Moteur - Définition et Explications

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Introduction

Moteur à combustion interne V6 d'automobile

Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif qui déplace de la matière en apportant de la puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :). Il effectue ce travail à partir d'une énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) (éolienne, chimique, électrique, thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de...) par exemple).

Historique

Les premiers moteurs auxquels on peut penser sont :

  • des moteurs à pression : voile, moulin à vent (Le moulin à vent est un dispositif qui transforme l’énergie éolienne...),
  • des moteurs à élastique : arc, arbalète, catapulte à torsion (La torsion est la déformation subie par un corps soumis à l'action de deux couples opposés...), horloge à ressort,
  • des moteurs à poids : roue (La roue est un organe ou pièce mécanique de forme circulaire tournant autour d'un axe passant par...) à aube sur cours d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) ou sur réserve d'eau, clepsydre, catapulte à contrepoids, tournebroche à poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la...), horloge à poids.

Le premier moteur (Un moteur est un dispositif transformant une énergie non-mécanique (éolienne, chimique,...) vraiment indépendant de la nature, adaptable en situation (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un...), est la machine à vapeur (La machine à vapeur est une invention dont les évolutions les plus significatives datent...). Ce moteur (Un moteur (du latin mōtor : « celui qui remue ») est un dispositif...) est basé sur une chaudière (Une chaudière est un appareil (voire une installation industrielle, selon sa puissance),...) produisant de la vapeur () d'eau, vapeur qui est utilisée pour mouvoir un piston dans un cylindre (Un cylindre est une surface dans l'espace définie par une droite (d), appelée...). Ce mouvement de translation est transformé en rotation par un jeu de bielles, couple qui entraîne un volant d'inertie (L'inertie d'un corps découle de la nécessité d'exercer une force sur celui-ci pour modifier sa...), puis une machine, un mécanisme quelconque, ou des roues.

Au XIXe siècle le moteur à combustion (La combustion est une réaction chimique exothermique d'oxydoréduction. Lorsque la...) interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la...), qui utilise la chaleur (Dans le langage courant, les mots chaleur et température ont souvent un sens équivalent :...) dégagée par la combustion d'un carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme...), 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 (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est...) croissant de puissance pour propulser les avions militaires, les moteurs à réaction furent activement développés pendant la Seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui...) Guerre mondiale en parallèle avec les moteurs-fusée pour les missiles. Comme ces derniers ont des rapports poids/puissance ou une puissance massique (La puissance massique est le ratio d'une puissance (en W) par une masse (en kg). La puissance...) 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 (Le flagelle est génériquement un organite assurant la mobilité d'une cellule. Les...) et Cil (Les cils sont des poils, qui poussent sur le bord libre des paupières des êtres humains...) vibratile
  • Muscle (Les muscles sont une forme contractile des tissus des animaux. Ils forment l'un des quatre types...)
  • Moteur moléculaire

Moteur à champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:)

Moteur à gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.)

  • roue (La roue est un organe ou pièce mécanique de forme circulaire tournant autour d'un axe...) 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 (Un planeur est un aérodyne qui est, par définition, dépourvu de moteur. Il existe...) (en combinaison (Une combinaison peut être :) avec la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...) de l'air),
  • montgolfière (La montgolfière est un aérostat dont la sustentation est assurée par de l'air...), bathyscaphe (Les bathyscaphes sont des engins sous-marins d'exploration abyssale.) (poussée d'Archimède (Archimède de Syracuse (en grec ancien :...), conséquence de la gravité),

Moteur électromagnétique

Moteur électromagnétique solide/solide
  • Moteur rotatif (Un moteur rotatif est un moteur à explosion tournant autour de son vilebrequin qui reste fixe. Ce...)
  • Moteur linéaire
  • Électroaimant (Un électro-aimant est un organe électrotechnique produisant un champ électromagnétique...)
Moteur électromagnétique solide/fluide
  • Moteur ionique (Un moteur à ions est un moteur qui produit sa force de propulsion en projetant des ions à très...)
  • Accélérateur MHD (Un accélérateur MHD (magnétohydrodynamique) est un convertisseur MHD qui met en...)

Un moteur MHD pour magnétohydrodynamique (La magnétohydrodynamique (MHD) est une discipline scientifique qui décrit le comportement...) met en mouvement un fluide (Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette...) conducteur (ou ionisé) par le biais d'un champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux...) et d'un champ électrique (En physique, on désigne par champ électrique un champ créé par des particules...). Ceux-ci permettraient d'atteindre de très hautes vitesses dans l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et...) (proches de Mach 12 en air dense, franchissant ainsi le mur (Un mur est une structure solide qui sépare ou délimite deux espaces.) 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 (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les...) le rôle d'un élastique. Le stockage d'air comprimé (L'air comprimé est de l'air ambiant, mis sous pression avec un compresseur, le plus souvent aux...) 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 (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...)

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 (L'hydraulique désigne la branche de la physique qui étudie les liquides. En tant que telle, les...), le seul moteur qui fournit l'énergie au système est appelé la pompe (Une pompe est un dispositif permettant d'aspirer et de refouler un fluide.) hydraulique.

  • pompe hydraulique
  • Moteur hydraulique
  • Vérin (Un vérin est un tube cylindrique (le cylindre) dans lequel une pièce mobile (le piston) sépare...) hydraulique

Moteur pneumatique (à gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...) 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 (Dans le langage courant, la mécanique est le domaine des machines, moteurs, véhicules, organes...),
  • thermique,
  • chimique.

Les moteurs thermiques utilisent une variation de température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) pour créer une variation de pression.

Mise en mouvement d'un solide
Moteur à décompression
  • Turbine ;
  • Moulin (Un moulin est une machine à moudre les grains de céréale en farine et, par analogie,...) à vent ;
  • Éolienne ;
  • Moteur à air comprimé ;
  • Vérin pneumatique ;
  • Machine à vapeur
  • Moteur à air chaud
    • moteur Ericsson
    • moteur Stirling (Le moteur Stirling est un moteur à énergie externe. Le fluide principal est un gaz soumis...)
Moteur à compression et décompression alternées
  • Moteur à combustion interne
Mise en mouvement d'un liquide
  • baromètre (Le baromètre est un instrument de mesure, utilisé en physique et en...)
  • pompe à liquide
Mise en mouvement du gaz
  • pompe à gaz
  • Propulsion à réaction (La propulsion à réaction est une technique permettant de faire avancer un véhicule. Elle est...)

Il s'agit en général de moteurs à combustion interne dans une chambre ouverte sur l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :), au moins pour la sortie du gaz.

  • CombustionAérobie (utilisation de l'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de...) de l'air)
    • turboréacteur (Le turboréacteur est un système de propulsion essentiellement utilisé pour les...)
    • statoréacteur (Le statoréacteur est un système de propulsion par réaction des aéronefs, dont...)
    • pulsoréacteur (Le pulsoréacteur est un moteur à réaction cyclique, breveté indépendamment en Allemagne et en...) et moteur à ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible...) de détonation (Une détonation est une onde de combustion extrêmement violente, qui se propage à une...) pulsées
  • Combustion Anaérobie (On appelle milieu anaérobie un milieu où il n'y a pas présence de dioxygène (O2).) (utilisation d'un comburant (Un comburant est un corps chimique qui a pour propriété de permettre la combustion d'un...) embarqué)
    • moteur-fusée (Les moteurs-fusées sont des moteurs à réaction utilisés sur les...)

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.

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