licence energie renouvelable et development durable

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LICENCE
ENERGIE RENOUVELABLE
ET
DEVELOPMENT DURABLE
Module :
Electronique Automobile

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Moteurs Thermiques
Les moteurs thermiques utilisés en automobile sont des moteurs à combustion interne.
On trouve deux types de moteur:
Moteur à allumage commandé (essence, alcool, GPL)
Moteur diesel
L'énergie potentielle stockée dans le carburant est transformée en mouvement linéaire
d'un piston grâce à la combustion d'un mélange air carburant.
Moteur à allumage commandé
Historique
• Mis au point en 1864 par NiKolaus Otto selon la théorie d'Alphonse Beau de
Rochas de 1862
• La puissance du moteur était alors modulée par la variation de l'avance à
l'allumage
Composants de base
Phase 1 : Admission
Admission d'un mélange air et de carburant vaporisé, présent dans le conduit
d'admission, mélange préparé par divers composants (carburateur ou système d'injection
indirecte) : ouverture de la soupape d'admission et descente du piston, ce dernier aspire
ainsi ce mélange dans le cylindre à une pression de -0,1 à -0 3 bar ;
Le taux de compression est de l'ordre de 1:8

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Phase 2 : Compression
Compression du mélange : fermeture de la soupape d'admission, puis remontée du piston
qui comprime le mélange jusqu'à 30 bars et 400 à 500 °C dans la chambre de combustion.
Phase 3 : Combustion
Combustion (détente aux environs du point mort haut) : moment auquel le piston atteint
son point culminant et auquel la compression est au maximum ; la bougie d'allumage,
connectée à un générateur d'électricité haute tension, produit une étincelle ; la combustion
rapide qui s'ensuit constitue le temps moteur ; les gaz chauds à une pression de 40 à 60
bars repoussent le piston, initiant le mouvement.
Phase 4 : Echappement
Échappement des gaz brûlés par l'ouverture de la soupape d'échappement, poussés par la
remontée du piston.
Moteur Diesel
Historique
• Mis au point entre 1893 et 1897 par l'ingénieur allemand Rudolf Diesel.
• Conçu au départ pour fonctionner au charbon pulvérisé, les problèmes d'usure dus
aux résidus ont amené Rudolf Diesel à passer aux carburants liquides (fioul,
huiles végétales).
• Le français Lucien-Eugène Inchauspé en fit un moteur performant en inventant la
pompe à injection.
Phase 1 : admission
Admission d'air sans restriction. Il n'y a pas de papillon (throttle) qui limite l'arrivée d'air
qui de plus peut être « turbochargée ».
Phase 2 : compression
Compression d'air : fermeture de la soupape d'admission, puis remontée du piston qui
comprime l'air jusqu'à 35 bars et 700 à 1500 °C dans la chambre de combustion ;
Le taux de compression est de l'ordre de 1:20
Phase 3 : combustion
Combustion (détente aux environs du point mort haut) : moment auquel le piston atteint
son point culminant et auquel la compression est au maximum ; L'ouverture de l'injecteur
pulvérise le carburant qui s'enflamme presque instantanément

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Phase 4 : Echappement
Échappement des gaz brûlés par l'ouverture de la soupape d'échappement, poussés par la
remontée du piston.
Rendement
• Le rendement d’un moteur à explosion est le ratio de la puissance mécanique
(couple * vitesse) restituée par rapport à la puissance thermique fournie par le
carburant.
• Actuellement, à leurs meilleurs points de rendement, c’est à dire papillon grand
ouvert et à une vitesse de rotation d’environ les 2/3 de leur vitesse maximum, les
meilleurs moteurs de série pour usage automobile ont un rendement de :
35% pour un moteur à essence à allumage commandé
45% pour un moteur diesel

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Moteurs Electriques
On trouve plus d’une centaine de moteurs électriques dans les voitures modernes.
Principe de base
Un élément conducteur traverse par un courant électrique se trouvant dans un champ
magnétique stationnaire est soumis a une force électromagnétique.
On classifie les moteurs électriques selon le type de courant auquel ils sont soumis :
• Moteurs AC (courant alternatif)
• Moteurs DC (courant continu)
Les moteurs AC
Synchrones
Un champ magnétique tourne à la circonférence du stator. La rotation du champ est
causée par un courant alternatif aux pôles du stator.
Le champ magnétique dans le rotor est fixe par rapport à la position angulaire du rotor.
Le rotor tourne exactement à la même vitesse que le champ du stator par le principe du
magnétisme.
La vitesse de rotation est précise indépendamment de la charge.
Nécessite un courant continu pour le champ du rotor dans le cas d’un champ électro
magnétique (wound field rotor).