Moteur
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Un moteur est une machine[1] convertissant[2] une énergie quelconque en énergie mécanique[3] de rotation.
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Le moteur appartient à la famille des actionneurs, ce qui veut dire qu'il génère un mouvement.
On parle de moteur lorsque la course n’est pas limitée[4] (on parle de vérin lorsque la course de l‘actionneur est limitée).
Historique modifier
Les moteurs les plus anciens utilisent les forces naturelles, sans ajout de techniques 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 aubes 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 repose sur une chaudière produisant de la vapeur d'eau grâce à une source de chaleur, généralement une combustion. La vapeur comprimée est utilisée, lors de sa détente, pour mouvoir un piston dans un cylindre. Ce mouvement de translation est alors transformé en rotation par un système bielle-manivelle. La rotation de l'arbre, stabilisée par un volant d'inertie, régulateur de la vitesse de rotation, entraîne enfin une machine ou des roues, via un mécanisme de transmission.
À la fin du XIXe siècle, le moteur à combustion interne, qui produit directement l'énergie lors de la combustion rapide d'un mélange carburant/comburant, est développé et adapté aux premières automobiles. Ce moteur est, comme la machine à vapeur, équipé de bielles et pistons, avec comme exception le moteur Wankel qui lui n'a pas de bielles, mais des pistons rotatifs. Toutefois la production d'énergie se fait à l'endroit même de la production de travail d’où l'appellation de moteur à combustion interne. Depuis, il poursuit ses progrès en matière de rendement et d'adaptation aux exigences des normes antipollution.
Au milieu du XXe siècle, devant le besoin croissant de puissance pour propulser les avions militaires, les moteurs à réaction furent activement développés, en particulier, pendant la Seconde Guerre mondiale en parallèle avec les moteurs-fusées pour les missiles. Comme ces deux familles de moteurs ont des rapports poids / puissance (ou puissance massique) sans équivalent, malgré des rendements plutôt faibles, au XXIe siècle, ils sont toujours développés activement pour mouvoir avions et fusées.
Transmission et stockage modifier
Il faut distinguer les moteurs, des organes de stockage ainsi que des systèmes ou organes de transmission.
Transmission modifier
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 modifier
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 modifier
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 modifier
Moteur à combustion modifier
Moteur à combustion 
comprenant :
- Combustion aérobie par utilisation de l'oxygène de l'air :
- Combustion anaérobie (utilisation d'un comburant embarqué) :
Moteur chimique sans combustion modifier
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 modifier
Moteur à gravité modifier
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Systèmes assimilés :
- roue à aubes 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 modifier
Moteur à élastique modifier
Moteur à élastique solide modifier
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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 modifier
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 modifier
Ce moteur utilise comme source de mouvement la différence de pression entre deux sources :
Moteur à liquide modifier
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 à air comprimé modifier
Un moteur à air comprimé est un composant d'un système pneumatique. On injecte de l'air préalablement comprimé dans une sorte de turbine, qui entraîne l'axe moteur. Le déplacement est obtenu par le changement de pression d'un gaz. Il existe plusieurs méthodes pour changer la pression d'un gaz, souvent utilisées en combinaison :
- mécanique : un compresseur permet d'augmenter la pression d'un fluide,
- thermique : Le moteur à combustion
utilise la variation très rapide de température d'un mélange inflammable qui a pour effet de créer une variation très rapide de pression. - chimique : la réaction exothermique d'un produit explosif crée une augmentation très rapide de la pression[a].
Mise en mouvement d'un solide :
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:
- Combustion anaérobie (utilisation d'un comburant embarqué) :
Moteur insolite modifier
Des adeptes de théories conspirationnistes ont fabriqué des « moteurs magnétiques » ou « moteurs à aimants ». Ce type de moteur, a non seulement une puissance très faible, mais surtout s'arrête lorsqu'il a épuisé l'énergie introduite dans les aimants à leur fabrication.
Notes et références modifier
Notes modifier
- Le démarreur à cartouche a été utilisé pour faire démarrer des moteurs thermiques d'avion.
Références modifier
- Une machine est un système transformateur de puissance. Jean-Dominique Mosser Dunod - Sciences industrielles pour l'ingénieur MP PSI PT.
- Dans le domaine de la mécanique, on utilise le mot "convertir" lorsque l'on change la nature de la puissance, par exemple d’électrique vers mécanique. On n’utilisera pas le mot transformer qui n’indique pas un changement de nature, par exemple dans un transformateur électrique. Ingénierie système. SciencesIndustrielles.com https://sciencesindustrielles.com/Progressions/MPSIPCSI/ANA%20Cours%20-%20Ing%c3%a9nierie%20syst%c3%a8me%20-%20corrig%c3%a9.pdf
- Informations lexicographiques et étymologiques de « MOTEUR » dans le Trésor de la langue française informatisé, sur le site du Centre national de ressources textuelles et lexicales, consulté le
- C'est la course qui distingue un moteur hydraulique, d'un vérin rotatif. Cours ingénierie système. Sciencesindustrielles.com https://sciencesindustrielles.com/Progressions/MPSIPCSI/ANA%20Cours%20-%20Ing%c3%a9nierie%20syst%c3%a8me%20-%20corrig%c3%a9.pdf
Annexes modifier
Articles connexes modifier
Liens externes modifier
- Les moteurs forgés
- Ressources relatives à la musique :
- Notices dans des dictionnaires ou encyclopédies généralistes :
- [vidéo] Moteur explosion 4T
