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RÉSUMÉ
Le principe de la suralimentation pour les moteurs alternatifs consiste à augmenter la quantité d'air introduite dans la chambre de combustion par élévation de la masse volumique de l'air à l'admission. Le but est d'augmenter la puissance spécifique (puissance par litre de cylindrée moteur) et également les puissances volumique et massique (puissance par décimètre cube ou kilogramme de moteur). Pour cela, une compression préalable est effectuée avant l'introduction de l'air dans la chambre de combustion. Parmi les différents procédés existants, la suralimentation volumétrique est caractérisée par l'utilisation d'une machine volumétrique (ou pompe à air) entraînée mécaniquement par le moteur, dont le débit-volume théorique aspiré est proportionnel au régime (débit-volume aspiré par tour constant).
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Marc SOLER : Titulaire du DEA « Conversion de l'énergie » de l'université Paris VI – option Thermique moteur - Responsable avant-projets moteur – PSA – direction Recherche et ingénierie avancée
INTRODUCTION
Le principe de la suralimentation pour les moteurs alternatifs consiste à augmenter la quantité d'air introduite dans la chambre de combustion par élévation de la masse volumique de l'air à l'admission dans le but d'augmenter la puissance spécifique (puissance par litre de cylindrée moteur) et également les puissances volumique et massique (puissance par décimètre cube ou kilogramme de moteur).
Pour cela, une compression préalable est effectuée avant l'introduction de l'air dans la chambre de combustion.
Parmi les différents procédés existants, la suralimentation volumétrique est caractérisée par l'utilisation d'une machine volumétrique (ou pompe à air) entraînée mécaniquement par le moteur, dont le débit-volume théorique aspiré est proportionnel au régime (débit-volume aspiré par tour constant).
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1. Histoire et évolutions de la suralimentation par compresseur
C'est au début du siècle dernier que sont apparues les premières solutions de suralimentation par compresseur, avec notamment le dépôt de brevets sur le compresseur à spirales en 1905 par le français L. Creux.
La technique de suralimentation volumétrique fut tout d'abord utilisée pour des moteurs d'avion afin de compenser la perte de puissance en altitude due à la diminution de la pression atmosphérique. Dès 1908, Renault présente deux moteurs V8, suivi la même année par Chadwick et en 1912 par Hispano-Suiza.
En 1921 apparaît la première application automobile sous la marque Daimler mais c'est Fiat qui retira les premiers bénéfices de cette technologie en devenant, en 1923, le premier constructeur à remporter un Grand Prix avec la Fiat 804-405 lors du Grand Prix d'Europe à Monza avec Carlo Salamano. Celle-ci était équipée d'un moteur 2 litres à compresseur Roots. L'histoire du sport automobile aura surtout retenu l'Alfa P2 (figure 1) qui apparaît en Grand Prix en 1924 et écrase la concurrence grâce à son 8 cylindres en ligne de 2 litres compressé (compresseur Roots) à double carburateur qui lui permet de remporter en 1925 le premier championnat du monde des marques et de signer jusqu'à son retrait définitif en 1930 quinze victoires majeures.
C'est alors une grande révolution dans le monde de la course et le début de l'ère du compresseur. Dès 1926, l'emploi des compresseurs dans la compétition automobile se généralise : Alfa Romeo, Auto-Union, Bentley, Bugatti, Delage, Maserati, Mercedes-Benz, etc. Les plus grands constructeurs de l'époque se doivent d'adopter la technologie pour être compétitifs car la suralimentation permet d'atteindre des niveaux de puissance jusque-là inconnus. C'est dans cette période que le compresseur vécut ses heures de gloire dans le sport automobile. De 1920 à 1950, la suralimentation volumétrique est appliquée sur les moteurs d'avion, sur les voitures de course, les voitures de tourisme de prestige, les moteurs deux temps, les moteurs Diesel industriels.
À partir du milieu du siècle dernier, la suralimentation volumétrique disparaît progressivement de toutes les applications automobiles sportives et non sportives. Pour la première catégorie, la cause principale revient aux règlements sportifs qui deviennent de plus en plus défavorables à la suralimentation volumétrique avec...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - TAYLOR (C.F.) - The internal combustion engine in theory and practice (Théorie et pratique du moteur à combustion interne). - The MIT Press-Cambridge-Massachusetts, vol. 1, chap. 10.
-
(2) - KLING (R.) - Thermodynamique générale et applications. - Éd. Technip, Paris.
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(3) - UTHOFF (L.H.) - Supercharger versus turbocharger in vehicle applications (Suralimentation volumétrique et turbosuralimentation dans les applications véhicules). - SAE, no 870704.
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(4) - KIYOTA (Y.) - Development of supercharged V 6 engine (Développement d'un moteur V 6 à suralimentation volumétrique). - JSAE Review, vol. 10, no 1, janv. 1989.
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(5) - CAUSSIN (J.L.) - Compresseur volumétrique Roots à rapport d'entraînement variable réalisé en matériaux composites. - SAE, no 870732.
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