Ce document a pour objectif de vous aider à réaliser votre mémoire de recherche, en vous donnant les principaux conseils pratiques et en vous rappelant les règles formelles à respecter. En revanche, il n’a pas pour ambition de fournir une méthode « clé en main » : celle-ci dépend de votre sujet et de l’articulation originale que vous devez faire entre construction de l’objet, élaboration des hypothèses, élaboration et validation de la problématique, mise en place d’un protocole méthodologique et écriture. Le travail construit avec votre directeur de mémoire doit constituer une étape importante dans cette élaboration.



CONTEXTE

Les dispositifs ou systèmes utilisés pour produire une puissance nette sont souvent appelés moteurs, et les cycles thermodynamiques sur lesquels ils fonctionnent sont appelés cycles de puissance. Les cycles thermodynamiques peuvent être catégorisés d'une autre manière encore : cycles fermés et ouverts. Dans les cycles fermés, le fluide de travail est ramené à l'état initial à la fin du cycle et est remis en circulation. Dans les cycles ouverts, le fluide de travail est renouvelé à la fin de chaque cycle au lieu d'être remis en circulation. Dans les moteurs automobiles, les gaz de combustion sont évacués et remplacés par un mélange air-carburant frais à la fin de chaque cycle. Le moteur fonctionne selon un cycle mécanique, mais le fluide de travail n'effectue pas un cycle thermodynamique complet.

Les moteurs thermiques sont classés en moteurs à combustion interne et moteurs à combustion externe, selon la manière dont la chaleur est fournie au fluide de travail. Dans les moteurs à combustion externe (tels que les centrales à vapeur), la chaleur est fournie au fluide de travail à partir d'une source externe telle qu'un four, un puits géothermique, un réacteur nucléaire ou même le soleil. Dans les moteurs à combustion interne (tels que les moteurs automobiles), la chaleur est fournie par la combustion du carburant à l'intérieur des limites du système. Malgré sa simplicité, le moteur alternatif (essentiellement un dispositif à piston-cylindre) est l'une des rares inventions qui s'est avérée très polyvalente et dont les applications sont très nombreuses. Il est le moteur de la grande majorité des automobiles, des camions, des avions légers, des navires et des générateurs d'électricité, ainsi que de nombreux autres appareils. Dans ce polycopié, différents cycles de production de travail sont analysés en fonction de certaines hypothèses simplificatrices.

OBJECTIFS

Ce cours est destiné à être utilisé comme manuel par les étudiants de deuxième année Master, et comme ouvrage de référence pour les ingénieurs en exercice. Les objectifs de ce cours sont les suivants

- Couvrir les principes de base de la thermodynamique.

- Présenter une multitude d'exemples réels d'ingénierie pour donner aux étudiants une idée de la façon dont la thermodynamique du cycle moteur est utilisée.

Nous espérons que ce cours, grâce à ses explications des concepts et à l'utilisation de nombreux exemples et figures pratiques, permettra aux étudiants d'acquérir une compréhension intuitive de  ce module.

Ce cours est divisé en cinq chapitres suivi des exercices et la solution d’exercices. Le contenu du premier chapitre concerne  les nouvelles techniques et amélioration du rendement des moteurs. Dans ce chapitre en présente les solutions techniques apportées aux moteurs qui permettent de réduire la cylindrée en conservant une puissance suffisante aux besoins du véhicule. On y rappelle  une brève histoire sur les moteurs à combustion interne. En fin un détaille sur les cycles thermodynamique.

Le deuxième chapitre présente  les Techniques d'injection d'essence. On y rappelle  les facteurs  qui pilotent le développement des systèmes d’injection : puissance, consommation et pollution. La quantité de combustible, et donc la puissance fournie par le moteur.

 La suralimentation des MCI par turbocompresseur et le principe du turbo qui favorisant ainsi la puissance en constituent le troisième chapitre. Des exercices sont proposés à la fin de ce chapitre.

Le quatrième chapitre  présente  la modélisation de la combustion dans les moteurs thermiques.  Différents types de modèles mathématiques permettent de simuler le fonctionnement des moteurs à combustion interne, qu’ils soient à allumage commandé ou à allumage par compression sont présentés. Plusieurs exercices d’applications son proposée à la fin de ce chapitre.

On complète ce cours par le cinquième chapitre, qui est concerné à l’émission de polluant. À la fin une  annexe contient des tableaux très utiles dans les applications.

 

 


La Maintenance recours à une information basée sur l’expérience pour prédire les performances futures. Elles sont formalisées en une discipline systématique qui se base sur une évaluation technique complète des événements survenus pendant les phases expérimentales ou d’exploitation. Les méthodes de maintenance apportent, à la conception de produit, des méthodes et des informations qui permettent de faire mieux qu’avant et surtout, de prévoir le comportement futur d’un matériel nouveau.

Objectifs de l’enseignement

• Comprendre les processus physiques et chimiques se déroulant lors de la combustion et du transvasement dans les moteurs à combustion interne. Comprendre la réaction d'un moteur donné lors du changement de l'un de ses paramètres à l’aide de la modélisation.

• Bâtir un modèle de moteur à combustion interne. Optimiser le dimensionnement et les réglages d’un moteur sous contrainte de rendement, puissance, émissions polluantes à l’aide d’un modèle de moteur.