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Construire un vélo à moteur Stirling

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Tom Stanton

Cette vidéo a été tendance en Royaume-Uni

La vidéo retrace l’ensemble du processus permettant de transformer un vélo ordinaire en un véhicule propulsé par un moteur Stirling fonctionnel. Elle s’ouvre sur le créateur qui explique l’attrait des moteurs à combustion externe et le défi que représente l’extraction d’une puissance suffisante d’une conception Stirling traditionnellement peu productive. Après avoir décrit la configuration gamma de base, il esquisse la stratégie de transmission : un système de courroie relié à un grand pignon arrière pour multiplier le couple tout en maintenant le régime dans la plage d’efficacité optimale. Les spectateurs bénéficient d’un rappel concis du cycle thermodynamique — chauffage, expansion, refroidissement, contraction — qui sert de fondement à chaque décision matérielle prise par la suite.

La fabrication commence par le cylindre côté chaud, coulé en aluminium pour sa conductivité thermique, puis alésé au tour à des tolérances de l’ordre du micron. Un déplaceur constitué de laine d’acier inoxydable légère est suspendu sur une tige en graphite afin de minimiser les frottements et de résister à la chaleur. Le piston de puissance est usiné dans une fonte à faible dilatation, muni de segments d’étanchéité en PTFE sur mesure, et associé à un cylindre en verre poli afin que les fuites soient visibles lors des essais. Un volant d’inertie massif en acier est équilibré pour lisser les pulsations de puissance, tandis qu’une matrice régénératrice découpée au laser accroît le rendement en stockant temporairement la chaleur entre les phases du cycle. Chaque composant est monté à blanc et mesuré au pied à coulisse, soulignant l’importance d’une étanchéité irréprochable et d’un volume mort minimal.

Une fois le moteur assemblé, l’attention se porte sur le système de combustion. Un brûleur au propane pressurisé, semblable à un réchaud à jet, est boulonné sous la calotte chaude et entouré d’une isolation en céramique afin de maintenir une température de surface stable de 600 °C. Des thermocouples connectés à un enregistreur de données à base de Raspberry Pi surveillent en temps réel les températures du côté chaud et du côté froid, permettant d’ajuster à la volée la pression du brûleur et la vitesse du ventilateur de refroidissement. Lorsque des essais au banc confirment une puissance de 450 W à 800 tr/min, le moteur est installé sur le cadre du vélo. Des platines en aluminium sur mesure ancrent le carter au boîtier de pédalier, et un moyeu à roue libre permet au cycliste de se laisser porter lorsque le moteur tourne au ralenti.

La vidéo se conclut par des essais en conditions réelles. Après quelques tractions pour vaincre les frictions initiales, le moteur démarre, le volant s’équilibre et la courroie entraîne le vélo jusqu’à 30 km/h sur terrain plat. Le narrateur met en avant les leçons apprises : maximiser le différentiel de température, utiliser des matériaux à faible friction et privilégier le couple plutôt que la vitesse via le choix des rapports. Il invite enfin les spectateurs à itérer sur la conception — concentrateurs solaires, brûleurs à biomasse ou refroidissement à l’azote liquide pour accroître le delta-T — démontrant que le vélo à moteur Stirling n’est pas qu’une curiosité unique, mais bien une plateforme d’ingénierie durable guidée par la curiosité

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