Moteur - Définition

Introduction

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).

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, un mécanisme quelconque, ou des roues.

Au XIX^e siècle le moteur à combustion interne, 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.

Classification

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).

• Flagelle et Cil vibratile
• Muscle
• Moteur moléculaire

Moteur à champ

Moteur à gravité

• roue à aube sur cours d'eau ou sur réserve d'eau,
• clepsydre,
• catapulte à contrepoids,
• tournebroche à poids,
• Horloge à poids ;
• Moteur d'entraînement de lentille de phare.
• planeur (en combinaison avec la pression de l'air),
• montgolfière, bathyscaphe (poussée d'Archimède, conséquence de la gravité),

Moteur électromagnétique

Moteur électromagnétique solide/solide

• Moteur rotatif
• Moteur linéaire
• Électroaimant

Moteur électromagnétique solide/fluide

• Moteur ionique
• Accélérateur MHD

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

• arc,
• arbalète,
• baliste,
• Moteur à élastique de modèle réduit ou de jouet ;
• Ressort de montre ou chronomètre mécanique ;
• Horloge à balancier.

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.

• pompe hydraulique
• Moteur hydraulique
• Vérin 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,
• chimique.

Les moteurs thermiques utilisent une variation de température pour créer une variation de pression.

Mise en mouvement d'un solide

Moteur à décompression

• Turbine ;
• Moulin à vent ;
• Éolienne ;
• Moteur à air comprimé ;
• Vérin pneumatique ;
• Machine à vapeur
• Moteur à air chaud
  • moteur Ericsson
  • moteur Stirling

Moteur à compression et décompression alternées

• Moteur à combustion interne

Mise en mouvement d'un liquide

• baromètre
• pompe à liquide

Mise en mouvement du gaz

• pompe à gaz
• Propulsion à réaction

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

• CombustionAérobie (utilisation de l'oxygène de l'air)
  • turboréacteur
  • statoréacteur
  • pulsoréacteur et moteur à ondes de détonation pulsées
• Combustion Anaérobie (utilisation d'un comburant embarqué)
  • moteur-fusée

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.