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Remplacer les moteurs Diesel par des moteurs Stirling



  1. #1
    Daumic

    Remplacer les moteurs Diesel par des moteurs Stirling


    ------

    Les normes d’émission des véhicules automobiles sont de plus en plus sévères. La source (1) décrit notamment l’évolution des normes européennes concernant les émissions des poids lourds :

    Normes________NOx __________CO__________hydrocar bures______particules
    en g/kWh

    Euro1/1993_____9.00___________4.90__ _______1.23______________0.36
    Euro2/1996_____7.00___________4.00__ _______1.10______________0.15
    Euro3/2001_____5.00___________2.10__ _______0.66______________0.13
    Euro4/2006_____3.50___________1.50__ _______0.46______________0.02
    Euro5/2009_____2.00___________1.50__ _______0.46______________0.02
    Euro6/2014_____0.40___________1.50__ _______0.13______________0.01

    Le respect des normes pour les NOx, le CO et les hydrocarbures est atteint par un traitement catalytique des gaz d’échappement. L’élimination des particules se fait par le filtrage de ces mêmes gaz d’échappement.

    La source (2) décrit le marché des poêles à granulés en 2009 en Autriche, un des pays d’Europe le mieux équipé dans ce domaine. Ce document liste les limites réglementaires des émissions polluantes générées par la combustion des granulés de bois :

    Normes________NOx __________CO__________hydrocar bures______particules
    en mg/MJ
    ______________150___________50 0_________30_______________50

    La conversion des unités de mg/MJ en g/kWh donne le tableau suivant :

    Normes________NOx __________CO__________hydrocar bures______particules
    en g/kWh
    ______________0.540_________1. 800________0.108____________0. 180

    La comparaison des normes d’émission des poids lourds et des émissions des poêles à granulés montre que, sans catalyseur et sans filtre, le système de double combustion des poêles respecte les normes d’émission des poids lourds Euro 5 sauf en ce qui concerne les poussières.

    Cette comparaison m’a donné l’idée suivante : remplacer les moteurs Diesel des poids lourds par des moteurs Stirling (3) alimentés par des granulés de bois. Cette motorisation aurait les avantages suivants :

    - avec un traitement catalytique et une filtration des gaz d’échappement, un moteur Stirling doté de la double combustion des poêles à granulés devrait satisfaire les normes d’émission les plus sévères,

    - les granulés de bois sont une source d’énergie renouvelable contrairement au fioul,

    - l’énergie volumique des granulés de bois est le tiers de celle du fioul (4) alors que la densité d’énergie des batteries électriques les plus performantes est beaucoup plus faible :

    ___________________énergie massique en kWh/kg____énergie volumique en kWh/l
    fioul_______________11.8______ __________________10.0
    granulés____________4.90______ __________________3.20

    - les granulés de bois sont un combustible solide, ce qui le rend beaucoup moins dangereux que les carburants liquides et gazeux en cas d’incendie,

    - le couple moteur Stirling / granulés de bois devrait être économiquement compétitif pour la propulsion des poids lourds par rapport à la motorisation électrique en raison du prix élevé des batteries au lithium.


    (1) http://www.cetu.developpement-durabl...sions_2012.pdf

    (2) http://pelletsatlas.info/wp-content/...Austria_CR.pdf

    (3) https://fr.wikipedia.org/wiki/Moteur_Stirling

    (4) http://www.france-pellets.com/economique.htm

    -----

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  3. #2
    phys4

    Re : Remplacer les moteurs Diesel par des moteurs Stirling

    C'est un excellent début d'étude en ce qui concerne la source chaude.
    Il reste un gros problème, le moteur Stirling (ou Ericson) n'est pas utilisé industriellement. Il existe surtout des petites machines de démonstration qui ne fournissent aucune puissance moteur.
    On ne trouve nulle part de source sérieuse qui aurait effectué une mesure du rendement réel, sauf une très vieille référence qui indique 2,5%.

    Aucune information récente ne fait référence à un rapport de mesure identifiable.
    En attendant mieux, les possibilités de ce type de moteur restent mystérieuses.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  4. #3
    JPL
    Responsable des forums

    Re : Remplacer les moteurs Diesel par des moteurs Stirling

    Mais c'est la tarte à la crème qui réapparaît périodiquement dans des discussions de salon (pardon, de forums). C'est comme l'arlésienne : dans l'opéra on en parle mais on ne la voit pas. Soyons réalistes : s'il y avait quelque chose à en tirer les groupes industriels et leurs ingénieurs n'auraient pas laissé le sujet aux réformateurs géniaux des forums.
    Rien ne sert de penser, il faut réfléchir avant - Pierre Dac

  5. #4
    minushabens

    Re : Remplacer les moteurs Diesel par des moteurs Stirling

    d'ailleurs si on veut absolument utiliser le bois comme source d'énergie, il n'est pas besoin de moteur Stirling. Pendant la deuxième guerre mondiale, des voitures modifiées mais à moteur à pistons classique fonctionnaient au gaz de bois.

  6. A voir en vidéo sur Futura
  7. #5
    PIXEL

    Re : Remplacer les moteurs Diesel par des moteurs Stirling

    le Stirling à été très sérieusement étudié par les labos de Phillips ( qui ne sont pas un club de rigolos) dans les 50's.

    ils s'y sont cassé le nez !

  8. #6
    f6bes

    Re : Remplacer les moteurs Diesel par des moteurs Stirling

    Citation Envoyé par minushabens Voir le message
    d'ailleurs si on veut absolument utiliser le bois comme source d'énergie, il n'est pas besoin de moteur Stirling. Pendant la deuxième guerre mondiale, des voitures modifiées mais à moteur à pistons classique fonctionnaient au gaz de bois.
    Bjr,
    Un "style" à part !
    http://redac.cuk.ch/totheend/misc/mercedes.jpg chez Peugeot

    et Citroën chez
    http://grumlt.citrina.lt/autos/Tract...A_Gazogene.jpg
    Dernière modification par f6bes ; 16/09/2016 à 08h15.
    Ca va pas durer.

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  10. #7
    Bluedeep

    Re : Remplacer les moteurs Diesel par des moteurs Stirling

    Citation Envoyé par PIXEL Voir le message
    le Stirling à été très sérieusement étudié par les labos de Phillips ( qui ne sont pas un club de rigolos) dans les 50's.

    ils s'y sont cassé le nez !
    J'ai vu il y a pas longtemps un petit groupe électrogène Philips de l'époque à moteur Stirling, le tout bien packagé, pas du tout bricolo (et il fonctionnait), mais cela ne sortait que 150W de mémoire. C'était destiné à l'Afrique comme cible, car entretien ultra basique, pour de l'éclairage.

  11. #8
    PIXEL

    Re : Remplacer les moteurs Diesel par des moteurs Stirling

    et surtout : polycarburant !

    mais de rendement calamiteux , autant utiliser une machine à vapeur

  12. #9
    Bluedeep

    Re : Remplacer les moteurs Diesel par des moteurs Stirling

    Citation Envoyé par PIXEL Voir le message
    mais de rendement calamiteux , autant utiliser une machine à vapeur
    Tout à fait.

  13. #10
    mezig57

    Re : Remplacer les moteurs Diesel par des moteurs Stirling

    Dans 10 jours on fêtera le 200e anniversaire du dépôt de brevet du moteur Stirling ; certains soutiennent encore que pendant 200 ans les pétroliers ont barré la route à un moteur sobre qui réduirait leur vente.

  14. #11
    Dynamix

    Re : Remplacer les moteurs Diesel par des moteurs Stirling

    Salut

    Citation Envoyé par PIXEL Voir le message
    mais de rendement calamiteux ,
    Peut avoisiner les 40%

  15. #12
    polo974

    Re : Remplacer les moteurs Diesel par des moteurs Stirling

    Bonjour,
    en gros le Stirling et la machine à vapeur (en cycle fermé, pas comme les locos du far-west), c'est la même chose, sauf que pour ramener le gaz coté chaud, on y va en direct (Stirling: compression gros volume de gaz) ou après changement d'état (vapeur: compression d'un petit volume d'eau).

    dans le premier cas, pas besoin de chaleur pour évaporer, mais d'énergie mécanique (plus "noble)",
    dans le second cas, inversement, il faut de la chaleur pour évaporer, mais peu d'énergie mécanique pour transférer le liquide du coté haute pression.

    donc coté rendement, la vapeur doit avoir un rendement un poil meilleur, sauf qu'il faut trouver le liquide qui va bien...

    mais le pb de ces machines, c'est l'inertie, incompatible avec un usage direct sur une voiture.
    re mais l'hybride peut changer la donne...
    Jusqu'ici tout va bien...

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  17. #13
    phys4

    Re : Remplacer les moteurs Diesel par des moteurs Stirling

    Citation Envoyé par Dynamix Voir le message
    Peut avoisiner les 40%
    Il faut vite donner la référence pour ce rendement, je suppose que c'est par rapport au rendement thermodynamique. Sinon ce serait utilisé couramment dans l'industrie.

    Très difficile de trouver des papiers sérieux la-dessus, la plupart des hauts rendements sont des arnaques de constructeur, la meilleure que j'ai trouvé donne 2,5% pour un essai de machine industrielle.
    Je n'ai vu d'autre papier ayant un rapport de mesure officiel.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  18. #14
    PIXEL

    Re : Remplacer les moteurs Diesel par des moteurs Stirling

    Citation Envoyé par Dynamix Voir le message
    Salut
    Peut avoisiner les 40%
    plus qu'un moteur à combustion interne ???
    sources ?

  19. #15
    Dynamix

    Re : Remplacer les moteurs Diesel par des moteurs Stirling

    Citation Envoyé par phys4 Voir le message
    Il faut vite donner la référence pour ce rendement
    Facile à trouver

    Citation Envoyé par phys4 Voir le message
    Très difficile de trouver des papiers sérieux la-dessus
    C' est bien vrai .
    Difficile donc d' affirmer que le rendement est bon ou mauvais .

    Citation Envoyé par phys4 Voir le message
    Sinon ce serait utilisé couramment dans l'industrie.
    Il peut y avoir bien d' autres raisons que le rendement .
    Par exemple le rapport puissance poids . J' ais vaguement l' impression qu' il doit être défavorable pour le Stirling .

  20. #16
    PIXEL

    Re : Remplacer les moteurs Diesel par des moteurs Stirling

    Citation Envoyé par mezig57 Voir le message
    Dans 10 jours on fêtera le 200e anniversaire du dépôt de brevet du moteur Stirling ; certains soutiennent encore que pendant 200 ans les pétroliers ont barré la route à un moteur sobre qui réduirait leur vente.
    c'est un exemple classique de la théorie du complot...

    les "vilains pétroliers" ont intérêt à préparer leur avenir face à une pénurie d'hydrocarbures dont je ne
    saurais prévoir la date , mais qui arrivera.

    certains investissent déjà dans le solaire ou l’éolien

    un moteur "miracle" qui prolongerait leur principale ressource serait une bénédiction pour eux
    et non une menace

  21. #17
    Daumic

    Re : Remplacer les moteurs Diesel par des moteurs Stirling

    Dans les années 2000, le moteur Stirling a connu un nouveau développement. Associé à des miroirs concentrateurs, il a été utilisé comme convertisseur d’énergie solaire comme le montre le document (1). Mais la chute rapide du prix des panneaux photovoltaïques a stoppé cette filière concentrateur-Stirling. Il reste que les moteurs Stirling mis au point au cours de ces études ont montré un rendement de plus de 30%.

    (1) http://www.fsr.ac.ma/cours/chimie/Co...%20Fresnel.pdf

  22. #18
    phys4

    Re : Remplacer les moteurs Diesel par des moteurs Stirling

    Citation Envoyé par Daumic Voir le message
    Dans les années 2000, le moteur Stirling a connu un nouveau développement. Associé à des miroirs concentrateurs, il a été utilisé comme convertisseur d’énergie solaire comme le montre le document (1). Mais la chute rapide du prix des panneaux photovoltaïques a stoppé cette filière concentrateur-Stirling. Il reste que les moteurs Stirling mis au point au cours de ces études ont montré un rendement de plus de 30%.
    Les panneaux photovoltaïques ont un rendement déplorable par rapport à un concentrateur thermique.
    Dans les sites les plus favorables ce sont les tours solaires qui prennent le pas avec un bon rendement, et en outre la possibilité de stockage thermique qui leur permet de fonctionner 24 h d'affilée.
    Les panneaux ne pourraient pas prendre le pas sur un convertisseur ayant un bon rendement.
    L'origine de cette information me semble donc douteuse.
    Comprendre c'est être capable de faire.

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  24. #19
    phys4

    Re : Remplacer les moteurs Diesel par des moteurs Stirling

    Citation Envoyé par Daumic Voir le message
    D.......... Il reste que les moteurs Stirling mis au point au cours de ces études ont montré un rendement de plus de 30%.

    (1) http://www.fsr.ac.ma/cours/chimie/Co...%20Fresnel.pdf
    J'ai vérifié sur la référence donnée, et vérifié les résulats avec les caractéristiques indiquées.
    On trouve le meilleur rendement indiqué sur cette documentation = 22,5%
    Les 30% sont donc une extrapolation publicitaire d'origine inconnue.
    Bravo tout de même pour cette information qui donne le meilleur rendement Stirling-Ericson contrôlé à ce jour.

    Par rapport aux tours solaires qui approchent le 40% avec un cycle liquide vapeur, ils sont deux fois moins performants, ce qui explique mieux leur abandon.
    Comprendre c'est être capable de faire.

  25. #20
    Dynamix

    Re : Remplacer les moteurs Diesel par des moteurs Stirling

    Citation Envoyé par phys4 Voir le message
    On trouve le meilleur rendement indiqué sur cette documentation = 22,5%
    Rendement du cycle Sterling 39.2%

  26. #21
    polo974

    Re : Remplacer les moteurs Diesel par des moteurs Stirling

    Citation Envoyé par phys4 Voir le message
    J'ai vérifié sur la référence donnée, et vérifié les résulats avec les caractéristiques indiquées.
    On trouve le meilleur rendement indiqué sur cette documentation = 22,5%
    ....
    Sauf que les 22.5%, c'est la chaîne complète. le stirling seul, c'est 39% (voir p28 du document).


    Les panneaux photovoltaïques (dont le rendement se situe autour de 25% de nos jours) ont de gros avantages:
    poursuite non indispensable,
    faible entretient,
    production sous ciel voilé
    Jusqu'ici tout va bien...

  27. #22
    antek

    Re : Remplacer les moteurs Diesel par des moteurs Stirling

    Citation Envoyé par polo974 Voir le message
    Les panneaux photovoltaïques (dont le rendement se situe autour de 25% de nos jours)
    Hé bé, le progrès est trop rapide pour moi ! Et on en trouve chez le marchand ?
    Ce qui est intéressant c'est le rapport rendement/prix ainsi que la durée de vie.

  28. #23
    polo974

    Re : Remplacer les moteurs Diesel par des moteurs Stirling

    je me suis peut-être un peu emballé pour le 25%, mais sunpower annonce 22.5% pour les cellules et un poil plus de 20% pour le panneau...

    sinon, en 25% et plus, ça fait longtemps que ça existe mais c'est pas le même prix et ce n'est pas le sujet...
    Jusqu'ici tout va bien...

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