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Moteur électrique, à vapeur ou à gasoline
Écrit par Irina
Photo taken at the 2023 Pebble Beach Concours d'Elegance
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Qu’alimente le cœur de l’automobile?
Lorsque les humains ont commencé à envisager la création de véhicules automoteurs, l’essence n’était pas la source d’énergie de choix. Les premières voitures étaient propulsées par la vapeur et l’électricité. Il faudrait beaucoup d’innovation et de découvertes scientifiques pour que le moteur à explosion à essence deviennent la source d’énergie dominante pour les automobiles. Continuez à lire pour en savoir plus sur les premières voitures propulsées par la vapeur, l’électricité et l’essence, et pourquoi l’essence est devenue la source d’énergie privilégiée.
Le moteur à vapeur
Nicolas-Joseph Cugnot
On attribue largement à l’inventeur français Nicolas-Joseph Cugnot la création du premier véhicule automoteur. Dans les années 1700, beaucoup d’enthousiasme était donné à la maîtrise de la vapeur. Associée à l’ingéniosité humaine, elle pouvait actionner des machines qui ont simplifié la vie humaine. Il semblait logique que la vapeur puisse également être utilisée pour alimenter des voitures de tourisme.
Avec le soutien du Duc de Choiseul, Cugnot inventa et produisit une locomotive terrestre à vapeur. Il construisit une grande locomotive, propulsée par un moteur à vapeur. Cette machine pouvait se déplacer sur terre sans avoir besoin de traction animale. Initialement conçu comme une plateforme pour transporter des canons à des fins militaires, son prototype circula sur la route pour la première fois en 1769. Cet engin était très grand, très lourd (environ 5 tonnes) et très peu pratique. Il ne pouvait se déplacer que pendant environ quinze minutes. Puis, la chaudière devait être refroidie, remplie et chauffée à nouveau pour pouvoir continuer à se déplacer. La locomotive terrestre était difficile à manœuvrer et s’écrasa contre un mur lors de son premier voyage, effrayant de nombreuses personnes.
Le deuxième prototype de Cugnot, qu’il acheva en 1771, connut également une fin tout aussi désastreuse. Après son utilisation dans la rue, Cugnot fut arrêté et la machine fut saisie. Bien que l’inventeur français ait continué à expérimenter avec les moteurs à vapeur, aucune de ses inventions ne devint un outil populaire d’auto-locomotion.
Le Stanley Steamer
D’autres ont également tenté de fabriquer des voitures à vapeur. Notamment, aux États-Unis, la compagnie Stanley Steamer offrait une voiture de tourisme viable. Elle a vendu plus de 11 000 véhicules à vapeur en 34 ans. De même, des services publics, tels que le département des pompiers de Boston, ont trouvé les véhicules à vapeur utiles pour remplacer les chevaux. Cependant, c’est sur les chemins de fer que les moteurs à vapeur ont vraiment révolutionné le monde de la locomotion dans les années 1800.
Le moteur électrique
Ces dernières années, il y a eu beaucoup d’engouement autour des voitures électriques. Au début de l’automobile, l’électricité semblait également être la source d’énergie la plus fiable et la plus simple pour l’auto-propulsion. La voiture électrique a évolué à partir d’une voiture-tram alimentée par une batterie fabriquée en 1839. Ce premier véhicule avait des batteries non rechargeables. Il faudrait le perfectionnement des batteries rechargeables en 1881 pour en inspirer certains à fabriquer des voitures électriques. Le Bostonien Fred M Kimball fabriqua la première voiture électrique américaine en 1888.
Du tournant du XXe siècle jusqu’au déclenchement de la Première Guerre mondiale, les véhicules électriques ont progressé en vitesse et en autonomie. Certains soutiennaient que les voitures électriques étaient également les plus élégantes sur la route. Elles étaient faciles à démarrer ne nécessitant pas la redoutée manivelle que les voitures à essence avaient besoin pour démarrer. Elles étaient particulièrement appréciées par les “conductrices” et comprenaient des agencements de sièges intéressants. Certaines voitures électriques avaient des sièges avant tournés vers l’arrière de la voiture pour encourager la conversation. Les moteurs alimentés par des batteries propulsaient également des véhicules d’usage publics, des camions et des tracteurs.
Au début de l’automobile, les voitures électriques étaient assez courantes lors des salons, des courses ou des rallyes. Elles étaient faciles à utiliser, moins bruyantes et moins polluantes que les voitures à essence. À un moment donné, il y a environ un siècle, il y avait même un mouvement aux États-Unis pour installer des stations de recharge à travers le pays !
Moteurs à essence
Dans la seconde moitié du XIXe siècle, de nombreux inventeurs du monde entier travaillaient sur l’idée de tirer parti de la puissance de la combustion du gaz sous forme de moteur. Beaucoup attribuent à Jean-Joseph Etienne Lenoir l’invention du premier moteur à combustion interne véritablement utilisable, qu’il a breveté en France en 1860. Le potentiel des moteurs à essence comme source d’énergie pour la nouvelle obsession, l’automobile, n’était qu’un usage parmi tant d’autres de leurs utilisations commerciales.
La première voiture de tourisme à essence est largement acceptée comme étant la Benz Patent Motorwaggen de 1886. Cependant, Karl Benz n’était pas le seul à travailler sur une voiture à essence. Notamment, à peu près à la même époque, Gottlieb Daimler produisait également sa première voiture. Alors que celle de Benz était une voiture spécialement conçue, Daimler attacha son moteur à une voiture hippomobile.
Les premières voitures à essence étaient des engins très complexes et il fallait presque être soi-même ingénieur et mécanicien pour en conduire une. Beaucoup d’innovations devaient encore survenir avant que la voiture à essence ne puisse être largement adoptée.
Pourquoi la gasoline s’est-elle imposée sur les autres sources d’énergie?
La fin de la vapeur
Les voitures routières à vapeur étaient condamnées à l’échec. Leurs maigres avantages, tels que le silence et une conduite plus souple, n’ont pas surmonté leurs inconvénients. Les moteurs à vapeur avaient besoin de construire une pression de vapeur pour être prêts à l’emploi. Ainsi, il fallait allumer le feu sous la chaudière 15 à 30 minutes avant de pouvoir utiliser la voiture pour que la pression puisse monter. Mis à part quelques exceptions, la plupart des voitures à vapeur n’étaient plus produites d’ici le milieu des années 1920.
La fin de l’électricité
Les voitures électriques étaient de bonnes concurrentes, propres, silencieuses et faciles, mais elles étaient limitées (comme les voitures électriques aujourd’hui) par la capacité restreinte des batteries. Vers 1910, on pouvait s’attendre à ce que les voitures électriques parcourent 50 miles à environ 20 mph. Le conducteur se heurtait ensuite au problème de la recharge de la batterie. Comme aujourd’hui, des chargeurs coûteux devaient être installés par les propriétaires de véhicules électriques pour pouvoir charger leurs propres voitures. De plus, les batteries dépensaient beaucoup de leur énergie pour déplacer leur propre poids. Et les batteries ne duraient pas aussi longtemps que la voiture, elles devaient être remplacées environ tous les trois ans. Comme la voiture à vapeur, la voiture électrique a pratiquement disparu d’ici le milieu des années 1920 jusqu’à sa résurgence récente.
La puissance durable de l’essence
Les premiers détracteurs de la voiture à essence ne croyaient pas en son avenir et la comparaient à l’échec des premiers véhicules à vapeur. Cependant, les premières voitures à essence avaient quelques avantages marqués : elles pouvaient démarrer facilement et n’étaient pas limitées par l’autonomie des batteries. Les premières voitures à essence ont évolué rapidement. Le résultat a été leur simplification et l’augmentation de leurs performance et de leur vitesse. L’introduction du démarreur électrique sur les voitures à essence les rendait également moins effrayantes pour les femmes, ce qui a pratiquement éliminé l’avantage de la voiture électrique sur la voiture à essence. Dès 1904, on peut observer la préférence des véhicules à moteur à combustion au Salon de Paris, où seules 9 et 6 voitures sont alimentées respectivement par la vapeur et l’électricité, tandis que 297 sont alimentées à la gasoline.
Et maintenant?
Une fois que les moteurs à essence sont devenus le centre de l’innovation, une course à la fabrication de voitures toujours plus puissantes a commencé. Des augmentations de vitesse et de puissance ont été obtenues de diverses manières, dont l’augmentation du nombre de cylindres. Ne manquez pas l’article de blog de la semaine prochaine où nous parlerons de la Cadillac V16, la première voiture à avoir un moteur de 16 cylindres.
