Technologie/Moteurs thermiques/Moteur Diesel

Portrait de Rudolf Diesel

Rudolf Christian Karl Diesel (18 mars 1858 - 30 septembre 1913) est l'inventeur du moteur à combustion interne qui porte son nom, moteur conçu, non pas pour tourner avec du gazole, mais pour fonctionner avec des huiles végétales. D'ailleurs, Diesel nomma initialement ce moteur, le « moteur à l'huile lourde ».

Les inventions de Diesel ont trois points communs : elles portent sur le transfert de chaleur par des procédés physiques naturels ou des lois, sont empreintes d'une forte marque créatrice de conception mécanique, et elles ont d'abord été motivées pour un besoin sociologique. Le moteur Diesel fut conçu à l'origine comme une installation facilement adaptable aux coûts d'utilisation des combustibles disponibles localement, afin de permettre aux artisans indépendants de mieux supporter la concurrence des grandes industries, à cette époque pratiquement monopolisées par la principale source d'énergie : le charbon, le carburant du moteur à vapeur.

Il étudie en génie mécanique à la Maschinenfabrik Gebrüder Sulzer à Winterthour, en Suisse. Diesel est ainsi diplômé avec les plus hautes distinctions de son maître d'étude de Munich en janvier 1880, et revient à Paris, où il aide son ancien professeur Carl von Linde à la conception et la construction d'un moyen moderne de réfrigération.

Carrière et recherches

N’étant pas autorisé à utiliser les brevets développés avec von Linde, Diesel cherche à développer de nouvelles idées dans un domaine extérieur à celui de la réfrigération. Il se tourne tout d'abord vers la vapeur : ses recherches sur l'efficacité énergétique l'amènent à construire une machine à vapeur au moyen de vapeurs d'ammoniac. Lors d'essais, cette machine explose, provoquant des blessures et de nombreux mois d'hôpital, des problèmes de santé et de vision.

Il commence également à concevoir un moteur fondé sur le cycle de Carnot et en 1893, peu après que Gottlieb Daimler et Karl Benz ont inventé l'automobile en 1887, Diesel publie un traité intitulé ''Theorie und Konstruktion eines rationellen Wärmemotors zum Ersatz der Dampfmaschinen und der heute bekannten Verbrennungsmotoren (De la théorie et de la construction rationnelle d'un moteur thermique pour remplacer la machine à vapeur et moteurs à combustion connus aujourd'hui) qui est la base de son travail sur l'invention du moteur Diesel.

Motoriste

Brevet de 1893

Plaque commémorative en l'honneur de Rudolf Diesel

Durant la dernière décennie du XIX^e siècle, il développe l'idée d'un moteur à allumage par compression. Il reçoit un brevet pour ce procédé le 23 février 1893. De 1893 à 1897, Rudolf Diesel est financé conjointement par Heinrich von Buz, directeur de l'usine MAN à Augsbourg et l'industriel Alfred Krupp pour la réalisation de son moteur. Au début de 1897 il construit un prototype fonctionnel, qui deviendra le « moteur Diesel ». Son brevet est déposé sous le nom de « moteur à huile lourde », car c'est avec ce produit, alors très bon marché par rapport à l'essence, qu'il fonctionne. Les huiles lourdes sont des résidus de la distillation du pétrole brut après extraction des produits utilisés à l'époque : un tout petit peu d'essence, beaucoup de pétrole lampant et de produits de graissage (huiles et graisses).

Le premier moteur commercialisé, présenté en 1900 à l'Exposition universelle de Paris, a une cylindrée de 1 960 cm3 tournant à 172 tr/min, et développe une puissance de 14,7 kW. Malgré son système d'injection par pompe à air, ce moteur a un rendement assez intéressant : CSE (consommation spécifique) de 335 g/kWh (à titre d'exemple, les poids-lourds les plus récents ont une CSE entre 250 et 200 g/kWh). Le Français Lucien-Eugène Inchauspé (1867-1930), en 1924, invente la pompe à injection et en fait un moteur performant. Et la production par Robert Bosch permet un développement rapide de ces moteurs.

Le faible coût du combustible de ce moteur le rendit économiquement intéressant pour la propulsion navale. En juin 1897 avait été créée, avec son siège à Bar-le-Duc (Meuse), la Société française des moteurs Diesel à combustion interne, au capital de 1 200 000 francs, dont la moitié des parts sociales attribuées à Rudolph Diesel rémunèrent ses apports en industrie.

Il déclare que « le moteur Diesel peut être alimenté avec des huiles végétales et sera en mesure de contribuer fortement au développement de l'agriculture des pays qui l'utiliseront » et prédit que « l'utilisation d'huiles végétales comme combustible liquide pour moteurs peut sembler insignifiante aujourd'hui », mais que « ces huiles deviendront bientôt aussi importantes que le pétrole et le goudron de charbon ».