L'allumage par compression (Diesel, briquet à air)

Exercice · niveau 2 · thermodynamique (MPSI), chapitre 4 — Travail et transferts thermiques

Énoncé

Dans un moteur Diesel, l'air est comprimé très fortement (rapport $\approx 20$ ) et rapidement avant l'injection du carburant ; aucune bougie n'est nécessaire.

Pourquoi la compression rapide est-elle quasi adiabatique ?

Qualitativement, pourquoi la température de l'air monte-t-elle assez pour enflammer le carburant ?

Le « briquet à air » (piston transparent qui enflamme un bout de coton) repose sur le même principe : lequel ?

Corrigé

1. La compression est trop rapide pour que la chaleur s'évacue à travers les parois : $Q \approx 0$ , transformation adiabatique.

2. Tout le travail reçu (compression, $W > 0$ ) sert à augmenter l'énergie interne (pas d'évacuation thermique) : la température grimpe fortement (plusieurs centaines de $^{\circ} C$ ), au-delà du point d'auto-inflammation du gazole.

3. La compression adiabatique échauffe l'air assez pour enflammer le coton : même physique que le Diesel, sans étincelle.

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