La modélisation et la simulation numérique permettent une exploration des différents paramètres de
contrôles afin d’identifier les conditions et géométries optimales de fonctionnement des
systèmes. Cette approche permet entre autre d’obtenir les valeurs instantanées des
grandeurs physiques locales. Ces outils numériques progressent et traitent des systèmes de
plus en plus complexes confortés par la progression des puissances des ordinateurs. Nous
décrirons dans le présent travail le cas de moteurs alternatifs de type Stirling, à
combustion externe et régénération. Ces moteurs constituent une solution pour la
conversion efficace des énergies renouvelables et des chaleurs perdues en travail. La
simulation de tels systèmes en régime établi permettra d’en déduire les énergies échangées
et de démontrer que ces moteurs offrent un bon rendement de fonctionnement, tout en
présentant une grande souplesse d’adaptation. L’optimisation des machines est fortement
liée à leurs paramètres géométriques et physiques (dimensions, matériaux, coefficient de
transfert de chaleur, etc.) ce qui peut engendrer un coût important pour les différents
prototypes. La simulation numérique permettra la prédiction du cycle au cours du temps et
donnera accès aux valeurs du travail ainsi que le rendement de la machine simulée. Cette
démarche identifiera les zones de fonctionnements optimaux et réduira le nombre de
prototypes et du même coup le coût du projet. La modélisation s’appuie sur la résolution
des équations de conservation d’écoulements compressibles anisothermes dans un moteur LTD
en domaine bidimensionnel (2D, moteur supposé axisymétrique afin de faciliter
l’illustration). En guise de validation l’un des résultats obtenus numériquement est
confronté aux résultats expérimentaux obtenus sur un prototype moteur de démonstration. Le
bon accord constaté sur le cycle p-V illustre l’intérêt
méthodologique.