant se produit à l'extérieur du moteur lui-même. Il existe plusieurs types de moteurs à combustion externe, mais je vais me concentrer sur le moteur Stirling, qui est l'un des exemples les plus courants.
Le moteur Stirling fonctionne sur le principe du cycle Stirling, qui est un cycle thermodynamique composé de quatre phases : compression isotherme, chauffage isochore, détente isotherme et refroidissement isochore.
1.Compression isotherme :
Le cycle commence avec la compression isotherme. Un gaz, généralement de l'air, est contenu dans un cylindre avec un piston. Ce gaz est comprimé, généralement mécaniquement, à une température constante. Cela augmente la pression à l'intérieur du cylindre.
2.Chauffage isochore :
Ensuite, le gaz comprimé est chauffé à une température constante. Cela peut être réalisé en plaçant le cylindre près d'une source de chaleur externe. La montée de température provoque une augmentation de la pression interne, ce qui pousse le piston vers l'extérieur.
3.Détente isotherme :
Après le chauffage, le gaz chauffé est autorisé à se détendre isothermiquement. Cela signifie que le gaz se dilate tout en maintenant une température constante. Pendant cette phase, le piston est tiré vers l'intérieur du cylindre à mesure que la pression diminue.
4.Refroidissement isochore :
Enfin, le gaz refroidi est soumis à un refroidissement isochore, où la température reste constante pendant que le gaz est refroidi. Cela se fait souvent en plaçant le cylindre près d'une source de froid. Le piston est poussé vers l'intérieur pendant cette phase.
Le mouvement du piston dans le moteur Stirling peut être utilisé pour effectuer un travail mécanique, qui peut être converti en électricité ou utilisé directement pour d'autres applications. La particularité du moteur Stirling réside dans son utilisation efficace de l'énergie thermique.
Ce type de moteur présente plusieurs avantages, tels que son fonctionnement silencieux, son rendement élevé et la possibilité d'utiliser une variété de sources de chaleur, y compris les énergies renouvelables. Cependant, il a aussi des inconvénients, notamment une puissance spécifique plus faible par rapport aux moteurs à combustion interne traditionnels.
L'efficacité du moteur à combustion externe, en particulier du moteur Stirling, a suscité un regain d'intérêt ces dernières années en raison de sa capacité à utiliser des sources de chaleur basse température et de sa faible émission de polluants.
En résumé, le moteur à combustion externe, tel que le moteur Stirling, fonctionne en utilisant un cycle thermodynamique qui comprend la compression isotherme, le chauffage isochore, la détente isotherme et le refroidissement isochore. Ce cycle permet de convertir l'énergie thermique en travail mécanique, offrant ainsi une alternative efficace et écologique pour diverses applications.