Comment le moteur Rider-Ericsson a ouvert la voie au milieu du XIXe siècle | Stirlingkit

Le moteur Rider-Ericsson est un moteur à air chaud unique, inventé au milieu du XIXe siècle par les ingénieurs suédois John Ericsson et John Braithwaite. Alexander K. Rider, co-inventeur du moteur Rider-Ericsson, et John Ericsson, en ont assuré la conception et la commercialisation. John Rider, ingénieur et entrepreneur britannique, a collaboré avec Ericsson pour améliorer la conception du moteur à air chaud, qui deviendra plus tard le moteur Rider-Ericsson. Les deux hommes ont établi un partenariat au milieu du XIXe siècle et ont construit des usines en Angleterre et aux États-Unis, fabriquant des moteurs pour diverses applications industrielles.

Johan Ericsson, 31 juillet 1803 (photo de Wikipédia)

Le moteur à air chaud Rider est une invention majeure de l'histoire de l'ingénierie et de la technologie. Il s'agit de l'un des premiers exemples de moteur à air chaud utilisant la chaleur pour produire de l'énergie mécanique. Sa particularité réside dans son cycle fermé : le fluide moteur (généralement de l'air) circule en permanence à l'intérieur. Le moteur fonctionne en chauffant l'air dans la chambre, ce qui provoque sa dilatation et pousse le piston. L'air détendu est ensuite refroidi et comprimé, ce qui provoque sa contraction et ramène le piston à sa position initiale. Ce mouvement de va-et-vient du piston permet d'effectuer un travail mécanique.

comment fonctionne le moteur Rider-Ericsson ?

Le moteur Rider-Ericsson est un moteur à air chaud fonctionnant selon le cycle de Stirling, un système thermodynamique à cycle fermé. Il fonctionne en chauffant et en refroidissant cycliquement un gaz de travail, généralement de l'air, pour produire un travail mécanique.

Le moteur Rider-Ericsson se compose de deux parties principales : la partie chaude et la partie froide. La partie chaude contient une source de chaleur, généralement un brûleur, qui chauffe l'air à l'intérieur d'un cylindre. L'air chaud se dilate ensuite et pousse un piston vers l'extérieur, ce qui entraîne un vilebrequin et produit du travail. L'air chaud est ensuite expulsé du cylindre.

photo du site http://www.finemodels.co.uk/

L'extrémité froide du moteur contient un dissipateur thermique, généralement une chemise refroidie par eau, qui refroidit l'air lorsqu'il rentre dans le moteur. L'air refroidi se contracte, créant une dépression qui ramène le piston dans le cylindre. Ceci complète un cycle du moteur.

Le moteur Rider-Ericsson est unique car il utilise un régénérateur pour transférer la chaleur entre les extrémités chaude et froide. Le régénérateur est un matériau poreux, généralement constitué d'un treillis métallique, placé dans le passage d'air entre les extrémités chaude et froide. En traversant le régénérateur, l'air transfère la chaleur de l'extrémité chaude à l'extrémité froide, ce qui améliore le rendement du moteur.

L'un des principaux avantages du moteur Rider-Ericsson réside dans sa capacité à convertir efficacement la chaleur en énergie mécanique. Contrairement aux machines à vapeur, qui perdent une quantité importante d'énergie sous forme de chaleur lors du processus de condensation, le moteur Rider-Ericsson peut utiliser le même fluide de travail de manière répétée, ce qui le rend plus efficace et plus respectueux de l'environnement. Ce moteur était ainsi parfaitement adapté à un large éventail d'applications industrielles et fut largement utilisé à la fin du XIXe et au début du XXe siècle pour des tâches telles que le pompage de l'eau, l'entraînement de générateurs et l'alimentation de machines-outils.

Le moteur Rider-Ericsson fut également une innovation technologique importante de son époque, ouvrant la voie au développement d'autres moteurs à combustion interne comme le moteur Stirling et le moteur à combustion interne .

Comparé aux machines à vapeur de l'époque, le moteur Rider-Ericsson présentait des avantages significatifs en termes d'efficacité énergétique et de respect de l'environnement, ce qui en faisait une innovation technologique importante de son époque.

Tout d'abord, le moteur Rider-Ericsson présentait un rendement thermique élevé. Il utilisait l'énergie thermique fournie par la combustion ou d'autres moyens pour chauffer le gaz, provoquant sa dilatation et poussant le piston, puis le refroidissait pour le contracter et ramener le piston à sa position initiale. Dans ce cycle thermodynamique, le gaz est continuellement réutilisé, évitant ainsi la perte d'énergie associée aux moteurs à vapeur lors du processus de condensation.

Deuxièmement, le moteur Rider-Ericsson était respectueux de l'environnement. Contrairement aux moteurs à vapeur, il ne nécessitait pas d'eau pour produire de la vapeur, évitant ainsi les émissions de polluants et la consommation d'importantes ressources en eau.

Enfin, le moteur Rider-Ericsson avait un large éventail d'applications. À l'époque, il était largement utilisé dans l'industrie, comme le pompage de l'eau, l'entraînement de générateurs et de machines-outils. Il a également posé les bases du développement d'autres moteurs à air chaud, tels que le moteur Stirling et les moteurs à combustion interne.

En conclusion, le moteur Rider-Ericsson fut une innovation technologique majeure du milieu du XIXe siècle, qui eut un impact considérable sur le développement industriel et scientifique de l'époque. Aujourd'hui, il est principalement utilisé pour démontrer les principes de la thermodynamique et du transfert de chaleur et demeure un élément important de l'histoire de l'ingénierie et de la technologie.