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Le moteur Diesel

E. Sauvage, la Revue Générale des Sciences Pures et Appliquées — 30 juillet 1912

Mis en ligne par Denis Blaizot le dimanche 10 avril 2011

Un mémoire, publié en 1893 par l’ingénieur R. Diesel [1], contenait des vues originales sur la transformation de la chaleur en travail, et l’avant-projet d’un nouveau moteur thermique. Avec le concours de la Maschinen Fabrik d’Augsbourg, Diesel entreprit la construction de ce moteur. Après quatre années d’études difficiles et de tâtonnements, le nouveau moteur était réalisé et fonctionnait régulièrement. Il fut soumis, en 1897, à une série d’essais, qui mirent en évidence une remarquable économie de combustible.

Un article de M. Witz, dans la Revue de 1898 (p. 462), rend compte de ces débuts du moteur Diesel et fait un exposé critique des théories de son auteur.

Dans les années qui suivirent, un certain nombre de moteurs analogues au premier furent construits. Avec le temps, ces constructions se multiplièrent ; la puissance des moteurs augmenta progressivement ; divers ateliers entreprirent la fabrication de la nouvelle machine ; certaines modifications de détail furent apportées aux dispositions primitives, sans en altérer le principe.

Aujourd’hui, le moteur Diesel a pris une place importante dans l’industrie ; il parait opportun de faire connaître aux lecteurs de la Revue l’état actuel de la construction et des applications de ce moteur.

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De même que les moteurs à gaz et les moteurs à essence des automobiles, le moteur Diesel utilise le cycle à quatre temps ; mais, tandis que les moteurs à gaz et à essence fonctionnent à explosion, c’est-à-dire avec combustion sous volume à peu près constant et aussi rapide que possible des éléments combustibles, préalablement mélangés à l’air, la combustion est progressive dans le moteur Diesel, le combustible pénétrant par parties successives dans l’air où il brûle.

Un cycle d’opérations comprend deux tours de l’arbre de la machine et quatre courses simples du piston. L’air, aspiré dans l’atmosphère pendant la première course, est comprimé, pendant la seconde, dans l’espace libre que laisse le piston à fond de course. Cet espace libre est assez petit, par rapport au volume total du cylindre, pour que la pression atteinte soit voisine de 40 kilogs par centimètre carré. Cette compression élève la température de l’air jusque vers 600°, température supérieure à celle qui provoque l’inflammation du combustible employé. Une compression aussi forte ne serait donc pas admissible dans les moteurs à explosion, où air et combustible sont mélangés avant la compression, puisque l’élévation de la température provoquerait une explosion anticipée.

Pendant une première partie de la troisième course simple du piston, le combustible est injecté progressivement dans l’air comprimé : il s’enflamme immédiatement, à cause de la température élevée de cet air : la masse gazeuse, composée des produits de la combustion et de l’air en excès, exerce sur le piston un travail moteur, qui se continue pendant le reste de la course par la détente de ces gaz.

Enfin la quatrième course est consacrée à l’échappement des gaz de la combustion ; seul l’espace libre, de petite capacité, en conserve une fraction minime, qui s’ajoute à l’air aspiré pendant le premier temps du cycle suivant. Le moteur Diesel. Fig. 1

Le diagramme pression-volume, ou diagramme d’indicateur (fig. 1), représente ces opérations : AB est l’aspiration, BC la compression. Pendant l’injection de combustible, la courbe peut avoir diverses allures, suivant la quantité injectée : si cette quantité est suffisamment réduite, la température de la masse gazeuse peut rester constante, et on a la détente isotherme CD. C’est ce qu’avait au début cherché Diesel, à cause des avantages théoriques de cette détente, pendant laquelle toute la chaleur communiquée à un gaz se transforme en travail, et aussi pour réduire au minimum la température atteinte, en vue de supprimer l’enveloppe à circulation d’eau du cylindre des moteurs à explosion.

Pour des quantités plus fortes de combustible, la courbe de combustion devient CD’, ou même l’horizontale CD" de pression constante, avec une augmentation notable de la température. En marche normale, les moteurs actuels se rapprochent de la combustion à pression constante.

Pendant le troisième temps du cycle, après la combustion vient la détente, DE, D’E’, ou D« E ». Vient enfin l’échappement, EBA.

Pour que la combustion soit rapide et complète, il est nécessaire que le combustible soit pulvérisé à son entrée dans l’air chaud : à cet effet, on l’injecte à l’aide d’air comprimé à une pression notablement supérieure à celle qui règne dans le cylindre, souvent plus de 60 kilogs par centimètre carré. Ce combustible est généralement une huile minérale.

Le mécanisme d’injection comprend une petite pompe, dont le débit correspond à la plus grande dépense prévue, et peut être réduit automatiquement par l’action d’un régulateur à force centrifuge, qui maintient ouverte pendant un temps plus ou moins long la soupape d’aspiration de la pompe, au début de la course de refoulement. Une fois cette soupape fermée, le liquide est refoulé dans une petite chambre soumise à la pression de l’air d’injection. Cette chambre entoure une tige, terminée par un cône, qui ferme un orifice débouchant dans le cylindre : au moment de l’injection cette tige se soulève, et l’air entraîne le liquide en le pulvérisant.

Quelle que soit la charge de combustible à injecter, la dépense d’air d’injection reste la même, ou plutôt augmente quand le volume du liquide diminue, en supposant invariables la vitesse du moteur et la pression de l’air. Quand la vitesse du moteur diminue, la dépense d’air par coup de piston augmente, puisque la durée de l’injection est plus longue [2].

De même que dans les moteurs à explosion, la distribution s’effectue par le jeu d’une soupape d’aspiration et d’une soupape d’échappement, commandées par des cames que porte un arbre tournant il une vitesse moitié de celle de l’arbre principal.

Le moteur est muni d’un compresseur d’air, pour le service de l’injection de combustible. Ce compresseur est à deux cylindres successifs avec pistons en tandem ; il refoule l’air dans un réservoir, à la pression de 60 à 70 kilogs par centimètre carré. L’air comprimé sert aussi à la mise en marche de la machine : deux autres réservoirs sont alimentés par le premier, par l’intermédiaire d’une soupape il ressort, qui réduit la pression à 40 kilogs par centimètre carré ; un de ces deux réservoirs sert de réserve. Lorsque la pression limite est atteinte dans le premier réservoir, une soupape automatique renvoie l’air en excès au premier cylindre du compresseur, dont l’aspiration dans l’atmosphère est alors réduite.

Une soupape spéciale sert pour le démarrage : une came de l’arbre de distribution la maintient ouverte au début de la course du piston ; l’ouverture d’un robinet admet alors l’air comprimé dans le cylindre, dont le piston doit être au préalable placé dans une· position convenable, voisine du fond de course. Lorsque la soupape de démarrage est ainsi actionnée, la commande de l’aiguille d’injection cesse de fonctionner ; elle est rétablie au bout d’un ou deux tours, lorsque le moteur a pris une vitesse suffisante sous la poussée énergique de l’air comprimé. La commande de la soupape d’échappement n’est pas modifiée pour le démarrage ; elle continue il ne s’ouvrir qu’une fois tous les deux tours.

Ces dispositions étaient réalisées dès 1897 ; toutefois la pression de l’air d’injection n’était pas aussi forte. Les dispositions de 1897 ont été conservées en principe, mais avec quelques modifications de la construction primitive. Le piston moteur était muni d’une tige et d’une crosse guidée par des glissières : on a bientôt fait usage du long piston des moteurs à gaz, sur lequel s’articule directement la bielle.

La vitesse, qui était primitivement de 160 à 200 tours par minute, a été portée à 300 et même 600 tours, pour correspondre aux besoins des usines centrales électriques. Cette augmentation de vitesse, jointe à un allègement des organes, a notablement réduit le poids par cheval : ce poids, qui était au début de 280 à 350 kilogs, puis un peu plus tard de 240 à 300 kilogs, est descendu jusqu’à 50 kilogs.

On peut encore citer l’emploi de la disposition horizontale du cylindre, à la place de la disposition verticale pilon du début, qui continue d’ailleurs à être la plus fréquente.

Une modification plus radicale est la substitution du cycle à deux temps au cycle à quatre temps. Des quatre temps du cycle usuel, les deuxième et troisième, compression et détente, exigent seuls chacun une course du piston, tandis que les opérations des temps 4 et 1 peuvent se faire autrement que par le déplacement du piston moteur. Il s’agit de substituer aux gaz brûlés de l’air frais : il suffit donc de produire à travers le cylindre un courant d’air chassant ces gaz brûlés. L’air, comprimé sous une pression pouvant atteindre le double de celle de l’atmosphère, pénètre dans le cylindre par la soupape d’admission, tandis que l’échappement se fait par une couronne d’ouvertures pratiquées autour du cylindre et démasquées par le piston en fin de course.

Cette marche à deux temps existait déjà dans les moteurs à explosion, mais avec l’inconvénient de l’envoi dans le cylindre d’un mélange d’air et de gaz combustible ; le balayage des produits brûlés risque donc d’être incomplet, ou bien, s’il est énergique, il est à craindre qu’une partie de la charge fraîche soit expulsée avec les gaz brûlés. Cette difficulté n’existe pas dans le moteur Diesel, ail la chasse se fait à l’air pur.

Les ouvertures d’échappement occupent une longueur d’environ 15% de la course du piston, dont la portion finale se trouve ainsi en partie inutilisée : il s’ensuit que, pour une dimension donnée de cylindre, la puissance n’est pas tout à fait doublée quand on substitue le cycle à deux temps au cycle à quatre temps ; en outre, la pompe de chasse consomme un peu de travail.

Avec la marche à deux temps, la soupape d’échappement est supprimée, ainsi que sa commande. La soupape d’admission est même quelquefois également supprimée, l’entrée d’air se faisant, comme l’échappement, par une moitié des orifices démasqués en fin de course.

L’air pour le balayage est fourni soit par une pompe spéciale dont le piston est commandé par l’arbre principal du moteur, soit par des pompes ft piston annulaire montées en tandem au-dessous des cylindres moteurs.

En dernier lieu, le double effet, consistant à faire travailler le piston sur ses deux faces dans un cylindre complètement fermé, a été quelquefois employé pour le moteur Diesel, avec l’un et l’autre cycle. Ce mode de fonctionnement rend plus difficile le refroidissement du piston.

On a en effet été conduit, dans certains grands moteurs, à employer, outre l’enveloppe ordinaire à circulation d’eau du cylindre, un piston creux rafraichi par une circulation d’eau. Certains constructeurs font usage d’une circulation d’huile, qui sert aussi au graissage ; elle est refoulée dans les paliers de l’arbre, pénètre de là, par des ouvertures ménagées sur les portées, dans des canaux de l’arbre, qui l’amènent aux coussinets de la grosse tête de bielle, puis dans un canal de la bielle, à l’articulation de la petite tête, et dans le piston, d’où elle retourne enfin dans le carter, où elle est reprise, après passage dans un serpentin réfrigérant. Cette circulation assure le graissage des articulations : elle est assez abondante pour être efficace dans le piston.

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Un moteur thermique ayant pour objet la transformation de la chaleur en travail, pour en apprécier le fonctionnement, il faut d’abord savoir quelle proportion de la chaleur disponible est ainsi utilisée. La quantité de chaleur disponible se calcule en multipliant le poids de combustible dépensé par son pouvoir calorifique. Quant au travail produit, tantôt on envisage le travail effectif, réellement fourni par le moteur, tantôt le travail indiqué sur les pistons, lequel est plus grand. Souvent on donne la dépense de combustible par cheval-heure, c’est-à-dire pour un travail de 75 X 3.600 ou 270.000 kilogrammètres, équivalent à 637 calories ; d’autres fois on indique la proportion de la chaleur totale qui est utilisée. Par exemple, si on a dépensé, pour un cheval-heure, 600 grammes d’un combustible produisant 8.000 calories par kilogramme, cela veut dire que, sur 0,6 X 8.000 ou 4.800 calories, on en a utilisé 637, ou 13,3%.

Les nombreux essais de moteurs Diesel ont indiqué des dépenses de 2.000 et même de 1.850 calories par cheval-heure effectif. Ce moteur utilise donc environ le tiers de la chaleur disponible dans le combustible qu’on lui fournit. Un second tiers se retrouve dans les gaz chauds de l’échappement, et le troisième tiers est en partie enlevé par l’eau de circulation, en partie transformé en travail absorbé par les résistances passives de la machine.

Cette utilisation de la chaleur est supérieure à ce que donnent les meilleurs moteurs à gaz, dont le rendement en travail effectif ne dépasse guère le quart de la chaleur totale fournie.

Quant aux machines à vapeur, avec les perfectionnements les plus récents, on ne peut pas compter sur une utilisation de plus du sixième de la chaleur fournie, et cette proportion n’est guère atteinte en pratique.

Au point de vue de la consommation de combustible, le moteur Diesel est actuellement le plus économique des moteurs thermiques. C’est avec le cycle à quatre temps que les meilleurs résultats ont été obtenus. Le cycle à deux temps donne un rendement légèrement inférieur.

Quant à la nature des combustibles consommés, ce sont principalement des huiles lourdes de pétrole. Ces huiles lourdes proviennent des pétroles bruts, dont on li séparé par distillation les essences, puis les huiles d’éclairage. Leur densité est comprise entre 0,83 et 0,92.

Les gisements de pétrole déjà connus sont assez riches et assez nombreux pour assurer l’approvisionnement de ce combustible, même si la demande en augmente notablement. Il est probable d’ailleurs que de nouveaux gisements seront découverts et mis en exploitation.

Le moteur Diesel utilise d’ailleurs beaucoup d’autres produits liquides, notamment les huiles extraites des goudrons de houille. Ces huiles sont plus difficilement inflammables que les pétroles : un des moyens de remédier à cette difficulté consiste à leur ajouter une petite quantité de pétrole plus volatil.

Les huiles de schiste, celles provenant de la distillation des lignites, ont pu aussi être employées avec succès dans des moteurs Diesel. Il en est de même de certaines huiles végétales, celle d’arachide notamment, qui a été essayée en vue de l’emploi du moteur dans les colonies africaines, où d’autres combustibles sont rares.

Avec un réglage convenable de l’appareil injecteur, on peut employer la plupart des produits liquides combustibles.

La conduite du moteur Diesel ne présente aucune difficulté spéciale. La mise en marche est facile ; la puissance peut varier entre des limites étendues, le rendement restant encore très bon à demi-charge ; les causes d’avaries ne paraissent pas plus grandes qu’avec les moteurs anciens, pourvu que la construction en soit très soignée. Diesel déclare, en effet, que « le moteur doit être construit avec un soin extrême, et les meilleures matières doivent être employées pour sa construction ; seuls les ateliers les meilleurs et les plus complètement outillés peuvent l’exécuter avec succès ».

Il en résulte que le moteur Diesel est un moteur dont l’installation est coûteuse. Actuellement, le prix en est supérieur à celui d’une machine à vapeur de même puissance, avec chaudière et annexes, et à celui d’un moteur à gaz avec gazogène. Par contre, il occupe moins de place. Le calcul du prix de revient de la puissance motrice, fournie par les divers moteurs, tient compte de ce prix initial, comme des frais d’exploitation, et donnera, suivant les cas, des résultats différents.

La puissance des moteurs Diesel était assez faible au début. Le premier moteur fonctionnant régulièrement, celui de 1897, développait 18 chevaux ; le second, 20 à 25 chevaux. En 1901, la puissance s’éleva à 230 chevaux par cylindre, et un moteur de 1.000 chevaux, à 4 cylindres, fut construit. Avec une puissance s’élevant jusqu’à 1.000 chevaux, le champ d’application paraît déjà très vaste. Néanmoins les constructeurs du moteur Diesel eurent l’ambition de l’agrandir encore, principalement en vue de la production d’électricité dans les grandes stations centrales et de la navigation.

La puissance du moteur peut être augmentée par divers moyens, qui se combinent d’ailleurs entre eux : par l’augmentation de la quantité de combustible injectée ; par l’accroissement du volume du cylindre ; par l’augmentation de la vitesse ; par la multiplicité des cylindres ; par la substitution du cycle à deux temps au cycle à quatre temps ; par l’emploi du double effet.

L’augmentation de la quantité de combustible injectée diminue le rendement thermique et ne doit pas être poussée trop loin ; déjà, avec le réglage habituel, l’ordonnée moyenne du diagramme (calculée en considérant le tour de l’arbre correspondant aux 2e et 3e temps du cycle) atteint la valeur remarquablement élevée de 7 à 8 kilogrammes par centimètre carré.

En ce qui concerne les dimensions maxima des cylindres, il est difficile de les fixer par des considérations théoriques. Il est probable qu’elles iront en augmentant de plus en plus, comme cela s’est produit pour les moteurs à gaz. Il semble qu’actuellement on ne dépasse guère le diamètre de 800 millimètres.

La détermination de la vitesse de marche ne dépend pas du moteur seul, car elle doit être appropriée aux appareils commandés, pour éviter les transmissions intermédiaires.

La multiplicité des cylindres est avantageuse au point de vue de la régularité du couple moteur et de l’équilibre des pièces à mouvement alternatif. On construit des moteurs à 4, à 6 et même à 8 cylindres.

Bien que donnant un rendement thermique un peu moins bon que le cycle à 4 temps, le cycle à 2 temps, qui double presque la puissance (on peut compter en moyenne sur une augmentation de puissance de 1 à 1,8), avec mêmes dimensions et même nombre de cylindres moteurs, est d’un emploi fréquent.

Quant au double effet, avec l’un ou l’autre cycle, il est encore d’un emploi restreint.

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Quelles sont les applications du moteur dont les dispositions principales viennent d’être rappelées ?

Lorsqu’il s’agit de moteurs fixes, c’est surtout le calcul du prix de revient de la puissance motrice, dans chaque cas particulier, qui permet de choisir logiquement tel ou tel système de moteur. Sauf dans les districts pétrolifères, le moteur Diesel ne paraît pas présenter d’avantage économique très marqué sur les moteurs à vapeur ou à gaz. Spécialement en France, les conditions sont peu favorables à son emploi, les pétroles bruts et les résidus de pétrole étant frappés d’un énorme droit de douane [3] de 9 francs par 100 kilogs au tarif minimum. Toutefois. l’emploi d’huiles de goudron ou de schiste permettrait d’en faire usage hors des régions où le pétrole s’obtient à bas prix. II est possible d’ailleurs que le manque de renseignements, la crainte des nouveautés, empêchent certains industriels d’examiner, pour une installation de force motrice, l’emploi éventuel d’un moteur Diesel.

Lorsque l’emplacement disponible est restreint, lorsque les conditions réglementaires rendent difficile l’installation de chaudières, le moteur Diesel peut être commode ; c’est ainsi qu’il existe dans les stations de force motrice de certains grands magasins d’Allemagne.

Une application extrêmement intéressante, où le prix de revient se complique de nombreux éléments négligeables pour les moteurs fixes, est celle du moteur Diesel à la navigation. Sur les navires, le poids et l’encombrement du moteur, y compris les approvisionnements qu’il emporte, sont capitaux. Le moteur Diesel, à puissance égale, ne consomme guère en poids que le quart de ce que demande une machine à vapeur [4].

Avec le même rayon d’action, un navire de commerce augmentera son fret utile, un navire de guerre, son artillerie ou ses cuirasses, ou bien les parcours possibles seront plus longs. Le moteur Diesel se prêle mieux que la machine à vapeur à des marches à puissances variables demandées par les marines militaires. Le combustible liquide est plus facile à embarquer et à arrimer que la houille. La réduction de la main-d’œuvre, résultant de la suppression des chaudières, a aussi de grands avantages sur mer.

L’application du moteur Diesel à la navigation exige, si l’on conserve la commande directe du propulseur, l’addition d’un changement de marche commode et à action rapide, et l’emploi d’une vitesse appropriée à celle que doit avoir le propulseur.

Le changement de marche est réalisé par l’emploi d’un second Jeu de cames, montées sur l’arbre de distribution, pour commander il volonté les diverses soupapes, et qu’on substitue aux cames de marche normale [5]. Avec le cycle à quatre temps, chaque jeu comporte quatre cames, pour l’admission, l’échappement, l’injection de pétrole et la soupape de démarrage. Le cycle à deux temps n’en comporte que trois, et même deux seulement, pour l’aiguille d’injection et la soupape de démarrage, si l’admission se fait comme l’échappement par les orifices du cylindre.

Pour la navigation, c’est le cycle à deux temps qui est employé surtout, à cause de la légèreté plus grande du moteur. La multiplicité des cylindres rend d’ailleurs très faciles le démarrage et le changement de marche.

Pour construire un moteur léger, il faut le faire tourner vite ; mais c’est un inconvénient pour le propulseur, commandé directement, dont le rendement diminue. On s’arrête à une vitesse intermédiaire, convenable à la rigueur et pour le moteur et pour l’hélice. Le même problème s’est d’ailleurs posé lors de la commande des hélices par des turbines à vapeur.

Une autre solution consiste à interposer entre le moteur et le propulseur des transmissions qui leur donnent des vitesses différentes, et qui peuvent aussi produire le changement de marche. Des transmissions par engrenages, hydrauliques, électriques (système Delproposto), résolvent le problème. Malgré la perfection de certains de ces mécanismes, il semble que la commande directe soit préférable. Si, d’ailleurs, quelque mécanisme de transmission venait à entrer dans la pratique, ce ne serait qu’une facilité de plus pour l’emploi du moteur Diesel.

Une application toute spéciale, fréquemment réalisée depuis quelques années, est celle du moteur Diesel aux sous-marins. Le moteur à combustion interne est, en effet, bien préférable, dans ces navires, à la machine à vapeur ; d’autre part, l’emploi de l’essence est beaucoup trop dangereux : on est donc conduit à faire usage de pétroles lourds, pour lesquels le moteur Diesel est parfaitement approprié.

En ce qui concerne les applications déjà faites pour la navigation ordinaire, on peut citer les suivantes :

Des navires servant au transport du pétrole, pour lesquels l’application est tout indiquée ; une douzaine de ces navires naviguent sur la Caspienne et le Volga ; le plus grand déplace 5.000 tonnes, et son moteur développe 1.000 à 1.200 chevaux. Un grand pétrolier, en construction en Allemagne, déplacera 15.000 tonnes, avec une puissance de 3.500 à 4.200 chevaux ;

Un certain nombre de navires de commerce et de paquebots, notamment en Russie sur le Volga. La Compagnie hambourgeoise américaine fait construire un navire de 9.000 tonnes avec puissance de 3.000 chevaux ;

Des bateaux de pêche, quelques yachts, sont également munis de moteurs Diesel ;

Quelques voiliers ont aussi. comme auxiliaires des moteurs Diesel : notamment La France, à cinq mâts, le plus grand voilier du monde, avec un déplacement de 11.000 tonnes, porte un moteur de 1.800 à 2.000 chevaux.

Ces applications assez nombreuses permettent déjà d’apprécier le fonctionnement pratique du nouveau moteur dans des circonstances variées et fournissent de précieux éléments pour des applications nouvelles. Il serait prématuré d’indiquer avec précision les dispositions à suivre pour chaque nature d’application ; c’est à la suite d’une pratique longue et étendue qu’on a pu arriver, pour la machine marine à vapeur, à des types classiques qu’on peut appliquer avec la plus grande certitude de bon fonctionnement.

Néanmoins, les résultats déjà atteints avec le moteur Diesel sont satisfaisants, et on peut prédire que les applications en seront prochainement nombreuses et importantes.

On peut indiquer les conditions suivantes d’emploi, pour la navigation, du moteur Diesel.

Les moteurs, du type à deux temps, ont plusieurs cylindres, souvent six. On peut, bien entendu, employer deux ou trois moteurs commandant chacun une hélice. Avec une puissance de 1.000 chevaux par cylindre, atteinte et même dépassée aujourd’hui, on pourrait installer une puissance de 18.000 chevaux, qui serait doublée par l’emploi du double effet.

Suivant une disposition souvent en usage pour les grandes machines marines à vapeur, on sépare des moteurs principaux les auxiliaires nécessaires à leur marche : les compresseurs d’air pour l’injection du pétrole et pour le démarrage sont actionnés par des moteurs spéciaux, également du système Diesel. Cette disposition est d’autant mieux justifiée que la consommation d’air pour le démarrage est très variable ; nulle pendant de longues périodes de marche, elle est relativement forte pendant les manœuvres.

Les grands navires comportent une quantité de moteurs auxiliaires, pour lesquels on a souvent employé la vapeur, malgré lès inconvénients des longues conduites. Il y a tendance à préférer les moteurs électriques : le moteur Diesel se prête parfaitement à la commande des génératrices d’électricité.

La comparaison de la machine à vapeur et du moteur Diesel, pour la propulsion des navires, peut se résumer comme il suit.

Le poids total de la machine à vapeur, avec ses chaudières remplies et ses accessoires, est de 140 à 200 kilogs par cheval indiqué ; il s’agit ici de la moyenne des navires de commerce ; pour la marine militaire, dont les navires marchent rarement à leur puissance totale, on est arrivé à des poids notablement moindres. Avec des moteurs Diesel, tournant à une vitesse modérée, ne dépassant pas 200 tours par minute, le poids total sera de 70 et 100 kilogs par cheval. Ainsi sur un bateau de charge, déplaçant 5.000 à 6.000 tonnes et portant un moteur de 1.500 chevaux, le poids de l’appareil moteur sera en moyenne de 200 tonnes avec la vapeur et de 125 avec le système Diesel. La consommation de la machine à vapeur sera. de 700 grammes de houille par cheval et par heure soit de 25 tonnes par jour. Le moteur Diesel ne dépensera que 180 grammes d’huile par cheval et par heure : on économise donc les trois quarts du poids de combustible emmagasiné dans les soutes.

Pour un voyage de vingt jours, il faudra 500 tonnes de houille contre 130 de pétrole. Le service du moteur Diesel, qui n’exige pas de chauffeurs et de soutiers comme la machine à vapeur, est moins coûteux. Si le prix de la tonne de pétrole ne dépasse pas quatre fois le prix de la tonne de houille, l’avantage économique du moteur Diesel est certain.

Comme ces conditions de prix sont déjà réalisées, l’extension de ce moteur peut être prédite presque à coup sûr. Dès que les types courants, pour les applications les plus ordinaires, seront bien établis et bien connus, de telle sorte que les armateurs n’aient aucune difficulté à les choisir, remploi du nouveau moteur s’imposera.

Le renouvellement des approvisionnements, même dans les ports les plus éloignés, ne présentera pas de difficultés dès que la demande sera un peu active ; de même qu’on trouve sur toutes les routes de l’essence pour automobiles, de même tous les ports auront un dépôt d’huile lourde.

On peut prévoir aussi, comme conséquence du succès des applications du moteur Diesel à la marine, que l’emploi des moteurs à gaz de gazogène sur les navires ne se développera pas. On a, en effet, proposé de remplacer les chaudières des navires par des gazogènes gazéifiant le combustible solide et alimentant des moteurs à gaz. Or, ces moteurs à gaz seraient à peu près l’équivalent des moteurs Diesel et pèseraient même probablement davantage. Resterait donc en plus le poids et l’encombrement des gazogènes, qui, s’ils réalisent une économie de combustible en poids par comparaison avec la machine à vapeur, exigent d’autre part des combustibles spéciaux assez coûteux.

Parmi les autres applications du moteur Diesel, on peut citer la construction toute récente de moteurs de très petite puissance (quelques chevaux seulement) tournant à grande vitesse (600 tours par minute) et destinés à remplacer les moteurs à essence. Spécialement pour la force motrice agricole, on sait quel intérêt s’attache, au point de vue de la sécurité, au remplacement des locomobiles à vapeur par les moteurs à combustion interne. D’autre part, l’emploi du pétrole lourd est préférable à celui de l’essence si facilement inflammable.

Une dernière application serait celle du moteur Diesel à la locomotive. Elle a été étudiée par l’ingénieur Diesel et par la maison Sulzer, qui en a même réalisé la construction. Mais aucun renseignement n’a encore été publié sur le fonctionnement de cette locomotive.

E. Sauvage, Professeur au Conservatoire national des Arts et Métiers et à l’École Nationale supérieure des Mines.


[1Theorie und Konstruktion eines rationnellen Wärmemotors. Traduit en anglais par Bryan Donkin en 1894.

[2Le mécanisme de commande de l’aiguille d’injection a été modifié de manière à permettre la variation de la quantité d’air injectée. Cette aiguille est commandée par un levier, soulevé par une came montée sur l’arbre de distribution. En déplaçant le point d’articulation de ce levier, on fait varier la durée de la période d’ouverture ; en outre, on peut modifier le moment où commence l’ouverture, de manière à donner une avance à l’allumage dans les moteurs rapides, et à éviter un retard quand la période d’injection est réduite.

[3Prix des huiles russes dans les ports de la Méditerranée, 6 francs les 100 kilogs.

[4Cette proposition parait en contradiction avec les consommations comparatives indiquées plus haut, où le rendement de la machine à vapeur était donné comme atteignant la moitié de celui du moteur Diesel, mais il s’agissait d’un rendement maximum réalisé dans des conditions très spéciales, que n’atteignent pas les machines marines. De plus, la consommation de houille pendant les périodes d’arrêt et de manœuvres est assez importante. En fait, les consommations réelles, en pratique courante, sont bien dans une proportion voisine de un à quatre.

[5D’autres dispositions équivalentes sont eu usage.

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