Moteur à combustion interne à l’échelle du millimètre

Ce moteur à compression va utiliser un pré-mélange qui va s’autoenflammer, tel un moteur diesel. La technologie utilisée sera similaire à celle utilisé pour les moteurs miniatures des modèles réduits d’avion sauf que la taille de la chambre de combustion sera d’1 mm3 contre 1 cm3. Le combustible devrait être un mélange d’hydrogène et de méthanol, propre et facilement auto inflammable. Vu que les hydrocarbures liquides sont environ 300 fois plus énergétiques que des batteries au nickel-cadmium, le moteur devrait être capable de produire une énergie très importante pour sa taille.
L’idée originale de ce type de moteur a été proposé par des chercheurs du Massuchussets Institute of Technology (MIT) au milieu des années 90, cependant c’est l’Université de Birmingham qui a obtenu un brevet pour la fabrication de prototype de micromoteur en 1999. Au stade actuel de la recherche, les deux principaux problèmes à résoudre sont la nature des matériaux du moteur, la durabilité de la combustion et les échanges de chaleur.

Concernant les matériaux, les matériaux en silicium ont du mal à supporter les températures de combustion. Ainsi, les recherches s’orientent vers l’utilisation de matériaux céramiques qui supportent plus facilement les hautes températures.
Ensuite, il y a la difficulté de produire une réaction de combustion durable à cette échelle, vu l’importance du transfert de chaleur vers l’extérieur. Pour résoudre ce problème, le moteur devra fonctionner à de très haute vitesse de rotation (environ 50 000 tours/minutes), le tout avec un procédé d’auto-inflammation. Le micromoteur devrait avoir une puissance de 11 W.

Les échanges de chaleur sont un des défis majeurs dans le développement du micromoteur. D’après le Pr Simone Hochgreb, qui dirige les recherches à Cambridge, " si vous voulez réduire le transfert thermique dans le moteur d’un certain ordre de grandeur, vous devez augmenter sa vitesse de fonctionnement du même ordre de grandeur ". Le moteur doit donc être complètement isolé, ce qui pose des problèmes lors de la fabrication avec des composants de la taille du millimètre.

Avec de tels défis technologiques, les chercheurs pensent que les micromoteurs ne seront pas commercialisés avant au moins deux ans. Cependant, certains chercheurs pensent que cette technologie permettra à terme de remplacer les batteries car leur durée de vie est 20 fois supérieure. Si personne ne met en doute les perspectives très intéressantes du système, certains doutent de sa capacité à remplacer les batteries dans le cas des téléphones portables et des assistants numériques personnels (problème supplémentaire de bruit à résoudre).