Difficulté
Difficile
Durée
1 jour(s)
Coût
50 EUR (€)
Description
Des trucs sur les moteurs stirlings
Introduction
Nous vivons maintenant dans 1 mond post-covid, et qvous fassiez parti dceux qui
pensent qles milliardaires prennent très au serieux le changement climatique et veulent
regler la question par la population en se réfugiant dans des bunkers survivalistes,
ou qvous fassiez parti dceux qui pensent qles milliardaires s'en foutent et veulent
just continuer à s'enrichir jusqu'à la dernièr goutt de pétrol,
il devient urgent de trouver des alternatives aux modèles qu'on nous propos et au fascism,
et ca pass aussi par des alternatives techniques.
Le moteur stirling a été inventé au XIXè s. avant lmoteur thermiqu
et a connu quelques applications industrielles "mainstream", notamment dans les années
60 (Ford Torino, navire américain Caloric).
Aussi appelés "moteurs à air chaud", lprincip est de balader dl'air alternativement d'1
zon froid à 1 zon chaud et récupérer la forc mécaniqu engendr par la dilatation (spécial dédicace bruno lemaire)
et la contraction dl'air.
Les moteurs stirling performants ont nécessit beaucoup d r&d et ont atteint des rendements
plus importants qles moteurs thermiques avec carburants (autour d 40%).
Ils sont fiables, silencieux et ont des rendements élevés.
Ils sont cependant mieux adaptés à des régimes fixes.
Chroniqu d'1 nuit blanch avant d'aller tracter contr l fascism pour utiliser les 24h apres reception et
Étape 1 - revue de la litterature web
On list ici quelques vidéos de moteurs stirling "diy" (do it yourself)
plus ou moins bricolés et en langue français.
On voit qca va du moteur fait avec 1 canett dcoca cola (DDM Brico Voyageur https://www.youtube.com/watch?v=nBxKOkYx2rI) à 1 moteur en bois
avec des seringues en verres pour les pistons(Incroyables Experiences https://www.youtube.com/watch?v=s79odgWz6BM), à 1 moteur 125 kW usiné (French Stirling Fablab https://www.youtube.com/watch?v=Z24dZ3St_JE de la serie d'épisode https://www.youtube.com/playlist?list=PLE1TyIvCXNyjlvWRi10LUsEMXKyRS6Ltx sur la chaine https://www.youtube.com/@FrenchStirlingFablab).
Vous y trouverez nettement plus de ressources pour essayer de fabriquer
votr propr moteur stirling qdans l texte ci-dessous.
En bonus, pour les enseignants, 1 exempl de jouet de typ tracteur et gru fabriqué en meccano ici :
http://cm1cm2.ceyreste.free.fr/stirling.html
Étape 2 - la puissance des jouets
On va maintenant essayer d mesurer la puissanc de moteurs stirling dits "jouets scientifiqu"
qu'on peut trouver sur aliexpress ou chez des revendeurs comm science labs.
Vous trouverez en pièce joint deux vidéos qui montrent 1 moteur stirling "jouet scientifiqu" qui tourn
avec pour sourc d chaleur 1 flamm provenant d'1 bougi et de combustion d'alcool.
Le moteur est fourni avec 1 petit contenant et 1 mech à imbiber d'alcool qui produit 1 puissanc
adapt au moteur(video 1).
On voit dans la vidéo avec la bougie (video 2) qla flamm dla bougi ne produit pas 1 puissanc adapt
et le moteur tourn quelques secondes puis s'arret et ndevient très capricieux pour redémarrer (1 peu aléatoir apres
divers essais mem apres refroidissement).
On mesur donc la puissanc des deux flamme (voir video 3 et 4):
W
flamm lamp à alcool: 40s à 1 minut(selon fremissement ou bouillonement entier)
pour porter à ébullition 10mL d'eau de 20°C à 100°C
Energi=10*80 calories=800*4,184J=3347,2J
Puissance_max=3347/40=84W
Puissance_min=3347/60=56W
Pour essayer d mesurer lrendement, on fix 1 poids au moteur (ici 1 boulon pété d 5g voir video 5),
et on mesur l coupl d'entrainement
ainsi qla vitess angulaire.
L boulon pès 5g et est fixé à 1 distanc d=3cm d l'ax d rotation.
Pour mesurer la vitess angulair, on va utiliser deux logiciels: 1 bout d cod python reposant sur opencv, et ffmpeg
Vous pouvez reproduir la mesur avec l fichier vidéo sourc (lien ici) et les bouts d cod ci-dessous.
Malheureusement, à c stad d l'expérienc, la pris d video à 25fps n permet pas d mesurer correctement
la vitess angulair du moteur qui tourn trop vit et produit 1 flou sur la vidéo décompos en 25 images par secondes.
Updat à réception d'1 camera 120fps et/ou d'1 tachymètr.
Étape 3 - faire tourner le moteur avec une source solaire
Fair 1 moteur stirling performant exige beaucoup d r&d (go! pour les hackers qui veulent faire des leaks des archives d philips ou d la ford torino -oui les années 60/70 cest pas q génial pour la musiqu-)
et on va ici s caler sur la puissance d la flamm qui fait tourner l moteur correctement:
70W
On va d'abord utiliser 1 reflecteur d petit taill sur lequel on va venir fixer des bouts de mirroir pétés, mesurer le temps d'ébulition d'1 petit quantité d'eau
et on viendra fair 1 regl d trois pour 1 diametr adapté (la puissanc du soleil est linéair d la surfac ensoleill).
Update au prochain jour avec assez d soleil: lundi 24 juin et mardi 25 juin
Étape 4 - optimiser et fabriquer un recepteur solaire mobile
Là, j vous pass la balon.
D'abord, il faudrait réfléchir à 1 récepteur qui suit l soleil dynamiquement en fonction d sa position dans la journ (du jour et de l'heur) et de la latitud et longitud,
et plus important: qui soit capabl de renvoyer les rayons concentrés sur 1 point fix quel q soit l'heur.
Ensuit, on peut imaginer 1 truc constitué d plusieurs recepteurs d diametres distinct adapté à 1 ensoleillement variabl.
On a alors 1 sourc d'énergi renouvelabl infini et transportabl qui va fonctionner pour 1 ensoleillement avec 1 seuil haut et 1 seuil bas.
On peut mêm aller jusqu'à imaginer 1 société dont les machines n tournent pas quand il n'y pas assez ou trop d soleil, mais c'est de la scienc fiction.
Pour donner des points d repères, les plus grands mirroirs non pétés qu'on est actuellement capables d fabriquer sont les mirroirs de téléscop géants d 30m d diametr.
Les mirroirs d téléscopes de 5m à 10m d diametres sont plus courants pour les grands téléscopes.
J n suis pas spécialist du tout, just 1 vulgarisateur préoccupé par l changement climatiqu
et la mont du fascism.
A c titr et à c stad d mon expérimentation, seuls deux aspects "pratiques" m'interrogent pour 1 utilisation courant:
stopper l moteur (il suffit pas d stopper l'injection de carburant)
pour des utilisations longues: garder la sourc froid froid assez longtemps sans surdimensionner la puissanc en entr d la sourc chaud (pour 1 deltaT performant)
Et parc qu'à l'heur du fascim rampant qui mont dans tout la société, il faut arreter d s'auto censurer pour parler d politiqu quand on parl en son nom,
1 gouvernement qui prend au sérieux l changement climatiqu aurait depuis longtemps mis
les moteurs stirling dans les problemes d prépa, incité des consortiums à travailler dessus,
cr des groupes mixtes d'ingénieur.e.s-technicien.e.s-bricoleurs.e.s non diplomé.e.s multi territoriaux pour travailler sur c type d questions!
Les connaissances scientifiqu et techniques sont contextuelles d'époques et c n'est pas q dans le spatial (aller sur la lun)
qu'on a perdu des savoirs faires, si les lobbys empechent d remettr à l'ordr du jour des techniques oubliées
qui ont fait leur preuv, c'est au politique d créer les incitations nécessaires!
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