Moteur rotatif

Un moteur rotatif est un moteur à explosion tournant autour de son vilebrequin qui reste fixe. Ce type de moteur était particulièrement courant au début de l'aviation (dans les années 1910) lorsque le rapport puissance/poids était le critère principal devant la consommation et la fiabilité.

Il est courant d'appeler abusivement moteurs rotatifs les moteurs à piston rotatif tels que le Moteur Wankel ou Quasiturbine.

Historique

Plusieurs précurseurs ont particulièrement tôt tenté l'aventure du moteur rotatif dont le 3 cylindres de Stephen Balzer dans un quadricycle de 1894 et le 5 cylindres de Félix Millet sur sa motocyclette de 1897.

Le constructeur le plus connu est Gnome et Rhône qui équipa les avions des pionniers de l'aviation avant d'être fabriqué en particulièrement grande série (plusieurs dizaines de milliers avec les fabrications sous licence) pour apporter les avions de combat de la Première Guerre mondiale. A aussi produit des moteurs rotatifs en quantité (environ 30 000) la société Clerget-Blin, principal concurrent de Gnome et Rhône. Ironie du sort, la société allemande Oberursel fabriqua en grande quantité les moteurs Gnome et Rhône sous licence.

Bentley reprit et perfectionna les moteurs Clerget pour ses moteurs B. R. 1 et B. R. 2; de même Siemens-Halske peaufina les modèles Oberursel avec un train d'engrenage, réducteur de vitesse et faisant tourner l'hélice en sens inverse du moteur, par conséquent diminuant l'effet de couple

Le prix de ces moteurs fluctue entre 12 000 FRF et 25 000 FRF de l'époque soit l'équivalent de 25 000 à 55 000€.

Cette technologie est rapidement abandonnée après la Première Guerre mondiale.

Technique

Ces moteurs sont toujours en étoile (5 à 11 cylindres) avec quelques essais peu convaincants de moteur à double étoile. D'une cylindrée de 9 à 15 L, ils développent entre 50 et 140 ch. Le taux de compression est faible, aux alentours de 5 à 1. Dans les années 1910, leur poids est la moitié de ceux des moteurs conventionnels (par exemple 140 kg pour un 110 ch). Les ultimes développements seront des 9 cylindres de 150 ch, puis de 11 cylindres qui atteindront 200 ch (pour 23 L de cylindrée)

Suivant les constructeurs, ils auront des soupapes :

• automatiques, commandées par la pression, sur les premiers moteurs Gnome ;
• l'une commandé par came et poussoir, l'autre automatique par la pression, sur les moteurs Gnome «monosoupape» ;
• commandées classiquement par came, poussoir et renvoi, sur les moteurs Le Rhône et Clerget.

Avantages et inconvénients

Le principal avantage de ce type de moteur est son faible poids, en partie dû à deux facteurs :

• un excellent refroidissement du fait du brassage de l'air par les cylindres qui sert à diminuer le poids des ailettes,
• la masse en mouvement qui est suffisante pour rendre inutile le volant moteur.

De plus le principe d'admission sert à se passer de carburateur.

Les inconvénients sont nombreux mais étaient négligés au cours de la guerre :

• le rendement est faible, conséquence du mauvais contrôle du mélange air-essence et de l'admission ;
• un fort effet de couple dû à la forte masse en rotation, particulièrement sensible sur des avions légers comme ceux des débuts de l'aviation ;
  • tout changement d'attitude se traduit par une force de précession (résultant de l'effet gyroscopique ou force de Coriolis) énorme (voir l'article sur le Sopwith Camel)  ;
  • pour une hélice dextrogyre, l'avion se cabre quand on veut tourner à gauche (ou pique lorsque on tourne à droite), et tourne à gauche quand on pique (ou tourne à droite quand on cabre)  ;
• la lubrification est un cauchemar qui est résolu par un circuit d'huile ouvert. Pour 5 L de carburant, 1 L d'huile qui est éjectée en tête de cylindre d'où l'obligation d'un capot supérieur pour sauvegarder la visibilité du pilote ;
• l'absence de réglage de puissance (pas d'accélérateur) obligeait à un fonctionnement en tout ou rien : atterrissage moteur coupé obligatoire. Des palliatifs seront trouvés, entre autres en agissant sur l'allumage pour ne faire fonctionner que 3 ou 6 des 9 cylindres ;
• la maintenance est délicate.

Principaux avions équipés de moteurs rotatifs

• Blériot XI (Le Rhône 7A)
• Caudron G3 (Le Rhône 7C)
• Morane-Saulnier E/F (Le Rhône 7C)
• Nieuport 10 B, Nieuport 11 (Le Rhône 9C) et Nieuport 17 (Le Rhône 9J
• Spad C2 (Le Rhône 9C)
• Sopwith Camel (Clerget 9B, Le Rhône 9C), Strutter, Pup et 2F. 1 (Bristol B. R. 1)
• Fokker E. III (Oberursel U1), E. IV (Oberursel U3), Dr1 (Oberursel)
• Sikorsky S. 16 (Gnome), S. 20 (Le Rhône)
• Siemens-Schuckert D. IV (Siemens-Halske SH-III)

Galerie d'images

Gnome Delta 9 cylindres	Gnome et Rhône 9N - 150 ch	Oberursel UR-II	Une autre photo de l'UR-2
"Monosoupape" 14 cylindres en double étoile	Bentley BR2	Aircraft engine Siemens-Halske Sh 14 A. jpg Siemens-Halske SH 14A

Utilisations hors aéronautique

Il y eut quelques essais d'utilisation sur des motocyclettes comme celle de Félix Millet équipée d'un moteur rotatif dans la roue arrière ou la Megola dans la roue avant, sans succès durable.

Liens externes

• Tout sur Le Rhône 9C par Gérard Hartman du Conservatoire Aéronautique d'Aquitaine
• Les moteurs Clerget
• Le moteur Clerget 9B et un plan en coupe particulièrement détaillé [1]
• (en) Le quadricycle de S. Balzer au Smithsonian Collection

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