Les moteurs 1

III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion 2

III/ Les moteurs à réaction Moteur : Machine destinée à utiliser une source d’énergie pour produire un mouvement Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion Les moteurs 2 temps et 4 temps appartiennent aux moteurs à combustion interne Ils fonctionnent sur le même principe 3

III/ Les moteurs à réaction Moteur 2 temps Moteur 4 temps Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion admission piston bielle vilebrequin 4

I Moteur 2 temps Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion I Moteur 2 temps 5

Fonctionnement d’un moteur 2 temps Son cycle s’effectue en 2 temps : - admission / compression - combustion-détente / échappement sur un seul tour du vilebrequin Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion COMPRESSION 6

III/ Les moteurs à réaction EXPLOSION Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion Point Mort Haut (PMH) : Lorsque le piston a atteint sa position maximale 7

III/ Les moteurs à réaction DETENTE Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion 8

III/ Les moteurs à réaction ECHAPPEMENT Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion Point Mort Bas (PMB) : lorsque le piston a atteint sa position minimale 9

Exemples d’utilisation Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion 10

II Moteur 4 temps Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion II Moteur 4 temps 11

Fonctionnement d’un moteur 4 temps Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion Son cycle s’effectue en 4 temps : - admission - compression - explosion et détente - échappement sur deux tours du vilebrequin Point Mort Bas ADMISSION 12

III/ Les moteurs à réaction COMPRESSION Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion EXPLOSION 13

III/ Les moteurs à réaction DETENTE Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion ECHAPPEMENT 14

Exemples d’utilisation Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion 15

Rendement Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps Rapport entre le travail fourni par le moteur et la quantité de chaleur qu’il a fallu lui apporter. Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion Pour une voiture : De 30% pour les moteurs essence De 35% pour les moteurs Diesel Valeurs théoriques annoncées par les constructeurs 16

Puissance Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps Capacité du moteur à fournir un travail dans un temps donné Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion 17

III/ Les moteurs à réaction Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion Exprimée en W ou ch. (cheval-vapeur) - 1 ch. = 736 W Puissance(W)=couple(mN) х vitesse de rotation(rad/s) Couple : travail produisant la rotation d’un axe 18

Puissance : Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion Vitesse de rotation ou vitesse angulaire : - pour un moteur 2 temps : de 3000 à 4500 tours/minute - pour un moteur 4 temps : de 5000 à 10000 tours/minute Puissance : Moteur 2 temps Moteur 4 temps Puissance moteur de l’ordre de 1 CV pour 25 cc Puissance moteur de l’ordre de 1 CV pour 50 cc 19

III Moteur à réaction Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion III Moteur à réaction 20

A) Principe du réacteur Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion Basé sur le principe d’action réaction d’Isaac Newton. Moteur destiné à la propulsion. Deux grands types de propulseurs à réaction : -Matière projetée provenant du corps de l’engin. (Moteur-fusée…) provenant de l’extérieur. (statoréacteur…) 21

Seconde loi de Newton Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion La force propulsive est la dérivée temporelle de la quantité de mouvement. est le vecteur force résultant sur le véhicule et sont la masse du véhicule et son vecteur vitesse et sont la masse éjectée et sa vitesse est le temps. 22

B) Naissance du réacteur Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion Angleterre : Franck Whittle Inventeur du réacteur breveté en 1930 Premier prototype de réacteur en 1937 Allemagne : Hans von Ohain Début de ses recherches en 1935 HeinkelHe178 Premier avion à voler grâce à un turboréacteur en 1939 23

C) Différents Types de réacteurs Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion -Moteur aérobie : Utilise l’oxygène de l’air comme comburant ou oxydant -Moteur anaérobie : Emporte le comburant et le carburant de la réaction -Moteur non chimique : Utilise une réaction non chimique 24

1.Moteur aérobie Utilisable seulement en atmosphère. Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion Statoréacteurs (missiles) et pulsoréacteurs (V1) Turboréacteurs (avions) Superstatoréacteurs (Expérimental) 25

2.Moteur anaérobie Utilisable en dehors de l’atmosphère, consommation forte. Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion Propulseurs à carburant solide (booster de fusée) Propulseurs à carburant liquide (fusées, missiles) Le propergol contient à la fois le combustible et le comburant Convient à des alternances accélération/coupure 26

3.Moteur non chimique Puissance faible, consommation faible, accélération de très longue durée Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion Moteur ionique Moteur Photonique Moteur atomique -Réaction nucléaire (fission nucléaire) -Diffusion de radioactivité. -En cas d’accident, retombée écologique catastrophique. -Ne peut fonctionner qu’en milieu atmosphérique ou liquide. -Résistance très faible des composants face aux chocs et aux efforts mécaniques imposés. -Pression des radiations émises par les étoiles -Propulsion faible. -Ne permet pas de quitter la surface d’une planète. -Le carburant est ionisé. -Les ions sont accélérés. -La force d’accélération des ions est alors la cause d’une force de sens opposé de réaction. 27

IV Moteur Sterling Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion IV Moteur Sterling 28

A) Principe de fonctionnement Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion Robert Stirling 1916 : moteur à énergie externe. 29

Cycle sterling 4 phases Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion Détente isotherme 1 2 Refroidissement isochore Chauffage isochore 4 3 Compression isotherme 30

B) Avantages et Inconvénients Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion Avantages : Peu de vibration, silencieux. Rendement : 40% Multi-source. Pollution potentiellement faible. Inconvénients : Étanchéité stricte. Conception délicate. Difficile a commander. Manque de variation dans le régime du moteur. Plus cher qu’un moteur à combustion interne. 31

C) Applications Des domaines variés Intro I/ Les moteurs 2 temps II/ Les moteurs 4 temps III/ Les moteurs à réaction IV/ Les moteurs Stirling Conclusion Électronique Armement Domestique Militaire Transport 32

Conclusion 33