Moteur
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Mécanique
Un moteur est une machine transformant cycliquement une énergie ou une force de source physique, chimique, électrique, thermique, ... en une énergie mécanique, une force ou un travail.
Fonctionnement
La plupart des moteurs produisent ce travail sous la forme d'un couple ou déplacement d'une force autour d'un axe, les autres produisent le déplacement linéaire d'une force.
De nos jours, le cas le plus courant d'un moteur rotatif pur est celui du moteur électrique.
Historique
- Un des premiers moteurs fut la machine à vapeur. C'est un moteur basé sur une chaudière produisant de la vapeur d'eau, vapeur qui pousse un piston dans un cylindre, ce mouvement est transformé en rotation par un jeu de bielles pour entraîner des roues ou un volant.
- Au XIXe siècle le moteur à explosion fut développé et adapté aux premières automobiles. Depuis, il poursuit ses progrès en terme de rendement et d'adaptation au 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 sans équivalent, malgré des rendements plutôt faible, il sont toujours développés activement pour la propulsion des avions et des fusées.
Classification des moteurs
Moteurs à pression
Ces moteurs utilisent comme source de mouvement une différence entre une source de haute pression et une source de basse pression. La pression basse est généralement l'atmosphère, ou un cours d'eau. On mentionnera pour mémoire les "moteurs" à ressort et à élastique, et les autres systèmes qui transforment un mouvement mécanique (comme la chute d'un poids dans un champ de gravité) en un autre (poulies, horloges à poids, trébuchets, etc.) : toutes machines intéressantes mais qui ne sont pas à proprement parler des moteurs, en raison d'un fonctionnement discontinu.
Isotherme
- Moteur à air comprimé
- rotatif : turbine, moulin à vent, éolienne
- linéaire : voir machine à vapeur
Thermique
La pression haute peut être obtenu par chauffage, l'ensemble pouvant alors constituer une machine à combustion interne ou externe selon la source de chaleur :
- Machine à vapeur
- Propulsion à réaction
- Aérobies (utilisation de l'oxygène de l'air)
- Anaérobies (comburant embarqué)
Moteur thermique
Pour produire de l'énergie mécanique, les moteurs thermiques exploitent un cycle de Carnot, entre une source chaude et une source froide. La source froide est toujours externe : on ne connaît pas de réaction exploitable capable de produire de grande quantité de froid.
Par contre, la source chaude peut être interne (la chaleur est produite au sein du dispositif ) ou externe (la chaleur est apportée).
Moteur à combustion interne
- Moteur à explosion
- Mouvement alternatif.
- par type de cycle de Carnot : moteur diesel
- par type de cycle de Beau de Rochas : moteur à 2 temps et moteur à 4 temps
- par type d'organisation des cylindres : moteur radial, moteur gnome (vilebrequin fixe) et moteur à cylindres rotatifs
- Mouvement rotatif
- par type de combustible : moteur à gaz, moteur à hydrogène, moteur diesel
- Mouvement alternatif.
- Turbine à gaz
Moteur à combustion externe
Ces dispositifs sont ainsi appelés en raison de la domination des systèmes exploitant une chaleur produite par combustion, toutefois, en toute rigueur, cette chaleur peut être simplement récoltée (énergie solaire, géothermie, etc.) ou bien produite sans combustion (fermentation, réaction nucléaire, etc.). La source de chaleur ne modifie pas directement les principes applicables, même si, bien sûr, les moteurs sont adaptés aux caractéristiques de cette source.
L'important est que la source de chaleur est séparée du système de production du travail mécanique.
Moteur chimique sans combustion
Dans ces moteurs, la 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
- rotatif
- linéaire
- moteur magnétohydrodynamique
Moteur à réaction non chimique
Informatique
Un moteur en informatique est le cœur d'un programme réalisant une tâche très précise de calcul ou autre.
On parle par exemple de moteur de recherche et de moteur de rendu.
Langage courant
Le terme moteur est aussi souvent utilisé dans le langage moderne pour désigner un individu fédérateur dans un groupe de travail ou une équipe sportive.
Exemple : « Il est l'élément moteur de ce groupe ».
