Brevet FR2919346A1 — publié le 20090130

-1- La présente invention consiste en un dispositif moteur mû par les rayonnements solaires direct et diffus, à haute efficience et auto-démarrant. La production d'énergie électrique à partir du rayonnement solaire se fait usuellement par le biais de cellules photovoltaïques ou de moteurs thermiques implantés dans des centrales électriques solaires. Il est bien connu que l'effet photovoltaïque prend naissance spontanément dans certains matériaux semi-conducteurs et permet, de ce fait, la conversion du rayonnement solaire directement en énergie électrique. Ainsi, les cellules photovoltaïques qui exploitent cet effet sont des dispositifs particulièrement commodes pour la production d'électricité à partir du rayonnement solaire, leur maintenance et leur entretien étant réduits au simple nettoyage des surfaces exposées au soleil. Mais avec une fabrication coûteuse en énergie, parce qu'elle requiert la production préalable de silicium extrêmement pur, et des rendements de l'ordre de 12% associés à des durées de vie de l'ordre de 15 ans, le ratio de l'énergie produite à l'énergie nécessaire à leur fabrication n'est pas en faveur de l'utilisation à grande échelle des cellules photovoltaïques. A celà s'ajoute le risque de dissémination des éléments chimiques, généralement très nocifs, utilisés pour doper les semi-conducteurs. Ces inconvénients ne concernent pas les centrales solaires, dont les coûts énergétiques de fabrication, les rendements et les durées de vie sont comparables à ceux des centrales électriques conventionnelles. En revanche, le fait que les moyens de la production énergétique classique soient 2919346 -2- mis en service dans les centrales solaires conduit à une demande élevée en puissance primaire. Le rayonnement solaire exploité étant une ressource relativement diluée, cela aboutit à l'emploi de capteurs à concentration démesurés. 5 Comme leur exploitation n'est rentable qu'en ensoleillement direct, donc sur les territoires bien dégagés les plus ensoleillés, :La mise en oeuvre des centrales solaires usuelles est très limitée. Parmi les idées avancées pour apporter une solution au 10 problème de la conversion massive du rayonnement solaire en énergie électrique ou mécanique, celle qui consiste à associer, dans une unité de taille modeste, un capteur solaire plan ou éventuellement à faible concentration, à un moteur Stirling est certainement la plus prometteuse 15 puisqu'elle combine les avantages des solutions précédemment citées, à savoir une captation bon marché, un convertisseur à haut rendement et des coûts énergétiques de fabrication acceptables. Toutefois, les perfectionnements apportés au moteur Stirling ayant surtout visé à l'augmentation de sa 20 puissance massique, l'adaptation inconsidérée d'un moteur Stirling à un capteur solaire plan ne conduirait pas forcément à un dispositif d'une grande efficience, en ce sens que l'énergie produite pendant la durée complète du fonctionnement ne serait pas maximale, le rendement et la 25 durée de vie des moteurs Stirling courants étant encore insuffisants. Le dispositif selon l'invention permet de rémédier à cette lacune. Son architecture générale, qui profite de la 30 nécessité d'avoir des surfaces de captation de taille significative, est décisive. - Avec un piston de la taille la plus grande permise, à savoir celle du capteur solaire, les évolutions 2919346 -3- thermodynamiques sont effectuées lentement et ainsi plus proches de l'idéal thermodynamique des évolutions réversibles ; la lenteur du dispositif selon l'invention est, par ailleurs, le facteur essentiel de l'allongement de sa 5 durée de vie. - De façon analogue, l'absorbeur et le refroidisseur ayant la taille du capteur, les surfaces d'échange thermique du gaz de travail ont aussi la taille la plus importante permise par la captation, ce qui favorise la limitation des 10 irréversibilités par transferts thermiques. - Le refroidisseur est tourné vers le sol ; muni d'ailettes, étant à l'ombre de l'absorbeur incliné et parallèle à ce dernier, les conditions sont idéales pour dissiper passivement la chaleur par convection naturelle 15 dans l'air ambiant et par rayonnement avec le sol ; muni d'un serpentin, il produit l'eau chaude sanitaire. - La configuration d'un ensemble capteur solaire avec son absorbeur solidaire du bâti et d'un refroidisseur ayant aussi fonction de piston permet de mettre en oeuvre par 20 l'extérieur un système à bielle et arbre à excentrique pour transformer la poussée motrice en rotation de la prise de force. Le dispositif selon l'invention permet aussi au facteur primordial du rendement d'avoir la valeur optimale : la 25 température de source chaude est à la valeur maximale qu'il est possible d'atteindre sans concentration : environ 500 C sous un flux solaire de 800 W/m2, grâce au capteur équipé d'un absorbeur peint en noir sur sa face de captation et préservé des pertes thermiques par l'interposition d'un 30 vitrage et d'un espace vide ; de plus, la limite de transparence du vitrage dans le domaine infra-rouge est à une longueur d'onde aussi proche que possible de la valeur comprise entre 1 et 2 pm pour laquelle l'effet de serre 2919346 -4- produit par le rayonnement solaire est maximum. Les dispositions précédentes, qui ne suffiraient pas à l'obtention de rendements élevés, sont complétées tout d'abord par des dispositions constructives générales 5 produisant un cycle dont le rendement théorique atteint la valeur maximale, à savoir le rendement de Carnot. - Un piston de transfert, muni d'un logement en son centre, placé entre l'absorbeur et le piston refroidissant et conduit par des cames entraînées par l'arbre de sortie, 10 maintient le fluide de travail confiné alternativement sur l'absorbeur au moment de sa détente puis sur le piston refroidissant au moment de sa compression ; lorsqu'il est chassé vers le piston refroidissant par le mouvement inverse du piston de transfert, le gaz de travail réchauffe le 15 régénérateur, solidaire du piston de transfert ou du piston refroidissant et occupant le logement au centre du piston de transfert, et arrive froid contre le piston refroidissant ; inversement, :Lorsqu'il est chassé vers l'absorbeur, le gaz de travail refroidit le régénérateur et arrive chaud contre 20 l'absorbeur. - Le calage de la came impose + la fin de la détente dans la position du piston qui offre le plus grand volume au gaz de travail ou Point Mort Bas, 25 + la fin de la compression dans la position du piston qui offre le plus petit volume au gaz de travail ou Point Mort Haut, + la condition théorique d'égalité des entropies échangées durant la détente et durant la compression 30 traduite par l'égalité du rapport du volume occupé par le gaz de travail en début de compression à celui au Point Mort Haut et du rapport du volume au Point Mort Bas à celui en début de phase de détente. 2919346 -5- Ces dispositions générales sont doublées d'un certain nombre d'autres destinées à matérialiser les hypothèses sensibles du cycle théorique : -L'emploi d'un gaz à forte conductivité thermique et à 5 capacité calorifique élevée, par exemple d'hélium, est un facteur favorable, d'une part à la diminution des irréversibilités par transferts thermiques, et, d'autre part, à celle de la dissipation d'énergie mécanique par abaissement de la vitesse de rotation. 10 - Les liaisons entre l'absorbeur et le piston de transfert, d'une part, et le piston de transfert et le piston refroidissant,, d'autre part, réalisées par des anneaux de jonction élastiques, permettent aux élongations longitudinales de la cavité motrice de se faire avec une 15 infime dissipation mécanique ; ces liaisons contribuent de façon décisive aux valeurs élevées du rendement. - La faible épaisseur des chambres dans lesquelles le gaz de travail est au contact de l'absorbeur ou du piston refroidissant (rapport du diamètre de capteur à 20 l'excentricité de l'ordre de 25), associée à une face de piston de transfert d'épaisseur significative, à des faces en contact avec le gaz de travail peintes en noir pour stimuler les échanges thermiques par rayonnement mutuel et doubler les surfaces d'échange thermique, et associée à des surfaces 25 d'échange de grandes tailles et à de grandes durées d'évolution, conduisent à des détentes réalisées à une température toujours proche de celle de l'absorbeur et à des compressions réalisées à une température toujours proche de la température du piston refroidissant. 30 - L'emploi de matériaux bons conducteurs de la chaleur pour l'absorbeur et le piston refroidissant limite l'écart dû aux transferts thermiques par conduction. - Le régénérateur est formé de plaques métalliques de 2919346 -6- quelques dizièmes de millimètre d'épaisseur, rendues perméables au passage du gaz de travail par un réseau de trous de quelques dizièmes d'épaisseur ; ces plaques superposées et maintenues espacées par des distances de 5 quelques dizièmes de millimètre dans une coque cylindrique thermiquement isolante permettent les transferts thermiques avec le gaz de travail ainsi que le stockage puis la restitution de la chaleur sous une différence de température proche de la différence entre la température 10 d'absorbeur et celle du piston refroidissant, condition d'une efficacité élevée du régénérateur ; en l'absence de ce régénérateur, le rendement est globalement divisé par un facteur deux. - Le piston refroidissant est emmené du Point Mort Bas 15 au Point Mort Haut par un volant d'inertie et un soufflet métallique le liant à l'absorbeur par son bord extérieur, ces derniers restituant alors respectivement l'énergie cinétique et l'énergie potentielle élastique reçues durant la phase précedente de détente. 20 -La prise de force entraîne une génératrice électrique ou une génératrice d'air comprimé, selon le type d'énergie mécanique qu'il est choisi de faire produire au dispositif selon l'invention ; la régulation, par la température de l'absorbeur et selon la courbe caractéristique du 25 fonctionnement optimal, de l'intensité de la charge imposée par la génératrice réalise la production maximale d'énergie électrique ou mécanique. - Les fuites thermiques internes de l'absorbeur vers le piston refroidissant sont maintenues à un bas niveau par : 30 + l'espace vide entre les deux plateaux du piston de transfert, leur couverture avec un matériau réfléchissant et le contact entre ces deux faces uniquement par deux entretoises d'épaisseur aussi réduite que le permet la 2919346 -7-résistance aux efforts transmis, ce qui permet de supprimer tout transfert thermique par convection, de limiter les transferts thermiques aux transferts par conduction et de réduire fortement les transferts thermiques par rayonnement 5 mutuel. + l'espacement des plaques du régénérateur permettant de limiter les pertes par conduction dans le gaz de travail. - Les pertes thermiques avec l'ambiance sont limitées 10 par l'espace vide entre la cavité motrice et le soufflet métallique formant aussi l'enveloppe externe de la cavité motrice. - Grâce à la structure en nids d'abeille de ses deux faces, le piston de transfert : 15 + est léger ce qui limite les pertes par frottement durant ses déplacements et, par de courtes durées de déplacement, rallonge les durées de détente et de compression et augmente, par conséquent, le rendement, + est rigide ce qui garantit un taux de compression 20 peu sensible aux variations de pression dans la chambre. - Le système d'étanchéité dynamique au passage des tiges de commande du piston de transfert limite les effets néfastes que les cavités parasites des soufflets de conduite du piston de transfert pourraient apporter sur le cycle. 25 - La combinaison d'une rugosité contrôlée des parois des faces en contact avec le gaz de travail et la transmission des efforts par des ressorts permet de calibrer et, par conséquent, de contrôler, les frottements fluides accompagnant le déplacement du piston de transfert. 30 Aux dispositions précédentes contribuant à un rendement élevé s'en ajoutent d'autres simplifiant et allégeant le dispositif selon l'invention. - La vitesse de rotation de l'arbre à excentrique est 2919346 -8- augmentée à l'aide du multiplicateur de vitesse ; le volant d'inertie tournant plus rapidement, un moment cinétique significatif peut être engendré avec une masse acceptable. - La composante latérale de la poussée principale est 5 reprise au niveau du piston refroidissant par la raideur du soufflet liant l'absorbeur et le piston refroidissant ; une biellette articulée, placée entre la tige de commande et la face d'appui fixée sur le plateau du piston de transfert, évite que les tiges de conduite ne participent à la 10 transmission des efforts de basculement du piston refroidissant. - Avec un déplacement du piston de transfert juste après le Point Mort Haut, la valeur de la pression maximale est plus faible sans que le rendement ne soit pénalisé ; des 15 pressions maximales ainsi diminuées contribuent à la diminution des épaisseurs d'absorbeur et de piston refroidissant. - Un absorbeur bombé en matériau composite à fibre de carbone dans une matrice de cuivre et un piston refroidissant 20 bombé à fibre de carbone dans une matrice d'aluminium allègent le dispositif selon l'invention pour une résistance équivalente. vitre en forme de voûte résiste aux efforts par la pression atmosphérique avec une épaisseur sa transparence s'en trouve, par ailleurs, bonne fonctionnalité du dispositif selon l'invention repose sur les deux dispositions suivantes. - Les durées de cycles étant importantes, typiquement de 30 quelques dizaines de secondes, la mise en régime thermique du régénérateur, dont dépend le bon rendement du dispositif selon l'invention, doit se faire sur un petit nombre de cycles sous peine d'une production d'énergie mécanique 25 mécanique - La engendrés limitée ; améliorée. Enfin, la 2919346 -9- moyenne amoindrie, du fait du déphasage avec les fluctuations d'ensoleillement ; en jouant sur le taux de perforation des plaques microperforées du régénérateur, la capacité calorifique des plaques peut être abaissée et ajustée à une 5 valeur permettant au régénérateur d'atteindre son régime thermique stationnaire en peu de cycles de fonctionnement. - L'exploitation du dispositif selon l'invention est facilitée s'i:L démarre spontanément sous simple exposition au rayonnement solaire ; une combinaison adéquate de la raideur 10 du soufflet rappelant le piston refroidissant sur l'absorbeur, du multiplicateur de vitesse et du volant d'inertie permet l'auto-démarrage dès les faibles flux solaires, typiquement de l'ordre de 40 W/m2. 15 Les dessins annexés illustrent l'invention : Les figures 1 et 2 illustrent le principe de fonctionnement du dispositif selon l'invention, la figure 1 étant une vue en coupe en début de détente et la figure 2, une vue en coupe en début de compression. 20 La figure 3 représente, en demi-coupe, le dispositif selon l'invention en fin de phase de compression (Point Mort Haut). La figure 4 représente, en demi-coupe, la cavité motrice du dispositif selon l'invention en fin de phase de détente (Point Mort Bas). 25 La figure 5 représente, en vue de face et en coupe, la came du dispositif selon l'invention en fin de phase de compression. En référence à ces dessins, le dispositif selon 30 l'invention comporte les cinq sous-ensembles fonctionnels suivants : - un bâti permettant le positionnement relatif des différentes pièces, 2919346 -10- - un capteur solaire plan, - une cavité motrice permettant la transformation du flux solaire capté en puissance mécanique de déplacement d'un piston, 5 - une chaîne cinématique de conversion de la poussée motrice du piston en un couple à la prise force, - une chaîne cinématique permettant la conduite du piston de transfert en synchronisme avec l'angle de rotation de l'arbre de sortie, de façon à réaliser les phases du cycle 10 thermodynamique. Le bâti se compose du support à embase (1), du longeron (2), des deux montants latéraux (3), des paliers de l'arbre de sortie (4), des paliers du volant d'inertie (5), du bâti du multiplicateur de vitesse (6), du bâti de la génératrice 15 d'électricité ou de la génératrice d'air comprimé 7), du pied non représenté et du système de calage sur pivots horizontaux (8). Le capteur solaire se compose de la vitre (9), de l'espace vide (10) et de la face bombée de l'absorbeur (11). La cavité motrice se compose, quant à elle, de la face plane 20 de l'absorbeur (11), du piston refroidissant (12), du piston de transfert (13), lui-même formé des deux plateaux (14) et (15), séparés,, d'une part, par l'espace vide (16) et, d'autre part, par les deux entretoises (17) et (18), des anneaux de jonction élastiques (19) et (20), du régénérateur (21), des 25 deux soufflets métalliques de conduite du piston de transfert (22) et du soufflet métallique de liaison de l'absorbeur et du piston refroidissant (23). En ce qui concerne la chaîne cinématique de conversion de la poussée motrice en couple à la prise de force, elle est composée du palier de tête de 30 bielle (24), de l'axe de tête de bielle (25), du roulement de tête de bielle (26), de la bielle (27), du roulement de pied de bielle (28), de l'arbre de sortie à excentrique (29), des deux roulements d'arbre de sortie (30), du disque 2919346 -11- d'accouplement à la prise de force du multiplicateur de vitesse (31), du multiplicateur de vitesse (32), des arbres, des roulements, des roues et des pignons non représentés du multiplicateur (32), des roulements du volant d'inertie (33), 5 du volant d'inertie (34), de la prise de force (35) et des organes mobiles de la génératrice (36). Quant à la chaîne cinématique de conduite du mouvement du piston de transfert, elle se compose des deux cames (37), des deux galets principaux (38), des deux galets de centrage (39), des deux 10 tiges de liaison came-soufflet (40), des deux ressorts d'entraînement du piston de transfert (41), des deux tiges de conduite du piston de transfert (42), elles-mêmes composées d'une biellette (43) et des axes (44), en contact avec la face d'appui (45). 15 Le support à embase (1) pouvant être un anneau d'une seule pièce ou en deux secteurs et le longeron (2) du bâti sont soudés sur les montants latéraux (3) pour former l'ensemble rigide sur lequel prennent place les paliers de 20 l'arbre de sortie (4), les paliers du volant d'inertie (5), le bâti du multiplicateur de vitesse (6) et le bâti de la génératrice d'électricité ou d'air comprimé (7). L'ensemble ainsi constitué est monté sur un pied non représenté et incliné par rapport à l'horizontale grâce au système de 25 calage sur pivots horizontaux (8). L'embout du soufflet (23) à deux méplats (46) et (47) est fixé, par exemple par soudure, sur l'embase du support à embase (1). La vitre (9) est posée sur le méplat (46) muni d'un système d'étanchéité capable de maintenir le 30 vide durablement. La cavité motrice prend place entre le méplat (47) de l'embout fixe (48) et le bord externe de l'embout mobile (49) du soufflet (23). L'assemblage de la cavité motrice nécessite la 2919346 -12- confection préalable du piston de transfert (13) et du régénérateur (21). Les plateaux circulaires du piston de transfert (14) et (15), à structure composite en nid d'abeille, comportant 5 en leur centre l'alésage (50) et formés de deux semelles d'épaisseur différentes, la plus épaisse ayant une face dont la rugosité, supérieure à une certaine limite, est tournée vers l'extérieur et peinte en noir, sont soudés sur l'entretoise interne (18) et l'entretoise externe (17), le 10 cordon de soudure formant une jonction étanche ; l'une des deux faces externes reçoit alors les appuis (45). Les plaques circulaires du régénérateur (51) et les entretoises (52) sont empilées alternativement dans la coque cylindrique externe isolante (53), laquelle présente, dans sa 15 partie basse, d'une part, les trous radiaux (54) destinés au passage du gaz de travail et, d'autre part, l'embase de fixation (55). Les plaques (51) et les entretoises (52), une fois scellées dans la coque (53), font fonction de régénérateur (21). 20 L'assemblage de la cavité motrice consiste alors à souder les deux soufflets métalliques (22) par un de leur embout sur le piston refroidissant (12), le cordon de soudure formant une jonction étanche, l'embout libre étant, tout d'abord, laissé ouvert. Le régénérateur (21) est fixé au 25 centre de la face plane du piston refroidissant (12). Les tiges de conduite (42) du piston de transfert sont fixées aux appuis (45) par leur biellette (43) puis introduites dans les passages (56) du piston refroidissant (12), la face plane de ce dernier ayant été orientée vers le plateau du piston de 30 transfert. L'étanchéité du passage (56) est assurée par un usinage soigné ou tout autre système, pouvant être à chicanes. Le bord libre le plus intérieur de l'anneau de jonction (20) est présenté au piston de transfert (13) et le 2919346 -13-bord libre le plus extérieur au piston refroidissant (12). La fixation se fait au moyen du système de collier à emmanchement conique (57) ou tout autre système de fixation démontable, puis l'étanchéité est réalisée au moyen d'un 5 cordon de soudure aux extrémités de l'anneau de jonction. La face plane de l'absorbeur (11) ayant été orientée face au plateau du piston de transfert (13), la fixation de l'absorbeur (11) au piston de transfert (13) est réalisée de la même façon que celle du piston de transfert (13) au piston 10 refroidissant (12). La cavité motrice ainsi constituée est implantée dans le bâti comme suit. La face bombée de l'absorbeur (11) est posée sur le méplat (47) du soufflet (23) et la face bombée du piston refroidissant (12) est fixée sur l'embout libre du 15 soufflet (23) au moyen des crochets (58) répartis sur le pourtour de l'embout libre. Cette opération nécessite d'enfoncer le piston refroidissant à l'intérieur du soufflet (23). L'étanchéité est réalisée par la soudure du bord du soufflet sur le piston refroidissant ou tout autre procédé. 20 Les espaces compris entre la vitre (9) et l'absorbeur (11), entre la cavité motrice et le soufflet (23) et entre les deux plateaux (14) et (15) du piston de transfert communiquent par des trous d'égalisation de pressions. Cet ensemble est mis sous vide à partir d'un embout fixé sur l'un des embouts (48) 25 ou (49) du soufflet (23). Le remplissage de la cavité motrice en gaz de travail se fait à partir d'un ou deux embouts placés sur le piston refroidissant (12) pour faire le vide et introduire le gaz de travail. La chaîne cinématique de conversion de la poussée 30 motrice en couple à la prise de force est alors montée comme suit. Le palier de tête de bielle (24) et les paliers de l'arbre de sortie (4) sont fixées, respectivement, sur le fond bombé du piston refroidissant (12) et sur le longeron 2919346 -14- (2). Le roulement de tête de bielle (26) est monté à part dans l'alésage de la tête de bielle, de même que le roulement de pied de bielle (28) dans l'alésage du pied de bielle. La tête de bielle est alors présentée dans le palier (24) et 5 l'axe (25) est passé à travers le palier et la bague intérieure du roulement (26) puis fixé sur le palier (24). Le pied de bielle est présenté dans le palier (4) et l'excentrique de l'arbre de sortie (29) est passé à travers la bague intérieure du roulement (28) et les alésages vides 10 des deux paliers (4). En jouant sur la rotation de l'arbre à excentrique (29), les deux roulements (30) sont présentés devant leur logement dans le palier (4) et autour de l'arbre de sortie (29) puis montés dans ces derniers, les entretoises de calage (59) ayant été au préalable 15 intercalées. Après avoir intercalé les entretoises (60), les deux cames (37) sont montées sur l'arbre de sortie et fixées à l'aide de la clavette (61) ou de tout autre système lui donnant le bon positionnement angulaire et l'empêchant de tourner autour de l'arbre (29). Les deux cames sont 20 immobilisées latéralement par les disques (31) fixés en bout. Deux multiplicateurs de vitesse (32) sont montés sur les arbres solidaires des disques (31) et fixés sur le longeron (2). Les bagues intérieures des deux roulements (33) sont montées sur l'axe du volant d'inertie (34) et leurs bagues 25 extérieures dans les alésages des deux paliers (5). L'ensemble est fixé sur le longeron (2) par l'intermédiaire des deux paliers (5). Les bâtis des deux génératrices d'électricité ou d'air comprimé (7) étant présentées sur l'axe externe du volant d'inertie, ils sont fixés sur les 30 montants latéraux (3). Dans une variante non représentée, la chaîne cinématique de conversion de poussée motrice en couple pourra ne possèder qu'un seul ensemble multiplicateur de vitesse-volant 2919346 -15-d'inertie-génératrice d'électricité ou d'air comprimé. Finalement, la chaîne cinématique de conduite du piston de transfert est montée. Les ressorts d'entraînement du piston de transfert (41) sont équipés des embouts (62), 5 introduits dans les soufflets de conduite du piston de transfert (22) de façon à ce qu'ils soient vissés sur les tiges de conduite (42) ou joints à ces dernières par tout autre système. Les ressorts (41) sont enfermés hermétiquement dans les soufflets (22) au moyen des couvercles (63). Les 10 deux tiges (40) munies des galets principaux (38) sont introduites dans les cames, les galets de centrage (39) sont glissés autour des tiges (40), lesquelles sont finalement fixées sur les couvercles (63). 15 A titre d'exemple non limitatif, avec quelques grammes d'hélium comme gaz de travail, un absorbeur (11) d'un peu moins de un mètre de diamètre, en cuivre, une plage angulaire de basculement du piston de transfert au Point Mort Haut d'une dizaine de degrés, des ailettes donnant une valeur 20 usuelle du coefficient d'échange thermique global, un soufflet (23) compatible avec l'absorbeur, d'une raideur de l'ordre de 1 000 N/mm, comprimé d'une dizaine de millimètres au Point Mort Haut, deux soufflets (22) d'une raideur de l'ordre de 100 N/mm, une vitre (9) opaque au rayonnement 25 infra-rouge à partir d'une longueur d'onde comprise entre 1 et 2 im et d'un bon coefficient de transmission, un piston refroidissant (12) en aluminium, une excentricité d'une dizaine de millimètres à l'arbre de sortie (29), un taux de compression volumétrique de quelques unités, un régénérateur 30 (21) formé d'une centaine de plaques d'acier microperforé, d'une centaine de millimètres de diamètre, les plaques, espacées d'à peu près un millimètre, étant percées de trous de quelques dizièmes de millimètre, un facteur de secousse au 2919346 -16- démarrage élevé mais acceptable, un multiplicateur (32) à roues et pignons et ayant un facteur de multiplication de vitesse de plusieurs centaines, un volant d'inertie (34) en acier, d'un moment d'inertie assez conséquent, un longeron 5 (2) formé d'un profilé IPN, un roulement à rouleaux sur rotule comme roulement de tête de bielle (26), un roulement à rouleaux coniques comme roulement de pied de bielle (28), deux roulements à rotule sur rouleaux comme roulements d'arbre de sortie (30), une face plane d'absorbeur (11) de 10 piston refroidissant (12) et de semelles des plateaux du piston de transfert ayant une rugosité suffisante, des ressorts (41) de l'ordre de 1 000 N/m de raideur, le dispositif selon l'invention démarrerait sous 40 W/m2 environ, pourrait avoir, incliné de 45 sous un ciel clair et 15 sous des latitudes de 45 dans un ambiance à 20 C, un rendement moyen annuel de 36% et une durée de vie de 50 ans. Sous un flux de 800 W/m2, la durée du cycle serait de l'ordre de 10 s environ et la pression maximale de quelques bars. 20 Muni d'un système de stockage d'énergie, par exemple, d'une batterie d'accumulateurs ou d'un réservoir d'air comprimé, le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à la production de l'électricitédomestique. Avec ou sans un tel système de stockage, il 25 permet, branché à la ligne à haute tension, la production de masse d'électricité. Muni d'un réservoir d'air comprimé, il produit l'air comprimé nécessaires aux véhicules équipés d'un moteur à air comprimé, ou à tout autre système mécanique usuel, dont le moteur thermique aura été remplacé par un 30 moteur à air comprimé. En outre, le remplacement des ailettes par un serpentin peut fournir de l'eau chaude sanitaire. Dans toutes ces applications, le dispositif selon l'invention doit être mis en oeuvre en poste fixe. REVENDICATIONS 1) Dispositif moteur mû par les rayonnements solaires direct et diffus, à haute efficience et auto-démarrant, caractérisé en ce qu'il a un excellent rendement et une très longue durée de cycle et comporte : - un capteur solaire, plan ou à faible concentration, à très hautes performances, exploitant par exemple l'effet de serre au moyen d'une vitre (9) et d'un absorbeur (11), - une cavité motrice, à élongations longitudinales élastiques, formée des deux larges fonds parallèles de dimensions sensiblement équivalentes que sont l'absorbeur (11) du capteur solaire, fixe, sur lequel le gaz de travail est chauffé et le piston refroidissant (12) sur lequel le gaz de travail est refroidi ; de plus, le piston refroidissant (12), mobile en translation, actionne, par l'intermédiaire d'un système bielle (27) et arbre à excentrique (29), la chaîne cinématique de conversion de la poussée utile comportant, en particulier, un multiplicateur de vitesse (32), un volant d'inertie (34) et une génératrice de courant électrique ou d'air comprimé (36), - un piston de transfert (13), percé d'un logement (50) en son centre, déplacé entre les deux larges fonds de la cavité motrice par un système de conduite à tiges (42) traversant le piston refroidissant (12), de telle sorte que le gaz de travail soit confiné sur l'absorbeur (11) durant sa détente et sur le piston refroidissant (12) durant sa compression, - un régénérateur (21), placé à l'intérieur du logement (50) au centre du piston de transfert (13), rendant la température du gaz de travail proche de la température de 2919346 -18- l'absorbeur (11) lorsqu'il est transféré sur l'absorbeur et proche de la température du piston refroidissant (12) lorsqu'il est transféré sur le piston refroidissant, - un soufflet élastique (23), lié par une extrémité à 5 l'absorbeur (11) et par l'autre au piston refroidissant (12), d'une part, permettant, en provoquant le rappel du piston refroidissant (12), l'auto-démarrage du dispositif suivant l'invention, et, d'autre part, reprenant les efforts latéraux exercés en tête de bielle au niveau du piston refroidissant 10 (12). 2) Dispositif selon la revendication 1), caractérisé en ce que le piston de transfert (13) forme un cylindre rigide, solide, léger, thermiquement isolant perpendiculairement à ses faces peintes en noir et ayant en son centre le logement 15 cylindrique (50) du régénérateur (21), les faces planes étant, par exemple, des disques percés en leur centre en structure en nids d'abeille retenues par une entretoise (17) et (18) sur chaque bord et séparées par un espace vide (16). 3) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 20 précédentes, caractérisé en ce que la cavité motrice délimite un volume déformable d'une étanchéité absolue, délimité par : - les faces internes, peintes en noir, de l'absorbeur (11) et du piston refroidissant (12), - les anneaux de jonction élastiques (19) et (20) liant 25 ces deux dernières aux deux faces planes du piston de transfert (13)ä - les faces planes du piston de transfert (13), - la génératrice du logement cylindrique (50) dans le piston de transfert (13), qui peut être, par exemple, la 30 génératrice interne de l'entretoise (18), - les soufflets élastiques (22), fermés de façon parfaitement étanche par leur couvercle (63), interposés entre les cames (37) et les tiges de conduite (42) au droit 2919346 -19- de leur passage (56) dans le piston refroidissant (12). 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que - le ou les ensembles de conduite du mouvement du piston 5 de transfert (13) sont formés d'une tige de conduite rigide (42) et d'un ressort d'entraînement (41), la tige (42) étant liée au piston de transfert (13) par une biellette articulée (43) et un support (45) et le ressort (41) étant placé en série avec cette dernière dans un soufflet (22) plus raide 10 que les ressorts (41), fixé par l'une de ses extrémités au ressort (41) et par l'autre au piston refroidissant (12), - le dessin des cames (37) impose au piston de transfert (13) une position I, contre la face intérieure de l'absorbeur (11), par les efforts exercés par les soufflets élastiques 15 (22) et les ressorts (41) et une position II, contre la face intérieure du piston refroidissant, par les efforts exercés par les cames (37) et les ressorts (41), - le basculement de la position I à la position II est provoqué juste après que le piston refroidissant (12) ait 20 dépassé la position où il est le plus proche de l'absorbeur ou Point Mort Haut et le basculement de la position II à la position I, juste après que le piston refroidissant (12) ait dépassé la position où il est le plus éloigné de l'absorbeur ou Point Mort ]Bas, 25 - les plages angulaires de basculement sont en sorte que le rapport du volume que la cavité motrice a au Point Mort Bas à son volume en fin de basculement de la position I à la position II est égal au rapport du volume qu'a la cavité motrice à la fin du basculement de la position II à la position I à son volume au Point Mort Haut, - la combinaison des raideurs des ressorts d'entraînement (41), de la rugosité des larges faces internes et de l'inertie du piston de transfert (13) permettent les 2919346 -20-déplacements du piston de transfert (13) dans la durée impartie aux basculements, - le passage de tiges (56) à travers le piston refroidissant (12) est étanche. 5 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'absorbeur (11) du capteur solaire, d'une part, réalisé dans un matériau à forte conductivité thermique pouvant être un matériau composite à fibre de carbone dans une matrice de cuivre, est, d'autre 10 part, capable d'atteindre une température de l'ordre de 500 C sous un flux solaire de l'ordre de 800 W/m2, ce qui peut, par exemple, être réalisé au moyen d'un dispositif à effet de serre comprenant une vitre (9) opaque ou non aux rayons ultra-violets et opaque aux rayons infra-rouges à partir 15 d'une valeur dont la longueur d'onde est située entre 1 et 2 pm, séparée de l'absorbeur (11) par l'espace vide (10). 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le piston refroidissant (12), réalisé dans un matériau à forte conductivité thermique 20 pouvant être un matériau composite à fibre de carbone dans une matrice d'aluminium, aura sa face externe munie d'un dispositif passif de dissipation de la chaleur, par exemple d'ailettes de refroidissement peintes en noir, ou d'un serpentin si de l'eau chaude sanitaire est souhaitée. 25 7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le régénérateur (21) est formé de plaques métalliques (51) de quelques dizièmes de millimètre d'épaisseur, allégées par des trous de diamètre micrométrique et rendues poreuses par un réseau de trous de 30 quelques dizièmes de millimètre de diamètre, espacées les unes des autres par des distances de l'ordre de quelques dizièmes de millimètres et maintenues sur leur bord extérieur dans un support (53) thermiquement isolant, pouvant être fixé 2919346 -21- sur le piston de transfert (13) ou sur le piston refroidissant (12) et comportant alors des passages radiaux (54) pour le gaz de travail. 8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 précédentes, caractérisé en ce que la combinaison de la raideur de rappel du soufflet élastique (23), du multiplicateur de vitesse (32) et du volant d'inertie (34) permet son auto-démarrage dès que le flux solaire rayonnant capté atteint ou dépasse une valeur de l'ordre de 40 W/m2. 10 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la température de l'absorbeur (1:1) régule le moment mécanique résistant opposé par la génératrice d'électricité ou la génératrice d'air comprimé, pour produire la plus grande puissance. 15 10) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le gaz de travail enclos dans la cavité motrice possède une excellente conductivité thermique et une très forte capacité calorifique, ce gaz pouvant être, par exemple, de l'hélium.