Quelques réfléxions sur les petits moteurs marins : 1ère partie

QUELQUES BEPLEXIOHS SUR LES PETITS MOTEDBS MARIHS
/lère Partie/
Par
Arthur N. Swinfield
Dans son article, l'auteur, un architecte naval, passe en revue
les types de moteurs marins qu'on trouve sur le marché, ainsi
que leurs avantages et leurs inconvénients
Souvent, lorsque le choix d'un moteur destiné à équiper un bateau
est mentionné au cours d'une discussion, toutes sortes d'arguments sont avancés
pour ou contre une marque ou un modèle et très souvent ce sont les préjugés plutôt que l'expérience qui emportent la décision. Cependant, si l'on raisonne logiquement, ce choix devient beaucoup plus simple.
Essence ou Diesel
La première de toutes les questions est:
sence ou du type Diesel ?
le moteur sera-t-il a es-
Le moteur à essence
a tenu la première place
dans beaucoup d'applications à la mer et la tient
encore. Pour la plaisance
et les utilisations intermittentes, il est difficile de
comparer un bon moteur marin
à essence avec un moteur marin diesel, surtout en ce
qui concerne les prix.
On notera que je parle
d'un moteur marin. En effet,
convenablement dessiné et
bien réalisé, il a beaucoup
de caractéristiques qui le
placent dans une catégorie
toute différente du moteur
d'automobile.
Le "Thornycrorr R J 0 2 " , nouvelle version " d i e s e l " de l'ancien
favori à essence et pétrole du Pacifique, le "Handybilly". Conçu
pour erre posé' sur le même bati*moteur que son prédécesseur, le
RJD2 a une puissance accrue de 12Mi à 16 b.h.p. à 1500/1800 t.m.
55.
Dans ce cas, il s'agit d'un moteur marin à essence à refroidissement par eau. Dans un tel moteur, on s'attend à trouver un bloc cylindre et
une culasse plus lourds, ainsi qu'en général des parties mobiles de construction plus robuste. Le collecteur d'échappement sera muni d'une circulation
d'eau et le constructeur aura pris soin d'éviter le plus possible la corrosion
par l'eau de mer tant à l'intérieur qu'à l'extérieur du moteur. On remarquera
notamment l'absence des alliages légers ordinaires et tous les efforts auront
été faits pour que les accessoires importants tels que le démarreur, le générateur, e t c . . soient très accessibles et faciles à enlever pour les réparations.
Le carter d'huile sera fait d'un matériau résistant à la corrosion
et sa forme permettra le -drainage de l'huile de graissage et sa distribution
dans le moteur.
Enfin, et ce n'est pas la moins importante des catactlristiques,
l'embrayage et le carirer de marche arrière seront dessinés en fonction de l'utilisation marine du moteur. Il s'y ajoutera peut-être un boitier de réduction qui fera tourner l'arbre d'hélice à la vitesse la plus favorable.
Un moteur marin travaille à des charges constantes et élevées.
Dans la plupart des cas il tourne soit au ralenti, soit au maximum avec une
charge équivalente à la montée d'une côte pour une voiture moyenne et ceci
tout au long de la journée.
Le moteur d'une voiture ordinaire assure une vitesse d'environ
110 Km. à l'heure sur la route avec une puissance d'environ 50 CV. Dans un
bateau cependant, le même moteur devrait peut-être fonctionner toute la journée à une puissance maximum d'environ 85 CV en assurant au bateau sa vitesse
de croisière.
Il est donc extrêmement important de choisir le moteur en fonction du bateau et de l'hélice.
Un bateau de pêche lent, destiné aux gros travaux, ou un bateau
de commerce, doit avoir une hélice de grand diamètre à marche lente. On choisira pour cela un moteur marin ayant un alésage et une course importants et
qui tournera en conséquence à des vitesses assez basses (un tel moteur est appelé un moteur à régime lent). Inutile de le dire, ce moteur tournera aux environs de la vitesse à laquelle l'hélice doit tourner et ne sera donc pas équipé d'un boitier de réduction. On peut choisir aussi un moteur tournant relativement vite et utiliser des engrenages de réduction convenables pour mouvoir
l'hélice de grand diamètre à basse vitesse.
Ces deux méthodes ont certains avantages et certains inconvénients.
56.
La première méthode exige un moteur relativement lourd et encombrant qui risque de réduire
la capacité de la cale destinée au fret ou au
poisson.
Bans la seconde méthode, nous utilisons un
moteur plus petit, réalisant ainsi une économie
directe de poids et d'espace. Cependant, le moteur lent durera peut-être plus longtemps étant
donné sa vitesse de rotation moins élevée et ne
sera pas encombré par un boitier de réduction
dont les engrenages s'usent inévitablement.
Ce
Fidjien
et
ses
fils
rentrent
après une bonne journée de p è c h e .
au
port
En gros, on peut compter sur 100 tours/
minute à l'arbre d'hélice pour chaque noeud de
vitesse estimée. Si cela coïncide avec la vitesse de votre moteur, vous pouvez facilement
utiliser une transmission directe.
Il est un
des rares pêcheurs p r o f e s s i o n n e l s de Suva se
Un point très important à garder en mémoire est que les bateaux légers et très rapides
exigent des arbres d'hélice tournant à grande
vitesse et une hélice de petit diamètre. Des
bateaux plus grands et plus lourds exigent des hélices tournant lentement et de
diamètre relativement grand. Four cette raison, il est inutile d'installer dans
un bateau lourd un moteur à essence à régime rapide et à transmission directe.
Il faudra utiliser des engrenages de réduction pour obtenir une propulsion efficace.
servant d'un bateau à moteur.
Dans la plupart des installations commerciales, le moteur marin diesel
tient la première place. Ses avantages sont nombreux. En dehors de son efficacité propre, la réduction des dangers d'incendie est d'une importance énorme.
Avec un moteur à essence convenablement installé et entretenu, les
dangers d'incendie et d'explosion sont réduits au maximum, mais ces risques sont
toujours présents. Avec un moteur diesel ils sont beaucoup plus réduits et l'on
peut utiliser le bateau avec beaucoup plus de confiance par n'importe quel temps.
On trouve parmi les diesel modernes des moteurs a quatre et à deux
temps. Les premiers utilisent un temps moteur tous les deux tours du vilebrequin, le temps intermédiaire servant à l'admission des gaz. Les seconds ont un
temps moteur à chaque tour et sont pourvus de toute façon d'une soufflerie accessoire pour évacuer les gaz d'échappement et admettre les gaz neufs destinés
à la combustion. Les moteurs deux temps sont donc aussi simples que les moteurs
4 temps et le nombre de cylindres est réduit de moitié.
57.
Dans un moteur à essence l'explosion du
carburant est provoquée par une étincelle électrique, ce qui exige des batteries, un générateur, des bobines, des bougies d'allumage, etc.
alors que cet équipement n'est pas nécessaire à
l'explosion dans un moteur diesel.
Le système d'allumage électrique a toujours été le point faible de presque tous les
moteurs marins car il contient beaucoup d'éléments qui peuvent tomber en panne, surtout en
milieu tropical. La principale source d'ennuis
est la condensation (due à une ventilation médiocre de la salle des machines ou du capot du
moteur) et la présence inévitable de l'eau salée provenant de la sentine ou embarquée pardessus bord. L'eau salée et l'eau de condensation ne s'entendent absolument pas avec les
installations électriques et, dès que le temps
tourne à l'humidité, il est très difficile de
démarrer et de faire marcher le moteur sans ennui.
Diesel Southern Crois à refroidissement par
air -
4 CV à 1500 t.m.
Cela ne devrait pas arriver dans une salle des machines bien installée et convenablement
entretenue, mais il faut bien admettre que de
telles installations sont rares dans le Pacifique Sud et que les conditions dans les régions tropicales sont généralement défavorables à tout circuit électrique, que ce soit à terre ou à bord d'un bateau.
Par contre, le moteur diesel engendre la température nécessaire à
l'explosion par la compression très poussée de l'air dans les cylindres et l'injection, au moment voulu, de mazout finement vaporisé. Ce mélange s'allume et
brûle sans intervention d'un système électrique, éliminant ainsi l'un des risques des installations marines ordinaires.
Cependant, on doit alimenter le moteur diesel avec un carburant absolument propre, sans impureté, sans eau et sans dépôt. Les impuretés boucheraient les injecteurs, provoquant des ratés et finalement l'arrêt du moteur.
(il est d'ailleurs prudent de se munir d1injecteurs de rechange car l'on peut
facilement remplacer la pièce bouchée par un injecteur propre et la déboucher à
loisir).
Il existe de nombreux types de moteur diesel mais, pour les installations en mer, on peut envisager:
58.
(i) un moteur à refroidissement par circulation d'eau salée;
(ii) un moteur à refroidissement par circulation d'eau douce
(intérieure ou avec refroidisseurs parallèles à la quille);
(iii) un moteur à refroidissement par air.
Le premier type a la préférence pour les travaux durs au cours
desquels les moteurs tournent relativement lentement; la construction de ces
moteurs est en général robuste et prévoit une ample circulation d'eau. Ils
ne sont pas vendus sur la base poids/puissance.
Le deuxième type est très populaire car son application s'étend à
la plupart des moteurs à régime lent, rapide ou moyen. Mais pourquoi l'utilisation de l'eau douce ? La raison est que, si l'eau salée est un bon refroidissant sous un climat relativement frais, il n'en est pas de même en climat
tropical. Non seulement l'eau y est plus chaude, mais elle est chargée de
chaux et de sel (quelquefois de sable) qui tendent à créer des dépôts dans la
chemise surchauffée du collecteur ou du silencieux, restreignant ainsi le passage de l'eau de refroidissement dans le système de circulation. A partir de
là, le cercle vicieux continue jusqu'à la destruction du moteur.
Cependant, si l'eau salée est remplacée par de l'eau douce (contenue dans un système en circuit fermé) ce danger est écarté car nous n'utilisons plus l'eau salée que pour rafraîchir l'eau douce et nous réglons la
température de celle-ci à l'aide d'une vanne "deux eaux".
L'eau douce peut être refroidie par une circulation d'eau de mer
interne ou externe. La première fait habituellement partie de l'équipement
du moteur ou est installée comme engin auxiliaire, ressemblant quelque peu à
un condensateur de vapeur. Le système extérieur consiste simplement en des
tuyaux de cuivre fixés près de la couture entre la quille et le galbord et
convenablement protégés contre le choc des récifs ou des objets flottants.
Il y a beaucoup à dire en faveur de ce système qui est peu coûteux à construire et simple à installer. Les deux types d'installation exigent une petite
pompe de circulation et un réservoir en charge.
Le troisième type de moteur, nouveau venu dans le domaine marin,
a connu des succès marqués depuis son introduction. Inutile de préciser qu'il
n'a besoin ni d'eau douce ni d'eau salée pour son refroidissement et qu'il dépend entièrement d'un bon apport d'air au moteur et de l'évacuation de cet air.
Avec les petits moteurs, il n'y a pas de difficulté, car la chaleur irradiée
n'est pas très élevée et peut aisément être évacuée à l'extérieur sur un bateau
non ponté. Cependant, des moteurs de puissance plus élevée nécessitent des canalisations pour évacuer la chaleur du moteur vers l'extérieur à travers la
salle des machines.
(voir suite p. 63 )
63.
QUELQUES REFLEXIONS SUR LES PETITS MOTEURS KARINS
(suite de la p.58 )
Les principaux avantages du diesel à refroidissement par air sont:
l'absence de pompe ou de prise de force entraînant des pompes; l'absence de
vanne de prise à la mer et de trous à percer à travers la coque; l'absence de
tuyauterie d'eau; l'absence de système de circulation d'eau dans le moteur et,
partant, du danger qu'il ne se bouche.
Les principaux inconvénients en sont: la difficulté d'installer
l'évacuation d'air nécessaire à moins qu'elle n'ait été prévue a l'avance; la
chaleur en général plus élevée dans la chambre des machines que si l'on utilise des moteurs à refroidissement par eau; le bruit en général plus fort que
celui d'un moteur à refroidissement par eau.
Pour l'architecte naval, une possibilité très attrayante est celle
de la ventilation forcée qui peut, lorsqu'on doit installer un diesel à refroidissement par air, être incorporée facilement dans un bateau dès que l'on commence à en tracer les plans. L'air frais peut être pris à peu près n'importe
où dans le bateau, amené aux cylindres chauds et évacué ensuite par la canalisation jusqu'à l'extérieur. (L'incidence de la pourriture sèche serait
d'ailleurs grandement réduite par ce système).
A SUIVRE