Moteur
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Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance. Il effectue ce travail à partir d'une énergie (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple).

Sommaire

Historique

Les premiers moteurs auxquels on peut penser sont :

  • des moteurs à pression : voile, moulin à vent ;
  • des moteurs à élastique : arc, arbalète, catapulte à torsion, horloge à ressort ;
  • des moteurs à poids : 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, couple qui entraîne un volant d'inertie, puis une machine, via un mécanisme quelconque, ou des roues.

Au XIXe siècle le moteur à combustion interne, qui utilise 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 normes antipollution. Ce moteur est, lui aussi, équipé de bielles et pistons, sauf que la production de chaleur se fait au même endroit que la production de travail (moteur à combustion interne), en d'autre termes, la combustion produit directement un travail ...

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 derniers 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.

Organe moteur, organe de transmission, organe de 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

Article détaillé : Moteur à combustion.

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) :

Moteur à champ

Moteur à gravité

Systèmes assimilés :

Moteur électromagnétique

Moteur électromagnétique solide/solide
Article détaillé : Moteur électrique.
Moteur électromagnétique solide/fluide

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 :

Moteur à élastique fluide

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 classé 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.

Moteur pneumatique (à gaz compressible)

Un moteur pneumatique est un composant d'un système pneumatique.

Le principe de base est de changer la pression d'un gaz, ce qui crée (ou arrête) un mouvement, mouvement du gaz lui-même, ou d'un solide.

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
Moteur à décompression
Moteur à compression et décompression alternées
Mise en mouvement d'un liquide
  • baromètre ;
  • pompe à liquide.
Mise en mouvement du gaz

Il s'agit en général de moteurs à combustion interne dans une chambre ouverte sur l'atmosphère, au moins pour la sortie du gaz.

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.

Article connexe : Mouvement perpétuel.

Notes et références


Voir aussi

Liens externes

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