Moteurs non conventionnels - Moteurs thermiques à combustion interne

Le moteur à combustion interne constitue depuis l’époque de la révolution industrielle un domaine privilégié de réflexion de la part de nombreux inventeurs passionnés et l’expérience montre que cette effervescence ne se dément pas au cours du temps.

Au cours des années 1900, nombre de constructeurs de moteurs et de véhicules automobiles ont fait la gloire de l’industrie française. La France fut l’une des nations pionnières de l’automobile grâce à de célèbres marques telles que de De Dion-Bouton, Panhard-Levassor, Delahaye, Peugeot, Chenard et Walcker ou Renault (fondées au XIX^e siècle) et plus tard de Citroën, Voisin, Bugatti, Delage ou Simca fondées au XX^e siècle. L’industrie automobile occupait alors le premier rang des industries mécaniques en France et elle jouait un rôle essentiel au sein de l’économie française du fait de la demande en matières premières, du nombre d’ouvriers employés, du montant de son chiffre d’affaires ainsi que par la place tenue dans la balance commerciale.

En 2024, l'industrie automobile française joue toujours un rôle majeur parmi les industries automobiles au monde. Cependant, en raison d’une concurrence féroce entre les constructeurs et des incessants regroupements et restructurations des différents groupes automobiles, l’industrie automobile française n’occupe plus qu’un rang, certes toujours significatif, mais plus modeste de la production automobile mondiale.

Les groupes les plus importants de l'industrie automobile française, eux-mêmes en restructuration fréquente, sont en 2024 le Groupe Renault-Nissan-Mitsubishi et le Groupe PSA intégré depuis 2021 dans Stellantis qui regroupe à lui seul une quinzaine de marques distinctes. Quant aux moteurs industriels de propulsion marine et de centrales électriques, il n’existe plus, à notre connaissance, de constructeurs français qui sont tous passés sous pavillon étranger depuis les années 1990.

Le moteur à pistons rotatifs Wankel qui constitue un exemple célèbre de réalisation innovante a atteint le stade de développement industriel bien qu’il n’ait pas connu le succès commercial escompté.

On observe que si le constructeur japonais Mazda n'a pas été le seul constructeur à commercialiser des voitures équipées de moteurs rotatifs, c'est probablement la seule marque en 2024 qui demeure intimement liée à cette technologie innovante. Elle maintient son offre en matière de pistons rotatifs sous la forme d’un original prolongateur d’autonomie sur un véhicule hybride électrique rechargeable, technologie mi-électrique, mi-thermique qui est elle-même menacée par la Commission Européenne.

L’objectif de cet article est de retracer et de s’inspirer en 2024 de la fantastique diversité et de l’ingéniosité créatrice des industriels de l’époque relative aux moteurs thermiques qui ont marqué l’histoire technologique au cours du temps depuis deux cents ans. Le lecteur se rapprochera utilement du musée des Arts et Métiers du Cnam à Paris, qui est le dépositaire séculaire des objets scientifiques et techniques. Le musée des Arts et Métiers s’illustre par ses collections uniques dédiées entre autres à l’énergie, la mécanique et aux transports au cours du temps.

Si nombre de ces réalisations semble désormais obsolète, on redécouvre toutefois les vertus de certains concepts anciens qui réapparaissent à l’horizon 2030 dans la palette des nouvelles motorisations thermiques. Le moteur à pistons opposés et le moteur Wankel sont deux exemples de pleine actualité parmi d’autres dans le contexte énergétique décarboné qui caractérise le XXI^e siècle.

On souligne que le moteur 2 temps léger reste lui aussi largement utilisé dans les domaines des faibles puissances. Par rapport à son homologue 4 temps, sa fréquence de combustion double présente des avantages inhérents de poids, de compacité et de puissance spécifique. Sa présence est également majoritaire à l’autre extrémité du spectre de la gamme des moteurs thermiques lourds et notamment des gros moteurs 2 temps marins.

Enfin, l’incontournable alliance du thermique et de l’électrique associée à une palette de carburants de substitution aux hydrocarbures dont la biomasse, le dihydrogène et les e-carburants sont sous le feu de l’actualité de ce XXI^e siècle.

Le lecteur trouvera en fin d’article un glossaire des termes utilisés.