2 - Historique

2.2 - Cas particuliers

2.2.1 - Thermodynamique des moteurs thermiques

2.2.1.4 - Classification des moteurs thermiques

Quand la combustion s'effectue à l'intérieur du moteur, nous parlons de combustion interne. Il y a alors deux possibilités et dans les deux cas le circuit est ouvert :

- soit le processus de travail est cyclique et il faut tour à tour introduire une charge fraîche et refouler une quantité de gaz brûlés, c'est le cas dans les moteurs à pistons alternatifs ;

- soit le processus de travail est continu et le remplacement de la charge se fait sans interruption, comme dans les turbines à gaz.

Quand la combustion s'effectue à l'extérieur du moteur, nous parlons de combustion externe. Dans ce cas, le processus de travail peut être continu et le circuit fermé, car le fluide moteur peut rester chimiquement inchangé et subir des changement d'état sans avoir à être remplacé.

Le conditionnement du mélange air-carburant à l'extérieur du lieu de combustion favorise l'homogénisation. Nous parlons alors de conditionnement externe ou homogène du mélange.

Quand le mélange est réalisé à l'intérieur du lieu de combustion, il se fait dans de moins bonnes conditions. Il est de ce fait hétérogène. Nous parlons alors de conditionnement interne ou hétérogène du mélange.

Si la combustion est amorcée par une étincelle électrique, nous parlons d'allumage commandé, mais si le mélange s'enflamme spontanément parce qu'il a atteint la température d'auto-inflammation, nous parlons d'auto-allumage.

2.2.1.5 - Cycles thermodynamiques

La conversion de l'énergie calorifique en énergie mécanique n'est possible que si le fluide moteur change d'état.

Ces changements d'état sont généralement représentés par des diagrammes qui expriment deux grandeurs d'état :

- hausse ou baisse de la température ;

- augmentation ou diminution de la pression ;

- augmentation ou diminution du volume.

Généralement, les coordonnées d'un diagramme expriment les rapports :

- pression-volume dans un diagramme p-V ;

- température-entropie dans un diagramme T-S ;

- enthalpie-entropie dans un diagramme H-S.

L'étude de la thermodynamique a poussé plusieurs savants à proposer des cycles de fonctionnement. Nous ne nommerons que ceux qui sont encore employés de nos jours :

- A. Beau de Rochas en 1862 (1815 - 1893) qui inventa la compression et le cycle à quatre temps. C'est le cycle de référence pour les moteurs à essence à quatre temps d'aujourd'hui.

- N.A. Otto construisit en 1867 un moteur selon ce cycle, mais il dut abandonner ses travaux suite à un procès, car il n'était pas le détenteur des brevets.

- J. Joule en 18 . . (1818 - 1889) qui inventa le cycle à pression constante. C'est le cycle de référence pour les moteurs du genre turbines à gaz.

- Sabathé, de prénom inconnu, qui fut le premier à préconiser un cycle mixte conjuguant les cycles de A. Beau de Rochas et de R. Diesel. C'est le cycle de référence pour les moteurs à gazole que beaucoup de personnes nomment encore à tort « moteur Diesel ».