Moteur

Pour les articles homonymes, voir moteur (homonymie).

Cet article ne cite pas suffisamment ses sources (novembre 2013). Si vous disposez d'ouvrages ou d'articles de référence ou si vous connaissez des sites web de qualité traitant du thème abordé ici, merci de compléter l'article en donnant les références utiles à sa vérifiabilité et en les liant à la section « Notes et références » (modifier l'article, comment ajouter mes sources ?).

Moteur à combustion interne V6 d'automobile.

Moteur électrique.

Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif permettant d'effectuer un mouvement qu'il soit spirituel (religion, syndicat, parti politique) ou physique (rotation, translation, ascension, etc.^[1]) à partir d'une énergie (chimique, électrique, thermique, etc.)^[2],[3]. Cet article ne traite que des moteurs générant un déplacement physique et tangible^[4].

Historique

Les moteurs les plus anciens utilisent les forces naturelles, sans ajout de technologies ou presque : des moteurs utilisant une pression (voile, moulin à vent) ; des moteurs à élastique (arc, arbalète, catapulte à torsion, horloge à ressort) ; des moteurs utilisant la gravité (roue à aube sur cours d'eau ou sur réserve d'eau, clepsydre, catapulte à contrepoids, tournebroche à poids, horloge à poids).

Le premier moteur vraiment indépendant de la nature, adaptable en situation, est la machine à vapeur. Ce moteur est basé sur une chaudière produisant de la vapeur d'eau, vapeur qui est utilisée pour mouvoir un piston dans un cylindre. Ce mouvement de translation est transformé en rotation par un jeu de bielles. Le couple résultant entraine un volant d'inertie régulateur de couple, une machine ou des roues, via un mécanisme de transmission.

Au XIX^e siècle, le moteur à combustion interne utilisant directement la chaleur dégagée par la combustion d'un carburant, fut développé et adapté aux premières automobiles. Depuis, il poursuit ses progrès en termes de rendement et d'adaptation aux nouvelles normes antipollution. Ce moteur est comme la machine à vapeur, en général, équipé de bielles et pistons, (le moteur Wankel n'a pas de bielles, mais des pistons rotatifs), mais la production de chaleur se fait au même endroit que la production de travail (moteur à combustion interne), en d'autre termes, la combustion du carburant produit directement un travail.

Au XX^e siècle, devant le besoin croissant de puissance pour propulser les avions militaires, les moteurs à réaction furent activement développés pendant la Seconde Guerre mondiale en parallèle avec les moteurs-fusée pour les missiles. Comme ces deux familles de moteurs ont des rapports poids / puissance (ou puissance massique) sans équivalent, malgré des rendements plutôt faibles, ils sont toujours développés activement pour mouvoir avions et fusées.

Transmission et stockage

Il faut distinguer les moteurs, des organes de stockage ainsi que des systèmes ou organes de transmission.

Transmission

Un organe de transmission transmet un mouvement et une force :

Une transmission peut amplifier certains paramètres du mouvement au détriment d'autres, comme le couple au détriment de la vitesse exemple : un convertisseur de couple hydraulique. Elle peut ajouter plusieurs mouvements ou diviser un mouvement en plusieurs exemple un (pont d'automobile).

Stockage

Un organe de stockage va pouvoir absorber l'énergie d'un mouvement. Il pourra restituer cette énergie plus tard. Il y a toujours des pertes d'énergie dans le processus. Il est parfois difficile de distinguer un moteur d'un organe de stockage : la création d'un mouvement peut correspondre à une restitution après un stockage, comme pour les ressorts.

Pertes

Les organes de transmission ainsi que tous les organes de stockage consomment de l'énergie donc de la puissance qu'il ne peuvent pas eux-mêmes créer : par définition, seul un moteur (ou un engin similaire) ajoute de la puissance au mouvement.

Classification

Moteur à combustion

comprenant :

• propulsion à réaction.
• Combustion aérobie par utilisation de l'oxygène de l'air:
  • moteur à combustion interne, moteur à explosion, moteur à allumage commandé, etc
  • turboréacteur, statoréacteur, pulsoréacteur et moteur à ondes de détonation pulsées.
• Combustion anaérobie (utilisation d'un comburant embarqué) :
  • moteur-fusée.

Moteur chimique sans combustion

Dans ces moteurs, une réaction chimique est exploitée directement pour produire du travail ou du mouvement ; la chaleur est un sous-produit (utile ou nuisible, selon le cas) :

• flagelle et cil vibratile ;
• muscle ;
• moteur moléculaire.

Moteur à champ

Moteur à gravité

Systèmes assimilés :

• roue à aube sur cours d'eau ou sur réserve d'eau ;
• clepsydre ;
• catapulte à contrepoids ; tournebroche et horloge à poids ;
• moteur d'entraînement de lentille de phare ;
• planeur, montgolfière ;
• bathyscaphe: poussée d'Archimède.

Moteur électromagnétique

• moteur rotatif ;
• moteur linéaire ;
• électroaimant.
• moteur ionique ;
• accélérateur MHD.

Un moteur MHD pour magnétohydrodynamique met en mouvement un fluide conducteur (ou ionisé) par le biais d'un champ magnétique et d'un champ électrique. Ceux-ci permettraient d'atteindre de très hautes vitesses dans l'air (proches de Mach 12 en air dense, franchissant ainsi le mur du son mais aussi le mur de la chaleur) et dans l'eau. Il n'existe cependant aucune application connue.

Moteur à élastique

Moteur à élastique solide

On parle d'élastique ou de ressort :

• arc ;
• arbalète ;
• baliste ;
• moteur à élastique de modèle réduit ou de jouet ;
• ressort de montre, de chronomètre ou de métronome mécanique ;
• horloge à balancier.

Moteur à fluide élastique

Un fluide compressible joue le rôle d'un élastique. Le stockage d'air comprimé est exactement équivalent à un élastique gazeux. Certains moteurs pneumatiques pourraient aussi être classés ici.

Moteur à pression

Ce moteur utilise comme source de mouvement la différence de pression entre deux sources.

Moteur à liquide

Du fait de l'incompressibilité des liquides utilisés, on peut penser qu'un moteur à liquide est plutôt un organe de transmission qu'un moteur, car il n'ajoute pas de puissance. Dans un système hydraulique, le seul moteur qui fournit l'énergie au système est appelé la pompe hydraulique.

• pompe hydraulique ;
• moteur hydraulique ;
• vérin hydraulique.

Moteur pneumatique

Un moteur pneumatique est un composant d'un système pneumatique. Le déplacement est obtenu en changeant la pression d'un gaz, ce qui crée (ou arrête) un mouvement, d'un solide ou du gaz lui-même. Il existe plusieurs méthodes pour changer la pression d'un gaz, souvent utilisées en combinaison : mécanique, thermique ou chimique. Les moteurs thermiques utilisent une variation de température pour créer une variation de pression.

Mise en mouvement d'un solide :

• turbine ;
• moulin à vent ou éolienne ;
• moteur à air comprimé ;
• vérin pneumatique ;
• machine à vapeur tel que turbine à vapeur ou moteur pop-pop ;
• moteur à air chaud tel que moteur Ericsson ou moteur Stirling.

Mise en mouvement d'un liquide :

• baromètre ;
• pompe à liquide.

Mise en mouvement du gaz :

• pompe à gaz ;
• propulsion à réaction.
• Combustion aérobie par utilisation de l'oxygène de l'air:
  • moteur à combustion interne, Moteur à explosion, Moteur à allumage commandé, etc
  • turboréacteur, statoréacteur, pulsoréacteur et moteur à ondes de détonation pulsées.
• Combustion anaérobie (utilisation d'un comburant embarqué) :
  • moteur-fusée.

Moteur insolite

Plusieurs personnes prétendent avoir fabriqué un « moteur magnétique » ou « moteur à aimants ». Ce type de moteur serait en mesure à partir d'aimants naturels uniquement, de produire de l'énergie. Ce type de moteur, n'a non seulement aucune base théorique solide, mais n'a, de plus, jamais fait la preuve de son fonctionnement.

Notes et références

Annexes

Articles connexes

Liens externes

• Vidéo explicative sur le moteur à explosion, sur le site youtube.com
• Vidéo explicative sur le moteur triphasé, sur le site fr.video.yahoo.com

• Portail de la physique
• Portail de l’automobile
• Portail du génie mécanique
• Portail de l’énergie