Salut à tous,
 
En voyant tous les moteurs à essence qui sont faits actuellement, et sachant que de plus en plus les constructeurs se tournent vers l'hybride, et essaient de fabriquer des moteurs plus économiques et plus fiables, il m'est venu une idée (je ne sais pas si ça existe déjà, mais j'ai jamais vu en tout cas).
Pourquoi de ne pas construire un moteur comme ceci:
 
 

 
 
Bon, c'est peut être infesable, je ne sais pas, mais voici le principe de fonctionnement.
 
 
 
Le cylindre fonctionne comme sur tous les moteurs thermiques, le piston fait des va et viens comme tous les moteurs 4 temps.  
Le mouvement du piston crée un champs magnétique qui va être récupéré par la bobine. Cette même bobine va alimenter le moteur électrique, directement connecté aux roues. Elle va également servir de "moteur" pour faire revenir le piston après chaque cycle d'explosion.
 
Avantages:  
 - rendement optimale tout le temps. Le mouvement du piston est assuré par un champs magnétique, fournit avec précision par la bobine. Chaque explosion va fournir un maximum d'energie, quel que soit le régime. En effet, on peut très bien imaginer qu'à régime faible, on face un cycle régime optimale + une pause.
 - Inertie quasiment nulle. Le piston est beaucoup plus légers que tout le système mécanique conventionnel, composé de bielles, villebrequin ....Le moteur va réagir quasi instantanément au changement de régime. On peut imaginer que dès que le conducteur lache l'accelerateur, le moteur se coupe pour se ralumer instatannément quand il réapuit sur l'accelerateur.
 - On supprime toute la transmission conventionnelle :  villebrequin + courroie + boite de vitesse + embrayage + transmission qui va vers les roues. Sachant que chaque intermédiaire fait perdre une part non négligeable de puissance et rajoute de l'inertie. Le moteur est donc beaucoup plus léger, plus réactif, et induit beaucoup moins de pertes. En partant du principe qu'une "dynamo" (ici en translation) et qu'un moteur électrique peuvent avoir un excelent rendement.
 - Prix de fabrication / entretient. On supprime plein de composants qui doivent résister à de fortes contraintes. Une fois l'effet "nouveauté" / "à la mode" passé, cela devrait couter moins chère.
 
Inconvenient:
 - nécessite surement beaucoup d'electronique.
 - J'imagine qu'il faut faire pas mal de recherche pour arriver à un truc pas trop mauvais. Comment régler la bobine? Comment bien huiler tout ça? Stockage batterie + condensateur à la sortie du moteur ?
 
 
De toute manière, avec la technologie hybride, on vient peu à peu à un système : thermique vers electrique. Pourquoi ne pas supprimer alors un maximum d'intermediaires, et récuperer l'electricité à la source, c'est à dire dans le cylindre.
 
 
Vous en pensez quoi?

Tu oublies qu'on ne crée pas d'énergie à partir de rien.
Toute énergie que tu retireras du piston, sera retirée à la propulsion du véhicule et donc on consommera plus pour rouler à la même vitesse, autant réduire les limite de vitesse de 5km/h le résultat sera le même.
De plus la qté d'énergie "électromagnétique" produite par le piston est ridicule (en admettant que ça marche).
Ta modification (les bobinages en cuivre c'est lourd) sur le moteur et le reste entraine un surpoids --> surconsommation.
 
Le seul truc viable est d'améliorer le rendement du moteur (40% env aujourd'hui). Sauf que par nature c'est un moteur à explosion, donc qui génére énormément de chaleur qui est irrémédiablement perdue sauf en hiver pour se chauffer dans l'habitacle.
On parle de moteur de voiture, on devrait plutot parler de radiateur.

Je crois surtout que le champ magnetique créé par le mouvement du piston est au mieux inutilisable, au pire inexistant...

Quand bien même, la récupérer reviendrait à ralentir le piston donc à augmenter la conso....

Ce moteur dit "à piston libre" existe déjà et fait l'objet de nombreux brevets .
Il ne fonctionne pas tout à fait comme tu le décris. Le mouvement du piston est assuré par l'explosion du mélange gazeux comme dans un moteur classique (il y a une paire de soupapes à chaque extrémité du cylindre ,pour un fonctionnement à double effet).Le piston constitue le "rotor " d'un moteur linéaire dont la bobine fixe constitue le stator .On récupère l'énergie sous forme électrique aux bornes de cette bobine ,comme pour un alternateur classique .L'intérêt est de réduire le nombre de pièces mobiles et ce système est utilisé pour des groupes électrogènes . Le rendement est comparable à celui d'un système moto générateur classique .

 
On peut générer du courant éléctrique à partir d'un mouvement de rotation, comme d'un mouvement de translation. Hors ici, il y a translation, la partie fixe étant le cylindre et la partie mobile est le piston. on peut donc retirer toute l'energie de "l'explosion", comme on le fait dans un moteur hybride, mais ici on eleve les intermédiaires qui rajoutent des pertes, alourdissent le système ... On récupère l'energie à la source.
 

 
Oui, et je dirais même que ralentir le piston c'est le but de la manoeuvre !      Vu qu'on veut récupérer l'energie de l'explosion avec la bobine. Et comme on perd très peu, en transformant une energie cynétique en énérgie electrique, la conso, au contraire va diminuer selon moi.
 
 
Merci robert64 pour ta réponse. Je vais faire un tour sur wikipédia, pour approfondir cette histoire de moteur à piston libre.    

Si tu veux vraiment approfondir va plutot voir du côté IEEE transactions et aussi à l'IEMDC et l'ICEM . De mémoire ,il existe deux variantes : une dérivée du moteur à explosions(combustion interne) et une à combustion externe (Stirling)
Nota : il existe des systèmes utilisant le même principe ,mais bien sûr sans explosion ,qui ont été développés pour récupérer l'énergie des vagues : il suffit de remplacer le piston par un flotteur  

J'étais sûre que ce genre de trucs pourraient êtres efficaces   . Ne penses tu pas que cela pourrais apporter beaucoup dans le domaine automobile ?

Un tel système n'a un intérêt que s'il permet de supprimer complètement tout le système embiellage et transmission de la voiture . Dans ce cas ,on se retrouve avec une transmission électrique dans laquelle l'électricité produite sert à alimenter des moteurs électriques de propulsion.Une telle architecture ,dite "hybride série" est malheureusement peu performante en termes de rendement puisque l'énergie est convertie deux fois ,avec chaque fois une perte de rendement :conversion mécanique/électrique,puis électrique/mécanique .Les architectures les plus performantes sont les hybrides parallèles dans lesquelles on conserve la transmission mécanique classique ,malgré tous les inconvénients qu'elle présente avec une aide d'un moto/générateur auxiliaire,associé à un organe de stockage d'énergie .C'est moins élégant ,mais plus efficace.La Prius de Toyota est un bon exemple.
A long termes ,les piles à combustible vont changer un peu la donne et permettre des rendements de l'ordre de 50% ,mais c'est malheureusement un peu éloigné (industriellement parlant)

 
Comme l'a dit robert chaque transformation de forme d'énergie induit des pertes.
Donc bruler de l'essence, pour faire de l'électricité, pour faire avancer la voiture c'est tout simplement idiot.
Autant bruler de l'essence pour faire avancer la voiture tout court.
La transformation effectuée par l'alternateur n'a de sens que pour alimenter les appareils électriques embarqués (phares, clim, auto radio, électronique embarquée...).
Récupérer de l'énergie mécanique en permanence, pour en faire de l'électricité, puis retransformer cette électricité en motricité mécanique n'a aucun intérêt. Le bilan final est encore plus mauvais.
La prius dispose d'un vrai moteur électrique (en sus du thermique), ce qui limite grandement les pertes (rendement 70%).
 
Tu peux continuer à creuser si tu veux, mais le résultat final qui ne dépend que de règles physiques simples est connu.... c'est inutile.

Il n'y a plus trop de secret au niveau économie d'énergie, vue ce qu'on maitrise actuellement, la voie royale est la récupértion de l' énergie cinétique, on maitrise de mieux en mieux le stockage de l'électricité, puissance de charge, de décharge, stabilité des perf dans le temps, sécurité (le domaine est en pleine bouillonement, voir perfs des lipos qui évoluent au même rythme que celles des cpu il y a 10 ans), en caricaturant, ça permet d'assister l'accélération aprés un freinage et ça divise par 2 la conso en ville, pour ce qui est de l'autoroute c'est pas gagné pour l'instant on dirait... Mais on ne sait jamais, vu le monde qui se creuse la cervelle sur le sujet ça pourrait arriver d'un instant à l'autre...

Merci pour vos réponse, est ce que quelq'un aurait un graphique de voiture récente avec la puissance au villebrequin et la puissance à la roue?
 
Je suis bien currieux de savoir quels sont les pertes dûes à la transmission sur une tuture.

Je n'ai pas de graphique ,mais tu peux compter un bon 5% de pertes juste pour la boîte à vitesse .Ensuite ,tu peux encore ajouter 2 à 3 % pour le différentiel .

 
C'est clair, avec en + les pertes bielles / villebrequin + perte courois + alimentation de tous les trucs alimentés par la courroie qui doivent avoir un rendement pas terrible (car ils doivent aussi bien fonctionner à 1000tr qu'à 6000 tr) ...
 
Je dirais qu'en tout, il y a entre 15 et 20% de pertes entre le piston et la roue (sans compter les pertes de la roue qui vont être inévitables).
 
Je sais que certains moteurs à courant alternatif synchrones on un rendement superieur à 95%. Pour arriver à jeu égale avec les voitures actuelles, il faudrait trouver une "dynamo" qui récupère 85% de l'énergie mécanique fournie par le piston. Est ce que c'est vraiment impossible?
 
Une fois arrivée à arme égale avec le système actuelle au niveau rendement, vous me direz: "mais ça sert à rien de se prendre le choux, on a le même résultat qu'aujourd'hui".  
 
Sauf que:
 - on fait ce qu'on veut avec de l'electricité, et sans gaspillage. On peut dans une certaine mesure la stocker. La climatisation, pompes à eau, injection eletrique ont un très bon rendement.  
 - Inertie quasiment nulle. Le piston est beaucoup plus légers que tout le système mécanique conventionnel, composé de bielles, villebrequin ....Le moteur va réagir quasi instantanément au changement de régime.  
 - On supprime toute la transmission conventionnelle.  Le moteur est donc beaucoup plus léger, plus réactif. La voiture aussi est beaucoup plus légère, avec un compartiement moteur plus compact.
 - Prix de fabrication / entretient. On supprime plein de composants qui doivent résister à de fortes contraintes. Une fois l'effet "nouveauté" / "à la mode" passé, cela devrait couter moins chère.
 
 
 
La voiture va donc être aussi bonne que celles actuelles dans un trajet sur autoroute à vitesse constante (un poile meilleure car plus légère). Par contre les trajets en ville seront très économiques, la climatisation, qui est un grouffre énergétique actuellement, va être plus raisonnable.
Le moteur hybride combine les mêmes avantages, mais il s'agit d'un moteur conventionnel auquel on rajoute des trucs par dessus. Il est donc plus complexe, plus lourd, plus chère. Alors qu'avec un moteur à pistons libres, au contraire on simplifie les choses.

 
Si tu as vraiment du temps à perdre cherche à "puissance SAE"
 
 

C'est vrai en théorie. En pratique,c'est moins évident.Dans une transmission électrique ,tu convertis l'énergie deux fois: mécanique/électrique,puis électrique/mécanique .Si tu veux un rendement de transmission de 85% ,il faut que chaque conversion ait un rendement de 92%.Chaque machine électrique sera nécessairement associée à un onduleur qui aura environ 3% de pertes ,ce qui implique que chaque machine ait un rendement de 95%.On sait parfaitement faire de telles machines en technologie synchrone à aimants, mais les exigences de l'automobile ,en termes de compacité et de coût sont justement obtenues en sacrifiant le rendement ! Pour te donner un exemple,un alternateur de voiture standard a un rendement de l'ordre de 50% . Dur !

lol, ya du boulot !
 
Au faite tu fais quoi dans la vie Robert64 ? Tu travailles dans l'automobile?  

Non . Je joue au train électrique .  
Grandeur nature !