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Moteur à explosion : qu'est-ce que c'est ?

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Étienne Lenoir fabrique le premier moteur à combustible interne, ou moteur à explosion, exploitant le principe de combustible alimenté par une source d'énergie. © bukk, CC BY-SA 3.0, Wikimédia Commons

Le moteur à explosion, ou moteur à combustion interne, permet la propulsion de véhicules par le principe de détonation par dilatation des gaz.

Principe du moteur à explosion

Un tel mécanisme fut mis au point dès 1690 par Denis Papin, qui utilisa la vapeur au sein d'une chaudière extérieure au moteur. Cependant, ce système se révéla instable : il était indispensable de décomposer le moteur en plusieurs éléments séparés, ce qui entraînait une perte de chaleur et donc une diminution du rendement. En 1859, Étienne Lenoir utilise du gaz de ville. Ainsi, il crée un système de combustion intégralement interne délivrant 3 chevaux. L'allumage du moteur à explosion doit être provoqué par une source d'énergie externe, telle qu'une bougie, ce qui permet une combustion très rapide. Un système combiné de deux pistons coulissants reliés à une bielle conduit à l'avancée du véhicule. En plus de ces deux pistons, deux soupapes sont fixées : une soupape d'admission, qui permet l'injection d'air et d'essence, et la soupape d'échappement qui permet au gaz d'être évacué. Cette progression se réalise en une boucle de quatre étapes successives, d'où le terme de moteur à quatre temps.

Évolution et utilisation du moteur à explosion

Le moteur de Lenoir ne disposait pas d'une cylindrée importante, mais de multiples évolutions permirent au moteur à explosion d'être amélioré et d'avoir un fonctionnement plus stable. La cylindrée exprime le volume déplacé pour chaque cycle d'un moteur : elle est fonction du diamètre d'un cylindre (l'alésage), de leur nombre et de la distance parcourue par le piston (la course). Le moteur à explosion est de moins en moins utilisé sur les véhicules particuliers, beaucoup lui privilégiant le moteur diesel, plus économe en combustible

Un Moteur à explosion c'est quoi ?

Un moteur à combustion et explosion 

Comme son nom l'indique, le moteur à explosion, que l'on devrait plutôt appeler moteur à combustion et explosion, fonctionne grâce à un mécanisme de combustion qu'entraîne une source d'énergie. Le mélange air-essence s'enflamme et provoque une explosion. L'énergie thermique est convertie en énergie mécanique qui actionne les pistons et les cylindres. 
1.    Son principe a été mis au point par l'inventeur franco-belge Étienne Lenoir en 1860.
Alors qu'en 1690 Denis Papin avait conçu une chaudière extérieure au moteur, cet autodidacte eut l'idée géniale de créer un système de combustion interne. Il fonctionnait alors au gaz de ville qui était très bon marché à l'époque. C'est le moteur à explosion des automobiles qu'il volait qui permettait au braqueur anarchiste Jules Bonnot se semer la police entre 1911 et 1912.
Le moteur à explosion est utilisé dans les transports, comme les automobiles, les motos, les avions, les bateaux, pour faire fonctionner les tronçonneuses, les groupes électrogènes, etc. 

Comment fonctionne un moteur à explosion ?

S'il a été naturellement amélioré, le principe du moteur à explosion est globalement resté le même. Il en existe de trois types : 

Le moteur à allumage commandé

Le moteur à allumage commandé n'est rien d'autre que le moteur à essence. Une bougie d'allumage suscite l'inflammation d'un mélange combustible qui n'est pas censé se produire spontanément. Il suscite généralement des mouvements alternatifs à deux ou quatre temps, ou plus rarement à mouvement rotatif à l'exemple du moteur Wankel. Ce dernier dispose d'un piston dit triangulaire qui convertit l'énergie produite par la combustion du carburant en énergie mécanique de rotation. 

Le moteur Diesel 

Le moteur Diesel est également appelé moteur à allumage par compression. L'injection de carburant au sein de la chambre de combustion et un taux de compression élevé portent les températures à des niveaux de 700 à 900°C. Cela provoque un phénomène d'auto-inflammation.

Le moteur à gaz 

Le moteur à gaz utilise le gaz comme carburant. Il a été pensé dès le XIXème siècle et le protocole de Kyoto de 1997 qui vise à réduire les émissions de gaz à effet de serre, fait du moteur à gaz fonctionnant à l'hydrogène, un produit d'avenir.

Quel est le principe du moteur à explosion à 4 temps?

Une valse à quatre temps : 

Le premier temps 

Un mélange d'air et de carburant s'enflamme et entraîne le mouvement du piston. Le piston descend et a aspiré ce mélange au sein du cylindre.

Comprimer le mélange

Le mélange est comprimé. La soupape d'admission se ferme et le piston remonte pour comprimer le mélange à l'intérieur de la chambre de combustion.

Le temps moteur 

Le piston atteint son point maximum et la bougie d'allumage suscite une étincelle à l'approche du point mort haut ou PMH. Les gaz chauds exercent une forte pression sur le piston et amorcent ainsi le mouvement.

L’échappement 

Les soupapes d'échappement s'ouvrent et le piston remonte afin d'expulser les gaz brûlés dans le collecteur d'échappement. 
Le cycle revient ensuite au premier mouvement.

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