Moteur thermique


Moteur thermique

Moteur

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Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique, électrique, thermique par exemple) en une énergie mécanique ou travail[1].

Sommaire

Historique

Les générations d'humains qui nous ont précédés inventèrent, en observant la nature, les premiers moteurs utilisant l'énergie potentielle de l'eau entraînant les roues à aubes ou l'énergie cinétique du vent entraînant les hélices des moulins.

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, un mécanisme quelconque, ou des roues.

Au XIXe siècle le moteur à explosion, qui utilise la chaleur dégagée par la combustion d'un carburant, fut développé et adapté aux premières automobiles ainsi qu'aux premiers avions. 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 une puissance massique sans équivalent, malgré des rendements plutôt faibles, ils sont toujours développés activement pour mouvoir avions et fusées.

Moteur à inertie

Une multitude de systèmes transformant un mouvement mécanique en un autre ont vu le jour, pensés et testés par les inventeurs et ingénieurs.

Tous ces systèmes peuvent être considérés comme des moteurs à inertie.

En revanche les dispositifs suivants ne sont que des organes de transmission de force :

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 électrique

Moteur thermique

La pression haute peut être obtenue par chauffage : production de chaleur par combustion d'un carburant, l'ensemble pouvant alors constituer une machine à combustion externe ou interne :

Moteurs à pression

Ces moteurs utilisent comme source de mouvement la différence de pression entre deux sources.

Isotherme

Les moteurs isothermes transforment une puissance hydraulique (pression * débit) en puissance mécanique (force * vitesse). Le cycle du fluide se fait théoriquement à température constante, à l'inverse, ce sont alors des pompes ou des ventilateurs.

Moteur magnétohydrodynamique

Les moteurs magnétohydrodynamiques mettent en mouvement un fluide conducteur (ou ionisé) par le biais d'un champ magnétique et d'un champ électrique. Ceux-ci permettraient d'atteindre des vitesses proches de Mach 12 en air dense, franchissant ainsi le mur du son mais aussi le mur de la chaleur. Il n'existe cependant encore aucune application civile.

Moteurs insolites

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

  1. Élie Lévy, Dictionnaire de physique, Presses universitaires de France, Paris, 1998, page 542.

Voir aussi

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