Moteur

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Un moteur est un dispositif transformant une énergie physique, chimique, électrique, thermique, etc. en une énergie mécanique ou travail.

Moteur à combustion interne V6 d'automobile
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Moteur à combustion interne V6 d'automobile

Sommaire

[modifier] Historique

Les tout premiers moteurs fabriqué par les hommes furent certainement les systèmes de propulsion de projectile inventé par les chasseurs : l'arc, les systèmes de catapulte, la fronde. En se sédentarisant les générations suivantes inventèrent en observant la nature, Les premiers moteurs utilisant l'énergie potentielle de l'eau ou l'énergie cinétique du vent entraînant les roues à aubes ou les hélices des moulins.

Un des premiers moteurs vraiment indépendant de la nature, adaptable en situation, fut 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 est transformé en rotation par un jeu de bielles, couple entraînant un volant d'inertie, puis une machine,un mécanisme quelconque, ou des roues.

Au XIXe siècle le moteur à explosion fut développé et adapté aux premières automobiles ainsi qu'aux premiers avions. Depuis, il poursuit ses progrès en terme de rendement et d'adaptation aux normes antipollution. Ce moteur est, lui aussi, équipé de bielles et pistons, mais la production de chaleur se fait au même endroit que la production de travail.

Devant le besoin de toujours plus 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 un rapport poids/puissance ou une puissance massique sans équivalent, malgré des rendements plutôt faibles, ils sont toujours développés activement pour la mouvoir avions et fusées.

[modifier] Fonctionnement

Représentation symbolique d'un moteur dans un circuit électrique
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Représentation symbolique d'un moteur dans un circuit électrique

La majorité des moteurs restituent l'énergie par un mouvement de rotation. De ce fait, ils fournissent un travail sous forme de couple. La vitesse de rotation est souvent exprimée en tours par minute (tr/min).

Toutefois les vérins et autres actionneurs linéaires fournissent une force associée au mouvement de translation entretenu. Contrairement aux moteurs rotatifs, les moteurs linéaires n'autorisent le mouvement de translation que sur une course limitée par leur géométrie.

De nos jours, le cas le plus courant d'un moteur rotatif pur est celui du moteur électrique. Il en existe une gamme quasiment infinie du point de vue des performances.

[modifier] Classification des moteurs

[modifier] 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 :

[modifier] 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).

[modifier] Moteur électrique

[modifier] Moteurs à pression

Ces moteurs utilisent comme source de mouvement la différence de pression entre deux sources. La pression basse est généralement l'atmosphère, ou un cours d'eau.

[modifier] 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; mais en réalité le fluide à tendance à l'échauffement : il s'agit là d'une perte due aux frottements. Ces moteurs à quelques différences technologiques près peuvent fonctionner à l'inverse; ce sont alors des pompes et des ventilateurs.

[modifier] 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 :

Aérobies (utilisation de l'oxygène de l'air)
Anaérobies (comburant embarqué)