Gnôme-Rhône 14K Mistal Major

Moteur en étoile 14 cylindres

A l'origine ce moteur avait été identifié par erreur comme étant un Gnôme Rhône 14N.

Les moteurs d'aviation

Moteur Gnôme Rhône 14K Mistal Major La société Gnôme & Rhône et les moteurs de grande puissance Principal fournisseur de moteurs d'avions français avec Hispano-Suiza, la société des moteurs Gnôme & Rhône est sollicitée par le Service Tec hnique de l'Aéronautique (STAé) à la fin des années 1920 pour la fourniture de moteurs militaires et civils de forte puissance. De tels moteurs sont souhaités par tous les constructeurs. Lorsque renaît l'Armée de l'Air en 1928, les premières demandes du STAé auprès des motoristes concernent les moteurs de forte puissance, des moteurs dont la puissance unitaire dépasse 600 ch.
La firme Hispano-Suiza de Bois-Colombes à cet égard jouit d'une excellente réputation. Elle fournit gracieusement aux constructeurs intéressés des moteurs pour battre des records. Hispano-Suiza, ainsi, se taille un formidable palmarès en 1929 et 1930 avec ses V12 équipant le Bréguet 19 de records piloté par Dieudonné Costes, Maurice Bellonte et Paul Codos. Hispano développe alors un nouveau V12 de 27 litres développant 650 ch baptisé série 12 X, qui fait suite à la série 12 N de 1929. Dans ce moteur, refroidi au glycol, les soupapes sont creuses et refroidies au Sodium. Ce moteur, qui délivre en 1932 près de 700 ch avec un compresseur centrifuge, est utilisé sur les chasseurs monoplans Dewoitine 500 et 510.
Chez Gnôme & Rhône les ingénieurs du bureau d'études cherchent des solutions nouvelles, purement françaises. Le Jupiter 9 A de 1922 a vécu ; son successeur suralimenté le Mistral 9K est en plein développement mais en 1929 il ne dépasse pas les 650 ch et son potentiel semble limité à 750 ou 800 ch.

Si des moteurs de compétition à la fin des années 1920 dépassent 1000 ch, pendant quelques heures seulement, voire quelques minutes, et au niveau du sol, le temps d'accomplir un tour de piste, il n'existe en 1929 aucun moteur de série dépassant 1000 ch. Le moteur Rolls-Royce « R » du Supermarine S6 vainqueur de la Coupe Schneider 1929 disputée à Calshot, un V12 de 36,7 litres construit à 20 exemplaires seulement, développe 900 ch sans suralimentation, 1500 ch avec un compresseur volumétrique Roots qui souffle à 1,7 bar. Il n'atteint 2000 ch qu'avec un « mélange » d'essence très spécial : 78 % d'alcool, 22 % d'essence et 3 % de plomb tétra éthyle. Ces moteurs disposent d'hélices spéciales à pas variable et ne peuvent propulser que des appareils légers. Hispano-Suiza, qui fournit le moteur de course du Nieuport-Delage et des Bernard HV-120 engagés, ne peut mettre au point à temps son moteur, qui doit délivrer 1 680 ch. L'hydravion Bernard HV-40 d'entraînement des pilotes est propulsé par un Mistral 9 Ks à compresseur délivrant 800 ch et vendu 750 000 francs.

Un moteur de série doit tourner 200 à 300 heures à plein régime ou à 80 % du régime maximal avec de l'essence ordinaire à 74 degrés d'octane (en 1929) puis à 87 degrés d'octane (en 1932), tirant une charge de 10 tonnes et plus sur un bombardier à des altitudes élevées. Rappelons qu'à 12.500 mètres, altitude où parviennent les meilleurs bombardiers de la seconde guerre mondiale, la résistance à l'avancement a diminué de moitié par rapport au niveau de la mer, mais la puissance des moteurs a diminué de moitié également. Un moteur de 1000 ch ne développe plus que 500 ch. En outre, les ingénieurs ont montré par des essais de prototypes en laboratoires qu'un moteur V12 de 40 litres obtenu par accroissement homothétique des dimensions d'un moteur V12 de 20 litres ne donnait pas le double de puissance, mais seulement 1,6 ou 1,7 fois plus de puissance. Ils déterminent dans le même temps que des alésages de pistons supérieurs à 165 mm donnent des moteurs lourds et poussifs, pour différentes raisons mécaniques : énergie cinétique, vitesse linéaire des pistons, etc.
Chez Armstrong-Siddeley, le plus puissant des 14 cylindres « Jaguar », le type VIC de 1927-1928 ne développe au mieux que 480 ch. Le « Leopard » qui lui succède, un énorme 14 cylindres de 48,6 litres de cylindrée ne parvient pas à dépasser les 800 ch malgré des efforts déployés par les ingénieurs de Coventry pour lui donner de la puissance. Chez Bristol, le Jupiter culmine à 580 ch. Chez Rolls-Royce, le vieux moteur Condor, qui date de 1918, ne développe même pas 700 ch et il est au bout de son développement. La firme américaine Wright, qui a absorbé la société de construction des moteurs Curtiss en 1929, abandonne les V12 pour se consacrer aux moteurs en étoile. Le premier « Cyclone » en 1929 ne développe que 500 ch.

Chez Lorraine-Dietrich, leader d'une entité appelée Société Générale Aéronautique (SGA) qui comprend SECM-Amiot (Colombes), Latham (Caudebec-en-Caux), Hanriot, CAMS (Sartrouville), Nieuport et Dyle-et-Bacalan, le 18 cylindres en W dont le développement remonte à 1923, même s'il développe une puissance appréciable, n'intéresse aucun constructeur. Avec ses accessoires et les pleins d'eau dans les radiateurs, ce groupe motopropulseur pèse plus d'une tonne. Que dire du Lorraine W24 de 1 000 ch, dont le bloc moteur dépasse trois mètres de long et qui pèse deux tonnes ! Non seulement, les constructeurs veulent des moteurs puissants, mais légers.

Chez Gnôme & Rhône, deux séries de moteurs sont mises en chantier simultanément en 1929, la série 14 K pour des moteurs de 700 à 1 000 ch et la série 18 L pour des moteurs de 1 000 à 1 300 ch. Baptisé « Mistral Major », le 14 K commence son développement en 1930 avec le type 14 Ka homologué à 790 ch ; en 1935 le type 14 K frs de 1 084 ch constitue l'ultime développement de ce moteur qui passe la main en 1936 à la série N, plus spécialement adaptée aux compresseurs à deux étages. La série L en revanche connaît de nombreux problèmes. Moteur à 18 cylindres (deux étoiles de 9 cylindres) de 54 litres devant développer 1 400 ch à 2 200 tours par minute à la fin de son développement, le plus gros moteur jamais construit par Gnôme & Rhône à cette époque, malgré différentes modifications entreprises entre 1932 et 1936, ne passera avec difficulté l'homologation à 1 400 ch - pour seulement 20 heures de fonctionnement - qu'en 1936. A cette date, d'autres solutions s'imposeront : les V12 suralimentés.

Destiné à être équipé de trois types de compresseurs différents pour les vols en haute altitude (plus de 12.000 mètres) des bombardiers de l'Armée de l'Air, à moyenne altitude (autour de 8.000 mètres) des appareils de transport et à basse altitude pour les chasseurs d'attaque au sol, la mise au point du 18 L est contrariée par les problèmes de températures trop élevée dans les cylindres, quel que soit le type de compresseur utilisé, obligeant les ingénieurs à limiter le régime et le taux de compression.

Diverses modifications ont été apportées par les ingénieurs du bureau d'études pour tenter de refroidir correctement les cylindres : segments spéciaux, traitement de surface des pistons, forme des culasses, ailettes de refroidissement, capot ages à effet venturi. En réalité, la solution à ce pr oblème qui a empoisonné également tout le développement du moteur 14 K, se trouve dans l'essence. En augmentant le taux de compression, on augmente la température dans les cylindres jusqu'à des valeurs - plus de 850 °C - inaccept ables pour les hydrocarbures utilisés, provoquant des détonations qui ravagent les cylindres, tordent les soupapes et percent les pistons. La France, qui ne contrôle pas la technologie des hydrocarbures, dépend des anglo-américains pour la fourniture de son essence d'aviation.

Les moteurs Gnôme & Rhône à 18 cylindres sont destinés aux hydravions géants d'Air France. Quatre moteurs Gnôme & Rhône 18 Lars devaient propulser l'hydravion géant des lignes de l'Atlantique Nord Latécoère Laté 620 avec vingt passagers couchés en cabine, sur 6 000 km, et ses concurrents le Potez- CAMS 161 et le Lioré et Olivier LeO H-49. Pour l'étude et la construction de ces hydravions, chaque constructeur touche en août 1935 plusieurs millions de francs.
La compagnie Air France dont la flotte se compose en 1933 d'un nombre important d'appareils de types différents, souhaite renouv eler son parc par des hydravions de grande capacité pour les lignes de la Méditerranée, avec une centaine d'avions et hydravions modernes, et les lignes de l'Atlantique nord et sud, avec des hydravions géants.

Après sept ans de développements coûteux, la série 18 L sera abandonnée en 1939, au profit de la série 18 P née en 1937 et au profit de la série 18 R mise en chantier en 1940. Ces moteurs sont tous des 18 cylindres de 54 litres de cylindrée destinés à développer une puissance supérieure à 2 000 ch. En réalité, après la construction des 30 moteurs d'essais 18 L, et 130 moteurs 18 P en 1937, ces moteurs seront abandonnés car jamais leur puissance, malgré les nombreux tests au banc, ne dépassera 1500 ch. De 1930 à 1936, ce sont finalement les 14 K qui seront utilisés, les moteurs les plus puissants construits en série par Gnôme & Rhône.

Réclame G&R de 1933 (L'Air n° 323)

Le moteur Gnôme & Rhône 14 K Mistral Major

Baptisé « Mistral Major », le moteur 14 K dessiné en 1928 par les ingénieurs du bureau d'études de Gnôme & Rhône est alors le plus gros moteur jamais construit par la firme française. Construits à Gennevilliers en 1929, les prototypes des premiers 14 K apparaissent sur le marché pour essais en 1930. Destinés aux essais au banc, ces premiers moteurs purement atmosphériques pèsent 525 kg. La première version 14 Ka est homologuée à 65 heures de fonctionnement en 1930 à la puissance de 565 ch à 1800 tours par minute sans suralimentation. Le rapport poids / puissance, 0,93 n'a rien d'exceptionnel. Ce qui l'est d'avantage, ce sont les perspectives de développement. Les ingénieurs pensent tirer de ce moteur 900 à 1 000 ch dans les quatre à cinq ans à venir.
La version suivante, baptisée 14 Kb en 1931, toujours sans compresseur, développe la puissance de 625 ch à 2100 tours à 90% de la puissance nominale et 700 ch à 2400 tours, régime maximal autorisé, ce qui égale déjà la puissance du moteur « Mistral » 9 Ks de record construit l'année précédente pour les hydravions d'entraînement de la Coupe Schneider. Sur la version 14 Kcrs avec un compresseur mécanique centrifuge développé chez Gnôme & Rhône, la puissance dépasse 750 ch au niveau de la mer. La version 14 Kdrs ('r' comme réducteur et 's' comme suralimentation) développée en 1932 atteint 800 ch grâce à une suralimentation par un compresseur centrifuge à une vitesse. Les versions ultimes, en 1937, atteindront 930 ch grâce à des compresseurs encore plus efficaces. Le moteur « Mistral Major » est commercialisé par Gnôme & Rhône avec trois réducteurs planétaires aux taux de réduction suivants : 1/2 (1200 tours à l'hélice), 2/3 (1600 tours à l'hélice) et 5/7 (1700 tours à l'hélice).
Les ingénieurs français, encore une fois, ont fait preuve d'esprit d'innovation. D'une cylindrée de 38.762 cm3, le 14 K possède un vilebrequin forgé en nickel-chome construit en deux parties boulonnées entre elles, ce qui le rend léger et en principe évite les vibrations « par résonance » qui se produisent au régime moteur de 2400 tours. Inversement, le bloc moteur est construit par usinage dans un bloc d'alliage d'aluminium, technique assez révolutionnaire, ce qui a pour effet de le rendre très résistant. Un taux de compression assez bas de 5,5 est utilisé. C'est la valeur moyenne utilisée dans les années vingt sur les moteurs « paisibles » dans la Marine, par exemple. En augmentant ce taux de compression, on doit encore pouvoir augmenter la puissance. Sur ce vilebrequin à la conception particulière, les masselottes d'équilibrage sont excentrées et les contrepoids y sont fixés par des rivets.

Le moteur 14 K bien entendu est refroidi par air. Chaque cylindre comprend une chemise en acier nitruré fraisée et boulonnée sur les têtes de cylindre. Finies les chemises flottantes à lumières des moteurs mono soupapes. On trouve classiquement une soupape d'admission et une soupape d'échappement par cylindre, soit un total de 56 soupapes sur le moteur. Les cylindres munis d'ailettes de refroidissement sont usinés dans un alliage d'aluminium et non plus en acier comme sur les moteurs Jupiter. Ils sont bloqués sur la culasse par huit goujons. Les pistons sont construits également dans un alliage d'aluminium forgé. Chaque piston d'un alésage de 146 mm et possédant une course de 165 mm comprend deux segments de compression et un racleur d'huile situé au-dessus de l'axe de la bielle. Deux carbur ateurs Stromberg NAR 125 alimentent en mélange les rangées de neuf cylindres (et non plus par groupe trois cylindres comme sur les moteurs Jupiter), ce qui résout du même coup le problème de l'alimentation en essence du groupe arrière de cylindres par rapport au groupe avant. Ces carburateurs sont « réchauffés » par un circuit d'huile. L'essence utilisée est à 78 degrés d'octane. Chaque cylindre comprend une bougie Avia et un anti-flamme Vénus, produits par Bronzavia à partir de l'année 1934. L'ordre d'allumage est celui de tous les sept cylindres : 1,3,5,7,2,4 et 6. Une magnéto haute tension fournit l'allumage.
L'embiellage comprend deux parties, une bielle secondaire commandée par six pistons et une bielle maîtresse portant un piston qui tourillonnent directement sur le vilebrequin (pas de roulements à billes). Chaque cylindre comprend deux soupapes commandées par des culbuteurs avec basculeurs, une soupape d'admission et une soupape d'échappement. La suralimentation est opérée par un compresseur centrifuge à un seul étage construit par Gnôme & Rhône ou axial type Rateau. Le compresseur Gnôme & Rhône comprend un moyeu élastique pour permettre au rouet à aubes construit lui aussi en alliages légers de supporter les brusques variations de régime. Ce rouet qui tourne à 25.000 tours/minute est actionné par le vilebrequin à l'arrière du moteur à travers un train de pignons ou un réducteur planétaire. Les moteurs de la série 14 K peuvent être équipés de plusieurs types de compresseurs : Gnôme & Rhône à une vitesse, Farman à plusieurs vitesses, axial type Rateau ou mécanique Roots.

Le moteur 14 Kb est testé sur le Latécoère 28-4-1 commercial (terrestre) en 1931. Ce monoplan monomoteur de transport est propulsé soit par un moteur Renault 12 Jbr de 500 ch, soit par un moteur Hispano-Suiza 12 Hbr de la même puissance équipés tout deux d'un réducteur 1/2. Avec le Gnôme & Rhône 14 Kb, les performances de l'avion font un bond en avant spectaculaire.

La version 14 Kcrs à réducteur(s) Gnôme & Rhône et à compresseur à un étage est homologuée à la puissance de 750 ch en 1932. Le moteur est essayé avec succès sur le monoplan de chasse Dewoitine D- 370, plus rapide malgré sa silhouette trapue que le Dewoitine D-500 à aile basse. Le D-371 à moteur Gnôme & Rhône 14 K est commandé en série par la Marine nationale en 1934 à 45 exemplaires pour équiper le porte-avions Béarn.

Le moteur 14 K connaît un vrai succès commercial. Après les essais sur Laté-28-4-1 et le D- 370 prototype, il est essayé avec succès sur le prototype du bombardier Amiot 140, apparu en avril 1931. Construit à quarante exemplaires en 1933 pour l'Armée de l'Air, l'Amiot 140 de série est propulsé par deux moteurs Gnôme & Rhône 14 Kdrs de 790 ch. Cent trente huit exemplaires supplémentaires, baptisés Amiot 143, sont commandés en version BCR (Bombardement Combat Renseignement) en 1934 pour le bombardement de jour et de nuit, équipés du moteur 14 Kirs/Kjrs homologué à 870 ch en 1934 après l'abandon du moteur Hispano-Suiza 12 Ybrs de 860 ch atteint de surchauffes.

Sur le marché français, dans les années 1930- 1934, le moteur 14 K s'impose ; même sur le marché international pourtant très convoité par la Grande- Bretagne et l'Italie, il se vend bien. A cette époque, la firme est en phase avec le marché et elle anticipe bien les besoins des avionneurs, situation qui ne va pas durer. La firme Isotta-Fraschini construit le Gnôme & Rhône 14 Kc sous licence en 1934 pour équiper le Breda 65, un chasseur d'attaque au sol construit à 150 exemplaires, également propulsé par un FIAT A80 RC 41 de 1 000 ch.

Un moteur 14 Kdsr à compresseur de 840 ch est monté en remplacement du moteur Hispano-Suiza habituel sur le Blériot 111/6 de transport disputant la course Londres-Melbourne qui se déroule du 20 octobre au 4 novembre 1934, course remportée par le De Havilland « Gosvenor House ». Trop chargé en essence, le Blériot 111/6 baptisé Sagittaire efface son train d'atterrissage au Bourget le 18 octobre lors de son décollage pour Londres et doit déclarer forfait.

Les moteurs 14 Kirs/jrs de 870 ch équipent le prototype de transport Bréguet-Wibault 670T en 1935. En 1936, des moteurs 14 Kirs équipent le Bréguet 470T « Fulgur » de transport pour douze passagers. Les deux appareils Bréguet tout comme le Bloch MB 300 prototype, finirent leurs jours dans la guerre d'Espagne. Baptisé « La grosse Julie », le prototype du disgracieux trimoteur Bloch MB 300 « Pacifique » pour le transport de trente passagers en 1935 est propulsé par trois 14 Kfrs de 990 ch. Les essais montrent que les moteurs vibrent excessivement. Des silents-blocs sont ajoutés aux bâtis moteurs pour tenter de réduire les vibrations.

Le Potez 620 est dérivé du bombardier Potez 54 produit à 220 exemplaires dès 1933. Transportant seize passagers, ce bimoteur dont la mise au point a évidemment été rapide a permis de sortir la compagnie Air France de ses problèmes de délais de livraisons des appareils commandés pour les lignes Parisb - Marseille, Paris - Rome et Paris - Madrid. Propulsé par deux Gnôme & Rhône 14 Kirs-Kjrs de 890 ch, le prototype Potez 620 vole en janvier 1935. Douze Potez 620 sont mis en service sur les lignes d'Air France, avec les immatriculations F-ANPG à FANPJ, F-ANQK à F-ANQM, F-ANQP et F-ANQR, F-AOTT et F-AOTU et F-AOTZ à F-AOUB. En 1937, les neuf appareils encore en service reçoivent des 14 N-16/17 de 900 ch. Quatre exemplaires sont transformés en Potez 621 destinés aux lignes de l'Amérique du sud par remplacement des 14 K par des Hispano-Suiza 12 Xgrs en 1935. Le potez 621 transporte sept passagers.
Dernier bimoteur de transport créé par Marcel Bloch au bureau d'études de sa société en 1936, le Bloch MB 220 est l'un des appareils de transports les plus modernes d'Europe en 1936. Le prototype est propulsé par deux moteurs 14 K de 820 ch. Les seize appareils de série, mis en service par Air France sur la ligne Paris - Marseille fin 1937, sont propulsés par deux 14 N-16/17 de 915 ch.

Après les Amiot 140 et Amiot 143, les moteurs 14 Kgrs de 800 ch équipent plusieurs bombardiers français de l'Armée de l'Air : les deux cent huit bombardiers de jour et de nuit Bloch 200 quadr iplaces mis en service en 1935, propulsés par deux 14 Kirs de 870 ch comme les Amiot 143. Sur son successeur le Bloch 210, les moteurs 14 Kirs chauffent exagérément. Inderdits de vol à cause de la défaillance de leurs moteurs, les deux cent cinquante sept Bloch 210 mis en service en 1939 sont finalement remotorisés par des 14 N.

Dans la même catégorie que l'Amiot 143 et le Bloc 200, le Potez 541 est lui aussi équipé en pr emière monte de deux moteurs Gnôme & Rhone 14 Kdrs de 790 ch, alors que la version Potez 540 est propulsée par deux Hispano-Suiza 12 X et la version Potez 542 par deux moteurs Lorraine V12 Pétrel. Le Potez 541 est le prototype du Potez 543, produit à douze exemplaires en 1937 pour la Roumanie et l'Espagne.

Quadrimoteur, le Farman F 222 est un bombardier de nuit à cinq hommes d'équipage pr oduit dans différentes versions à 72 exemplaires dont les premières sont mises en service en 1936 avec des 14 Kjrs de 870 ch bientôt remplacés par des 14 N0/1 et 14 N-5/6 de 950 ch. La version de transport transatlantique fut utilisée comme bombardier nocturne par la Marine française : le F 2234 Jules Verne fut le premier appareil français à bombarder Berlin.

Peu apprécié des pilotes de l'Armée de l'Air à cause de ses contraintes d'utilisation qui sont perçues comme autant de défauts, le 14 K est apprécié par les pilotes de la Marine nationale. Après les Dewoitine D- 371, les moteurs 14 K sont utilisés abondamment dans les années 1932 à 1937 par l'aéronavale française. La plupart des appareils importants commandés par la Marine nationale sont propulsés par le moteur Gnôme & Rhône en double étoile refroidi par air. En effet, psychologiquement, les marins égarés en mer préfèrent utiliser l'eau potable dont ils disposent pour leur survie que pour refroidir les moteurs.

Les trente quatre Bréguet 521 « Bizerte », un appareil dérivé de l'hydravion britannique Short « Calcutta » sont propulsés par trois moteurs Gnôme & Rhône 14 Kdrs de 845 ch. Ces hydravions sont mis en service en 1935 et certains volent encore en 1945.

Préférant les moteurs 14 K refroidis par air aux moteurs Hispano-Suiza refroidis par eau, la Marine nationale commande soixante hydravions de patrouille en mer Lioré et Olivier H-257 en 1936. Propulsés par deux 14 Kirs de 870 ch, les LeO H-257 sont mis en service à l'été 1936 en Manche et en Méditerranée. Les derniers appareils volent encore en 1944.

La Marine nationale prépare pour tests à Saint- Raphaël différents appareils qu'elle n'a pas commandés en série. Dans cette catégorie, on peut citer les Latécoère 293 et 440, versions militaires du Laté 28 commercial, Le Farman F-270, essayé à Toussus-le-Noble en juillet 1932, le Latécoère 55 en 1934, où les 14 Kirs remplacent les 9 Kdsr de 500 ch, le Bloch 210 H, un hydravion dérivé du bombardier de l'Armée de l'Air, le Latécoère 582, un gros hydravion à coque trimoteur, équipé de trois 14 Kdrs de 820 ch, l'Amiot 150 M, version crée en 1937 à deux flotteurs de l'Amiot 143 et propulsée par deux 14 Kdrs de 740 ch.

Le prototype le plus intéressant utilisant les 14 K est et le magnifique hydravion à flotteurs Lioré et Olivier H-46, l'un des plus beaux hydravions jamais dessiné dans le monde, qui est propulsé lors de ses essais de qualification fin 1936 par deux moteurs 14 Knrs de 890 ch. Après l'abandon par la marine du programme, le prototype H-46 construit à Argenteuil est utilisé à Berre pour la mise au point des capotages moteur dessinés par l'ingénieur Pierre Ernest Mercier pour le bombardier LeO-45. Le LeO H-46 désormais inutile est utilisé comme banc d'essais dynamique pour la mise au point des moteurs 14 N.

Chaque moteur porte en lui ses propres limites et ses points forts. Le défaut des premiers moteurs rotatifs Gnôme construits entre 1908 et 1912 était la soupape d'admission. Logée au coeur du piston, elle finissait après une vingtaine d'heures de fonctionnement par se détacher de son articulation et le piston n'étant plus retenu par la compression dans le cylindre quittait le moteur. Quand, il portait la bielle maîtresse, le moteur explosait littéralement. La solution trouvée par Laurent Seguin en 1912 a été de supprimer purement et simplement cette soupape au profit d'un dispositif de chemise mobile découvrant par une lumière le conduit d'alimentation.

Les moteurs à 14 cylindres rotatifs souffraient d'un autre défaut : étant alimenté par l'arrière du vilebrequin par une pompe à essence unique, une rangée de cylindres arrière était mieux nourrie que l'autre. Dans une étoile, les pistons souffraient d'un régime pauvre et pouvaient se percer, tandis que dans l'autre étoile ils se noyaient. Le Jupiter souffrait de vibrations qui finissaient par détruire les paliers et les roulements.

Le 14 K lui aussi, malgré ses qualités, souffre de défauts liés à sa lubrification, mais son système qui comporte des améliorations techniques remarquables en font un moteur très en avance. Contrairement à ce qu'on pourrait penser, les moteurs fixes sont plus compliqués à lubrifier que les rotatifs : l'huile s'accumule dans les cylindres 4 et 5 et fait défaut dans le cylindre 1 qui porte la bielle maîtresse. Ils sont plus difficiles à lubrifier que les V12 où la circulation d'huile dans le moteur emprunte un parcours bien étudié. Sur les moteurs en ligne et en V, l'apport d'huile au moteur se fait par refoulement sur les paliers ; sur un moteur en étoile (et sur certains moteurs en W), elle se fait par refoulement sous forte pression à travers le vilebrequin. Les moteurs en double étoile comportent deux pompes à huile pour le refoulement et deux pompes de retour pour venir chercher l'huile après usage dans la culasse et venir l'amener aux filtres après une chicane ou puisard filtrant. Sur le 14 K, l'huile sert à la fois à la lubrification des organes mobiles et au refroidissement du moteur. Elle doit donc être filtrée sur le circuit retour et refroidie par un radiateur. Le 14 K est fait pour fonctionner dans des capotages aérodynamiques qui permettent une bonne circulation de l'air autour des cylindres. Plus l'avion est rapide, mieux il fonctionne.

Malheureusement, les pilotes de l'Armée de l'Air connaissent de nombreux serrages et casses moteur avec les moteurs 14 K à cause de leur refroidissement. Pour permettre une bonne ventilation des cylindres à l'atterrissage à vitesse nulle alors que le moteur est chaud, ils ne doivent pas couper le contact, mais au contraire brasser les groupes propulseurs par un plein régime, pendant quelques secondes. La mauvaise lubrification limitant à la fois la puissance et la durée de vie du moteur, les ingénieurs du bureau d'études Gnôme & Rhône ont tout essayé pour améliorer la situation. Le meilleur compromis fut trouvé en multipliant le nombre des pompes à huile. Mal lubrifiés, les moteurs cassent brutalement avant les 450 heures d'utilisation prévues.

A partir de 1934, la société Gnôme & Rhône entreprend des études sur fonds privé des carburants et des lubrifiants pour réaliser des moteurs de 1 000 ch. Les huiles végétales obtenues par pression, comme l'huile de lin, utilisées sur les rotatifs, sont proscrites au profit des huiles d'hydrocarbures. Malheureusement, la France dépend de l'étranger pour son approvisionnement en pétrole brut. Par ailleurs, avec l'élévation du taux de compression et la généralisation de l'usage des compresseurs sur les moteurs, les ingénieurs de chez Gnôme & Rhône démontrent par des casses moteurs provoquées au banc sur des 14 K que des puissances supérieures à 900 ch nécessitent l'ajout dans l'essence de plomb tétra-éthyle si l'on veut obtenir des taux de compression supérieurs à 7. Là encore, la France doit importer des Etats-Unis le plomb tétra-éthyle qu'elle ne produit pas.

Les derniers moteurs 14 Kfrs construits en 1936 bénéficient déjà de ces recherches. Leur puissance atteint 930 ch et même 1010 ch sur certains prototypes construits en 1937. L'un de ces moteurs équipe le Loire 46 C1 prototype de 1936 à titre d'essai ; les Dewoitine D 371 utilisés pendant la guerre d'Espagne sont propulsés par des 14K de 930 ch. Les moteurs de 1 000 ch n'intéressent pas seulement les militaires. Ils intéressent les constructeurs impliqués dans la construction des hydr avions de transport sur les lignes de la Méditerranée et de l'Atlantique. C'est pourquoi Gnôme & Rhône entreprend dès 1934 la réalisation de la série 14 N.

Plus de trois mille cinq cents moteurs 14 K sont finalement construits en France entre 1932 et 1938, sans compter les licences cédées à l'étranger. Un moteur 14 K est vendu en 1936 plus de 400.000 francs.

Les licences de construction du 14 K sont vendues en Belgique (SABCA à Bruxelles), à la Hongrie (Manfred Weiss à Budapest), à la Tchécoslovaquie (Walter-Praha), à l'Italie (Isotta-Fraschini à Milan), à la Roumanie (Industria Aeronautica Romena à Brasov) et à la Russie (usine Molotov).

Les Soviétiques produisent le 14 K sous licence dans leur usine de Moscou sous la désignation M-85. Ce moteur propulse les neuf bimoteurs ANT-35 dessiné par l'ingénieur Tupolev en 1936, une bonne partie des chasseurs monoplaces à aile de mouette I-153 dessinés par l'ingénieur Polikarpov et le I-180, une version à moteur de 900 ch de chasseur en bois dérivé du fameux I-16 dû à Polikarpov, ainsi que les premières versions du bombardier bimoteur Iliouchine Il-4. Les soviétiques parviennent même à développer deux variantes plus puissantes, sous la direction de l'ingénieur Shvetsov, les versions M-86 et M-87 de 950 ch (augmentation du taux de compression et du régime).
Le 14 K de 900 ch produit par Isotta-Fraschini en Italie équipe le chasseur monoplace Breda Ba.65, un appareil d'attaque au sol produit à partir de 1936 à quatre vingt et un exemplaires.

Sources documentaires

Dossier Le moteur Gnône et Rhône 14K Mistral Major. Gérard Hartmann.

Clerget 14F

Moteur en étoile à huile lourde

1929 : des moteurs aériens au gasoil ?

Gros plan En 1928, alors qu'il est responsable d'un laboratoire de recherche sur les moteurs à huile lourde aux Services techniques de l'aéronautique situé au sein même du ministère de l'Air boulevard Victor à Paris, Pierre Clerget assiste régulièrement à des projections de films montrant des crash d'avions, lesquels se terminent invariablement par l'explosion des réservoirs d'essence, l'incendie de l'appareil et la perte de l'équipage. Le danger d'explosion est la hantise du ministère. D'où l'idée d'alimenter les moteurs à l'huile lourde (gasoil) non combustible dans des conditions naturelles.
Clerget lui-même fait et refait cette expérience spectaculaire devant les officiels : il jette une torche enflammée dans un baquet d'huile et, alors que l'auditoire est pris de panique, la torche s'éteint ! L'huile lourde, résidu du cracking du brut, est produite depuis peu en France par la Compagnie française de raffinage. Elle alimente des moteurs industriels. L'année suivante, en 1929, les constructeurs de dirigeables Allemands, Anglais et Italiens commencent à abandonner le moteur à essence pour un Diesel, plus sûr. Si le gasoil est bon marché et serait utilisable dans l'aviation, les moteurs " aériens " puissants et légers manquent. En juin 1929, chez Junkers en Allemagne, pays où le diesel est né et à Paris au STAé, deux moteurs prototypes répondant à ce critère sont présentés. La solution française, le Clerget 9 A alimenté à huile lourde pèse 228 kg et développe 110 ch à 1800 tours. En 1930, sur le Clerget 9 B la puissance est portée à 200 ch et à 300 ch sur le 9 C en 1932. Le moteur diesel d'aviation n'intéresse pas seulement les militaires. En France, l'idée d'employer l'hydrogène hautement explosif pour le transport public déplaît ; le gouvernement et les instances chargées des transports aériens se sont nettement prononcées contre les dirigeables. Plusieurs constructeurs planchent sur des appareils volants géants capables de traverser l'Atlantique avec des passagers : Blériot, Couzinet, Farman, Latécoère, Lioré et Olivier. Face à ces perspectives nouvelles, les travaux de Clerget au STAé sur les moteurs à huile lourde revêtent un intérêt certain.

Les merveilleux Clerget 14-cyl à huile lourde

Fort d'une expérience de quatre années acquise sur les 9-cyl en étoile, et pour répondre à la demande pressante des constructeurs qui veulent des moteurs d'aviation puissants (plus de 300 ch), le groupe Clerget réalise en 1932 un premier 14-cyl en étoile, baptisé 14 D, développant 300 ch à 1500 tours pour un poids de 467 kg. Le 14 D donne naissance en 1934 au 14 E de 36,7 litres de cylindrée (140 x 170 mm) fournissant une puissance réelle de 400 ch grâce à un haut régime de rotation, 1 800 tours, obtenu par un palier central sur rouleaux. Ce moteur, qui dérive du 9 C par augmentation de l'alésage, est proposé au marché en 1934, après avoir effectué une série d'essais en vol sur le Potez 25 du STAé. Fait inattendu, à partir de 1934, les moteurs Diesel développés par l'équipe Clerget au STAé atteignent en puissance celle des meilleurs moteurs à essence, le " Jupiter " chez Gnome et Rhône, dans sa version non suralimentée, ne dépasse pas 420 ch et le meilleur 12 cylindres ayant passé l'homologation chez Lorraine, qui développe 450 ch. Le premier moteur alimenté au gasoil d'aviation commercialisé au monde, le Packard Diesel, quoique léger, 231 kg, ne développe que 225 ch. Le gourmand Jumo 204 chez Junkers dépasse les 500 ch mais il pèse plus de 800 kg, et que dire du Beardmore Diesel propulsant le dirigeable géant R 101 britannique, avec ses 525 ch à 900 tours ( !) et ses 2 250 kg !
En 1934, la petite équipe réunie autour de Pierre Clerget au laboratoire de la porte d'Issy sort le 14 F, avec une cylindrée légèrement réduite (34,5 litres) et une pompe d'injection améliorée, alimentant une double injection directe (brevet Clerget), délivrant 450 ch à 1 800 tr/mn. De manière à pouvoir encore augmenter sa puissance par suralimentation, un système de refroidissement mixte est développé : air et eau plus glycol. Comme sur le 9 C à huile lourde, plusieurs variantes susceptibles d'intéresser le ministère par un usage militaire concret sont présentées, 14 F1, 14 F2, 14 Fcs (compresseur) dont un moteur réversible, sur une même base mécanique.
La version 14 F1 à simple injection comporte un dispositif de réversibilité en vol du sens de rotation du moteur et délivre 500 ch à 1900 tours pour 600 kg. En juillet 1934, des essais de frein Froude sont réalisés au STAé. Ils montrent que ce moteur est sobre et puissant ; il délivre jusqu'à 580 ch au régime de 2050 tours, ne consomme que 175 g/ch/h à la puissance de 450 ch, 180 g/ch/h à la puissance de 500 ch et 185 g/ch/h à la puissance de 580 ch. Une puissance de 730 ch est obtenue en sur régime (2 200 tours, qu'on peut soutenir plusieurs minutes, contrairement aux moteurs à essence). Le système de réversion de la marche, en revanche, jugé dangereux par certains pilotes d'essais, est bientôt rendu superfétatoire par l'apparition des hélices à pas variable en vol, un dispositif qui commence à être fabriqué en série.
Un moteur 14 F1 de 450 ch est monté sur un Potez 25 en 1934 pour des mesures de puissance et de consommation. Dans ce but, l'avion doit effectuer la liaison Paris-Bordeaux et retour sans ravitaillement. Le 13 mai 1935, piloté par l'adjudant chef Jacot, le Potez 25 fait un vol direct Paris Bordeaux à 180 km/h de moyenne, la consommation étant de seulement 166 g/ch/h. Cette expérience montre qu'avec son moteur Diesel, le Potez 25 réalise les mêmes performances qu'avec son moteur à essence de série, le Lorraine 12 Eb de 450 ch, mais avec un rayon d'action supérieur de 40 %. Une idée reçue de plus est bousculée : diesel ne veut pas dire poussif, gourmand et lourd !
La version 14 F2 possède deux injecteurs par cylindre, une solution à laquelle Clerget est attaché depuis toujours. Pièce sensible, les injecteurs sont réalisés en acier haute résistance et vissés dans le carter par un contre écrou. La culasse est réalisée en alliage RR56, forgé et fraisé. Comme sur le 14 F1, un démarreur Viet à air comprimé permet des départs faciles, malgré le taux de compression élevé. En effet, la compression (17 à 1) est telle sur ces moteurs diesels qu'il est impossible (et dangereux) de brasser l'hélice. Une soupape de décompression est ajoutée, autorisant les démarrages. Produit en (petite) série chez Hispano-Suiza en 1936 et 1937, ce moteur délivre alors 500 ch à 1900 tours pour un poids de 585 kg. Sur cette version, le palier central à rouleaux est supprimé, de même que l'eau du refroidissement, effectué désormais purement par air.
Monté pour évaluation sur le Potez 25, le 14 F2 permet d'établir le 4 octobre 1934 avec le pilote du STAé l'adjudant-chef Jacot, un record mondial d'altitude pour moteur à huile lourde à 6 000 m avec une charge de 2 100 kg.
Dès le début de l'année 1935, le système de pompes à injection et injecteurs Clerget est parfaitement au point, dûment breveté et sera monté sur tous les moteurs ultérieurs, même s'il faut, selon l'ingénieur Meulien, pour réaliser une bonne crépine d'injecteur, en fabriquer et en essayer des quantités. Bien entendu, Clerget met en place un système d'injection double (mélange carburé et adjuvant chimique) sur le quatorze cylindres. Le système de double injection (gasoil et nitrate de méthyle et d'éthyle mélangé) avec deux compresseurs Gnome et Rhône, permet d'élever la puissance en janvier 1936 à 500 ch pour une masse du moteur de 510 kg. Clerget prépare en 1937 un 14 F2 monté toujours sur l'antique Potez 25 dans l'espoir de battre un record d'altitude. Après différents essais de compresseur Gnome et Rhône (un étage, deux étages, une vitesse, deux vitesses) et de turbocompresseur Rateau pendant l'été 1937, le record mondial d'altitude pour moteur Diesel est porté à 7 652 mètres le 6 décembre 1937, sur le Potez 25 dont l'aile reçoit deux mètres carrés de voilure supplémentaire. Ce vol est conduit par l'équipage Georges Détré, pilote, et Raymond Marchal, ingénieur de bord ; au cours du record, alors que la température extérieure est de -42 °C, le moteur fonctionne parfaitement et le 14 F2 se paye le luxe de fonctionner en altitude compresseurs Gnome et Rhône arrêtés !
Un 14 F2 est sacrifié en septembre dans un test de longévité au banc. Des techniciens se relaient jour et nuit pour les pleins et le moteur est lancé à plein régime jusqu'à ce qu'il casse. Peu avant Noël, alors qu'il vrombit toujours, l'équipe stoppe le moteur pour passer des fêtes de fin d'année tranquilles. Le 14 F2 n'a pas cassé et il a tourné plus de 3 000 heures ! Le " meilleur moteur Diesel d'aviation du monde ", le Clerget 14 F est homologué en trois temps. Un 14 F2 réussit le 29 juillet 1938 l'homologation à la puissance de 520 ch à 1 910 tours par minute. La licence de fabrication est vendue Hispano-Suiza. Une série de 32 moteurs à huile lourde est mise en fabrication, de façon à permettre aux Sociétés nationales de disposer d'un propulseur d'altitude, et aux bureaux d'études des constructeurs intéressés de mettre au point des machines de guerre. Les licences des pompes et injecteurs sont vendues à Hispano- Suiza (Bois Colombes, automobiles et moteurs d'avion), Chenard et Walker (Gennevilliers, automobiles), à la Société des carburateurs Zenith (Levallois-Perret), à la Société Viet (démarreurs et accessoires) et à l'Omnium Métallurgique et Industriel Chaise (Paris, moteurs d'avion).

Le turbo diesel, une invention française

Monté sur Junkers 86, le Jumo 004 permet au bimoteur de voler en croisière à 40 000 pieds. A cette altitude, le bombardier ne peut être intercepté par aucun chasseur, les plus puissants moteurs à essence étant incapables de fonctionner. De quoi donner des cauchemars aux stratèges des états-majors. En France en 1938, tandis que sont commandés à la SNCASE des centaines de bombardiers LeO-45 sans moteurs, les ingénieurs de la SNCM testent au banc en altitude des moteurs à essence fortement suralimentés capables de supporter les très basses températures conséquence des hautes altitudes de vol. Chez Gnome & Rhône et chez Hispano-Suiza on teste fébrilement de la même façon tous les compresseurs existants.
Tandis que Clerget est chargé d'étudier un moteur Diesel suralimenté de 4 000 chevaux (pour quel usage ?), les Services techniques de l'aéronautique sous la conduite de l'ingénieur Raymond Marchal montent un compresseur à deux étages Rateau-Farman sur un 14 F. Ainsi naît le premier moteur turbo diesel du monde, baptisé non pas TDI ou HDI mais Fcs (type F suralimenté). Le résultat est stupéfiant. Si la merveilleuse longévité du 14 F2 est légèrement entamée, la puissance en altitude est élevée de manière très spectaculaire.
Le moteur turbo diesel 14 Fcs apparaît le 24 novembre 1938 à Villacoublay pour essais sur le Potez 25 du STAé. Le moteur délivre 590 ch à 1900 tours au sol, 610 ch à l'altitude dite de rétablissement de puissance, vers 1600 mètres et il développe 710 ch en altitude (4 000 mètres). D'une sobriété étonnante, il ne consomme à la puissance de 600 ch que 203 grammes par cheval et par heure. C'est le premier moteur d'aviation français comportant deux étages de compression centrifuges et le premier diesel au monde dont le rapport poids/puissance est inférieur à 1 (0,98). Plusieurs vols sont effectués avec ces moteurs en 1939 sur un bimoteur Bloch 203.
Cherchant à regagner la fiabilité perdue, on diminue les contraintes thermiques en abaissement le taux de compression de 17 ou 15 à 12 et en ajoutant au combustible une faible quantité de pyridine pour éviter le " gommage " des pistons. Le moteur 14 F est homologué en 1939 une troisième fois à la puissance de 720 ch au décollage. Il supporte même de fonctionner pendant deux heures en survitesse, à 2 400 tr/mn, atteignant une puissance de 940 ch en pointe. Sur ces derniers moteurs, les culasses sont toujours refroidies par air, mais les cylindres sont à refroidissement mixte à air et à eau. Muni de ces dispositifs et d'une pompe à eau, le moteur 14 Fcs en ordre de marche pèse 710 kg. Pressé par les commandes du réarmement à produire en série des moteurs d'aviation puissants, l'Etat crée en juillet 1939 le Groupe d'étude des moteurs à huile lourde (GEHL) et en confie la direction à l'ingénieur Marchal. Les rôles entre l'ancienne équipe Clerget du STAé et le GEHL sont redistribués par le ministère. Les recherches et développements des nouveaux moteurs sont rattachés à l'Arsenal de l'Aéronautique, nouvellement créé, sous la direction de Clerget, et Marchal est chargé préparer la fabrication en série du 14 F chez les industriels de l'automobile. Un petit bureau d'études avec deux ingénieurs et cinq techniciens d'essais est créé chez Panhard à Ivry début 1940, avec des moyens d'essais statiques à Chalais- Meudon et en vol au C.E.V. de Villacoublay. Cent moteurs 14 F doivent être fabriqués. La capitulation de juin 1940 met fin au projet. Repliés chez Panhard à Tarbes en juillet 1940, les ingénieurs du GEHL sont dispersés par l'exode dans le sud de la France, avant d'être regroupés à Lyon à la SIGMA en septembre 1941. Là, les travaux de diésélisation des 14-cyl reprennent sur une base existante, le Gnome & Rhône 14 N, moteur du LEO- 451. Fin 1942, une puissance de plus de 1 080 ch est obtenue au banc avec le turbo sur la base du 14 N (qui prend la dénomination 14 NC, C pour Clerget) se terminant par l'explosion du moteur. Le groupe comprend une cinquantaine de personnes, exploitant trois bancs de monocylindres et trois bancs de moteurs complets. Six moteurs 14 NC complets sont réalisés et testés fin 1943 pendant plusieurs heures à plus de mille chevaux.
Quand les locaux de la SIGMA sont détruits par les bombardements alliés en mai 1944, Marchal et les ingénieurs du GEHL remontent sur Paris où le ministère de l'Air leur octroie l'ancienne usine Talbot de Suresnes, un site réquisitionné par l'Etat en août 1939 et transformé en laboratoire d'étude des moteurs de grande puissance qui faisaient tant défaut dans l'aviation française.
Quand l'Allemagne capitule en mai 1945, le GEHL à Suresnes récupère 70 machines-outils de qualité, et les essais sur le 14 NC reprennent. Le 1er janvier 1947, au moment où le GEHL est absorbé par la SNECMA, le groupe dispose de 170 machines- outils, six bancs d'essais monocylindres dont quatre insonorisés, un laboratoire développant des injecteurs, le tout sous une surface couverte de 10 000 m2, trois bancs d'essais à Toussus-le-Noble pour les moteurs à pistons et un banc pour les essais de pulso-réacteurs, avec un effectif de 226 personnes. Un 32 cylindres Diesel de 4 000 ch est mis à l'étude quand la SNECMA décide l'abandon des moteurs à pistons.
De nos jours, 40 % des automobiles en France roulent au gasoil, la plupart avec un turbo et la totalité du parc des poids lourds en Europe.

Sources documentaires

Dossier Mazout d'enfer sur le Clerget 14. Gérard Hartmann. (pdf, 1637 Ko)

Le Rhône 9J

Moteur rotatif

Le moteur Le Rhône 9C

Le moteur Le Rhône 9C comprend une partie fixe, le vilebrequin, en deux parties réunies par un emmanchement carré, à un maneton, un plateau arrière supportant la magnéto et la pompe à huile, et neuf cylindres rotatifs réunis par un carter annulaire en acier Martin, fermé à l'avant par un nez doublé d'un faux nez supportant l'arbre d'hélice, et fermé à l'arrière par une flasque bloquant le vilebrequin.
Les pistons sont en fonte et comportent quatre segments racleurs en acier " rapid ". Vissés dans le carter en aluminium et bloqués par un contre-écrou en acier, les cylindres sont en acier et comportent intérieurement une chemise en fonte emmanchée à la presse. La culasse porte deux soupapes par cylindre, leur axe convergeant vers leur axe de rotation : la force centrifuge est utilisée pour le rappel.
Elles sont commandées par un basculeur lui même commandé par des tiges poussées par des cames dans le carter. La tension des ressorts de rappel est nulle. Les tubulures d'admission caractéristiques des moteurs Le Rhône sont en cuivre, en deux pièces, permettant leur dilatation par le chaleur ; la bride d'attache est en acier.
L'embiellage est de type bielle maîtresse (traditionnellement celle du haut sur le plan) et huit bielles secondaires solidarisées. Les bielles ont un degré de liberté par rapport à l'axe du maneton et entre elles. Formées de deux coquilles, les têtes de bielles comportent trois séries de rainures garnies de bronze où viennent s'engager les talons des têtes de bielles, permettant les mouvements d'oscillation par rapport à la bielle maîtresse. Les bielles 4 et 5 sont à petit talon, les bielles 3,6 et 9 à moyen talon et les bielles 2, 5 et 8 à grand talon.
Particulier aux moteurs Le Rhône, le système de distribution comprend deux soupapes inclinées actionnées en poussée et en traction un culbuteur commandé par une tige située à l'arrière du moteur elle même actionnée par un basculeur à deux galets (admission et échappement) situé dans le carter et dont chaque galet roule sur une came à cinq bossages. Cette came tourne dans le même sens que le moteur dans un rapport 9 à 10 (faux nez 45 dents, came 50 dents). Le moteur gagne donc un tour sur dix. Tous les deux tours moteur, les galets se trouvent au même point de la came et au bout de dix tours au même point des bossages de ces cames. La came avant (en bas sur le dessin) commande l'admission, la came arrière (en haut) l'échappement.
Le graissage se fait par une unique pompe à cylindre oscillant commandée par un arbre joignant le vilebrequin via une vis sans fin, dans un rapport 9/5 soit à la vitesse de 2 160 tours par minute. Dès l'arrêt du moteur, le pilote doit fermer l'arrivée d'huile à la pompe pour que l'huile ne coule pas dans les cylindres si la pompe oscillante est restée en position ouverte. Il existe six sorties d'huile sur le trajet de la canalisation : parois intérieures des cylindres, came et galet de distribution, maneton de vilebrequin, coquilles de bielles. Les têtes de bielles ont des trous et des pattes d'araignée.
L'allumage est fait par une magnéto tournant avec le moteur dans un rapport 9/4, soit 2 700 tours. La transmission du courant se fait par charbon frotteur monté sur le moyeu de volant moteur, par plots du distributeur rotatif jusqu'aux fils des bougies. Le moteur Le Rhône 9C de 80 ch complet pèse à sec 119 kg. Il consomme 33 litres d'essence et cinq litres d'huile à l'heure.
Le Nieuport X (type 10) est le premier biplan dessiné par l'ingénieur Gustave Delage chez Nieuport-Astra, au printemps de 1914. Comme tous les appareils créés à cette époque, c'est un biplace d'observation. Delage avait été frappé le 20 avril à Monaco par la vitesse stupéfiante atteinte par le petit biplan Sopwith " Tabloïd " piloté par Howard Pixton, qui dépassait allègrement les 130 km/h avec un petit moteur Gnôme de 80 ch seulement, et il s 'en est largement inspiré. Le ministère de l'équipement impose à Nieuport, dont les ateliers quittent Issy-lesmoulineaux (Hauts-de-Seine) en août 1914 pour Lyon (Rhône) par suite de guerre, le moteur Le Rhône 9C qui vient de réussir son homologation à 80 ch pendant 15 heures, et dont le temps moyen entre pannes est supérieur à 30 heures, soit le double des moteurs Gnôme.
Mobilisé en août, Delage libéré fin 1914 reprend ses fonctions au bureau d'études Nieuport. Toujours inspiré par le Sopwith " Tabloïd " de 1914 destiné à la Coupe de vitesse Gordon-Bennett, Il dessine un chasseur monoplace léger, rapide et maniable, aux commandes très précises et douces, le Nieuport 11 BB, plus communément appelé " bébé " Nieuport. Le " bébé " Nieuport va s'avérer à l'usage l'un des avions les plus remarquables de la première guerre mondiale.
C'est un pur monoplace de chasse, pesant 320 kg à vide (avec son moteur, un Le Rhône 9C de 120 kg), de seulement 13m² de surface portante (contre 18m² au Nieuport 10) capable de voler à 155 km/h et de grimper à mille mètres en quatre minutes. Il est plus rapide que le Fokker E1 allemand et surtout beaucoup plus maniable. Le Nieuport 11 est armé d'une mitrailleuse Hotchkiss ou Lewis placée au-dessus du plan supérieur d'aile ; il entre en service au front au début de l'année 1916 à un moment critique : les alliés ne possèdent la supériorité aérienne. En particulier, au cours du mois de janvier et février, les britanniques avaient perdu plus de 1.500 aéroplanes et 800 pilotes, les Allemands et Autrichiens alignant des appareils puissants, biplaces et très armés. Le Fokker E1 à la mitrailleuse synchronisée fait alors régner la terreur dans le ciel français.
Dès son entrée en service, le Nieuport 11 change ce rapport de forces. Pendant la bataille de Verdun, en février 1916, des pilotes aussi remarquables que Tricornot de Rose, le créateur de l'escadrille et patron de la chasse en France, Jean Navarre, l'as aux douze victoires, Albert Deullin, l'as aux vingt victoires, Georges Guynemer, l'as aux 54 victoires et René Fonck, l'as des as français avec 75 victoires, trouvent dans le Nieuport 11 un excellent engin de chasse. Le Nieuport 11 a infligé de si lourdes pertes aux allemands que le haut commandement interdit à ses pilotes de voler autrement que groupés en escadrilles pour se défendre mutuellement.
Le moteur Le Rhône 9C a été produit en France à 5.600 exemplaires en 1915 et 1916. A ce chiffre s'ajoutent les 1.300 exemplaires construits sous licence en Grande-Bretagne par W.H.Allen Son & Co Ltd à Bedford, F.W. Berwick & Co Ltd à Park Royal et par Daimler à Coventry.
Construit sous licence avant la guerre par la firme autrichienne Steyer Werke, le moteur Le Rhône 9C a été également produit en Allemagne, toujours avant la guerre, par les importantes firmes Siemens et Mercedes- Benz.

Le moteur Le Rhône 9J

Le moteur 9J de 110 ch est un neuf cylindres en étoile rotatif basé sur le même principe que le moteur 9C de 80 ch. Le nouveau type, plus puissant, est aussi plus encombrant et plus lourd que le moteur précédent. Son diamètre passe de 85 cm à exactement un mètre. Cependant, des améliorations sont apportées pour simplifier les opérations d'entretien. La commande de distribution est placée à l'arrière du moteur, ce qui la protège des corps étrangers venus de l'avant. Le faux nez, trop compliqué à démonter, est supprimé et c'est le porte-hélice qui supporte le roulement de contre-coude. La butée en bout de vilebrequin supportant les efforts longitudinaux est supprimée, et le roulement arrière à rotule S.K.F. tient lieu de butée. L'arrière du carter moteur est fermé par une simple flasque supportant l'engrenage commandant les cames et le distributeur de courant.
Vu par le pilote, le moteur tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, comme tous les moteurs Le Rhône.
L'alésage passe de 105 mm à 112 mm et la course passe de 140 à 170 mm, le moteur cubant 15 litres contre 10 litres au 9C. Les arrêts des ressorts de soupape sont formés de cônes inverses rappelés par des ressorts à la force centrifuge. La levée de la soupape d'admission est de 9 mm, celle de la soupape d'échappement de 7 mm.
Dès son homologation à 110 ch en juillet 1915, le moteur 9J est testé sur différents appareils. Destiné à remplacer les Nieuport types 10 et 11, le Nieuport type 16, qui apparaît au printemps 1916, est propulsé par le nouveau moteur, avec lequel ses performances ne sont toutefois pas supérieures au type 11. En revanche, sur le Nieuport type 17, qui apparaît au front en juillet 1916, les performances sont brillantes.
En deux ans, la France construit environ 4.000 Nieuport type 17, dont 3.500 à moteur Le Rhône 9J de 110 ch. En octobre 1916, la Marine française se dote d'une escadrille de chasse, équipée de Nieuport 17, basée à Dunkerque. Les Nieuport 17 français équipent les aviations britanniques (500 exemplaires), russes (400 exemplaires), belges et hollandaises (200 exemplaires), et 75 sont fournis au corps expéditionnaire américain en Europe. Quelques appareils Nieuport 17, une minorité, sont propulsés par le moteur Clerget de 130 ch.
Le 9J est le moteur Le Rhône qui a été fabriqué dans le plus longue série. 9.350 exemplaires ont été fabriqués en France entre 1915 et 1917. La Grande-Bretagne en a fabriqué 1.100 exemplaires sous licence chez W.H. Allen Son & Co Ltd à Bedford. Ils équipent les excellents Avro 504 K et le très rapide Bristol M1C.
En Suède, pays neutre, la société Thulin produit pour l'Allemagne des moteurs 9J et en Allemagne Oberursel Motoren, qui détenait déjà la licence de construction du moteur 9C avant la guerre, produit le 9J sous le type Oberursel UI en 1916 (650 en Allemagne et 200 en Suède). Ces moteurs équipent des Fokker DR1, E5 et D8.
En Italie, la Societa Italiana Motori Gnôme Et Rhône (SIMGER) à Turin produit le 9J jusqu'en 1917 pour en équiper ses Nieuport 16 et 17, construits chez Nieuport- Macchi. La Russie, avant la Révolution d'octobre, produit le moteur 9J dans l'usine Impériale Russe de Moscou. Les Etats-Unis produisent sous licence 1.400 moteurs 9J pour équiper les chasseurs Nieuport 27 qu'ils produisent sous licence.

Sources documentaires

Dossier Les moteurs Le Rhône. Gérard Hartmann. (pdf, 3065 Ko)

Gnome Oméga

Moteur rotatif

Historique

En 1910, après une mise au point minutieusement réalisée par des tests au banc d'essai et dans les compétitions, une construction en série du moteur rotatif de 50 ch est lancée. En 1911, les services techniques de L'Armée française homologuent le moteur « Oméga » de 50 ch et 8 litres de cylindrée (test de dix heures de fonctionnement).
L'aviation militaire démarre en France à l'été 1910 ; l'Armée achète une trentaine d'appareils et ouvre des écoles de pilotage sur tout le territoire national. Les premiers pilotes militaires sont brevetés en début d'année 1911. L'usine Gnome de Gennevilliers fournit à l'Armée française 35 moteurs en 1911, 142 l'année suivante (66% des moteurs d'avions militaires). Pour un usage militaire, étant alourdis par 300 kg de charge (essence, équipements, deux pilotes à bord) les aéroplanes doivent être propulsés par des moteurs d'au moins 50 ch.
Le 9 juin 1910, le lieutenant Féquant et le capitaine Marconnet sur un biplan militaire Farman à moteur Gnome Oméga volent de Bouy (près de Mourmelon en Champagne) à Vincennes près de Paris, soit 145 km parcourus 2 h 30, ce qui constitue le nouveau record du monde de distance et de durée pour vol avec un passager. Cette date est considérée comme le début de l'aviation militaire dans le monde.
En 1910 la vente de matériel aéronautique est encore difficile. Sur les cinquante « Demoiselles » fabriquées par le grand industriel de Levallois et Clichy Clément-Bayard, douze seulement trouvent acquéreur et deux volent réellement. La société des moteurs Gnome vend trois moteurs Oméga en 1909, 25 l'année suivante, 230 en 1911, dont 35 à l'Armée Française,et 195 rotatifs Oméga en 1912.
Les moteurs rotatifs Oméga et les types suivants sont achetés sous forme de licence de construction à l'étranger par les USA, l'Italie, la Russie, la Suède (Thulin), l'Allemagne (Oberursel) et la Grande-Bretagne (Bristol Carriage Co).
L'usine Gnome créée par les français à Moscou en 1912 (laquelle sera fermée le 28 janvier 1918 par les bolchéviques avant de réouvrir en 1919 sous le nom de IKAR), produit le rotatif Oméga. Le moteur russe équipe le Dokuchev-2, une copie du Henri Farman III, le monoplan MB Mosca-Bystritsky, une copie du Morane-Saulnier, le monoplan Kovanko, l'étrange bombardier bipoutre Porokhovschikov 2, le PTA-1, une autre copie du Farman III, le Ptenets L-1, le fin monoplan Tereschenko 5 (construction du Morane-Saulnier sous licence), de même que le monoplan Tereschenko & Zembinsky, ainsi que le Grigorovitch M-1, un hydravion à coque.

Sources documentaires

Dossier Les moteurs Gnôme & Rhône - La production en série. Gérard Hartmann. (pdf, 1092 Ko)

Turboméca Turmo III

Turbopropulseur / Turbo-moteur

Généralités

Le Turmo est un moteur à turbine libre équipée d'un compresseur à deux étages, un étage axial suivi d'un étage centrifuge ; une chambre de combustion annulaire ; turbine à deux étages liée au compresseur et une turbine libre à un étage (deux par la suite). Il existe en turbomoteur et turbopropulseur.
La version turbopropulseur est limitée à 6.000 tours/minute, l'arbre de transmission est activé par la turbine libre via un embrayage et un réducteur d'hélice qui diminuent la vitesse de rotation à 1.240 tours/minute. Le Turmo II a équipé le Breguet 940. Le Turmo III D 2 propulsait le quadrimoteur à décollage et atterrissage court Breguet 941 et était prévu pour le 942 (version pressurisée du 941), le premier essai en vol eut lieu en 1961, il avait la particularité que les moteurs étaient couplés entre eux par une transmission, ainsi un moteur avait la possibilité de faire tourner n'importe quelle hélice de l'avion. Le Turmo III était aussi prévu pour le Dassault Spirale III.
La version turbomoteur III C 2 a équipé l'hélicoptère Frelon puis a volé pour la première fois sur Super Frelon en décembre 1962. Les essais de qualification ont eu lieu de décembre 1967 (III C 5) à décembre 1972 (III C 7, IV C). Il a aussi été construit sous licence en Grande-Bretagne par Blackburn pour le Kaman K-17 et une version du Westland Wasp.

Le Turmo a également équipé d'autres moyens de transport. En 1972, le prototype TGV 001 d'Alsthom était doté de 4 turbines Turmo III G puis Turmo X. Le 8 décembre 1973, sur la ligne des Landes, le TGV 001 atteint la vitesse de 318 km/h, qui est restée le record mondial de vitesse pour un train à traction thermique. Les "turbotrains" T 2000 de ANF étaient motorisés par un Turmo XII ou un Turmo III H1.
Sur l'eau, le Naviplane N300 de la SEDAM était également équipé de Turmo.

Caractéristiques
Puissance au décollage	1.104 kw
Puissance maxi continu	957 kw
Consommation horaire	350 kg
Vitesse de rotation	33.500 t/mn
Vitesse de rotation hélice	1.240 t/mn
Longueur	1,87 m
Largeur	0,93 m
Hauteur	0,93 m
Poids	365 kg

Sources documentaires

Jane's All the aircraft 1977-78.
Docavia 10, les turbomachines mondiales.
Site Wikipédia.

Turboméca Astazou (éclaté)

Turbo-moteur

Coupe Astazou XIV

Généralités

L'ASTAZOU XIV M est un turbomoteur du type à turbine liée au compresseur, avec prise de mouvement à l'avant, entraînée par l'intermédiaire d'un réducteur.
Il tourne à vitesse constante à 43.000 tr/mn, soit 6.334 tr/mn pour la prise de mouvement.
Son sens de rotation, vu de l'arrière du moteur, est le sens inverse horaire (S.I.H.).
Il est livré en groupe complètement équipé, permettant son installation et son utilisation sur l'hélicoptère SA 342 M, le moteur comprend :
- les dispositifs de démarrage et de régulation ;
- le circuit de graissage (radiateur équipement avionneur) ;
- les dispositifs de contrôle et de fonctionnement.

Performances et limitations

Le tableau ci-dessous, donne les performances minimales garanties de l'ASTAZOU XIV M, au banc d'essais avec frein hydraulique (point fixe, au sol), réduites aux conditions standards (15° C. 1.013 mb) sans prélèvement de puissance, sur les accessoires, ni prélèvement d'air, avec buse d'entrée d'air calibrée et une tuyère droite de 234 mm de diamètre de sortie (section 429,83 cm2), les consommations indiquées s'appliquent aux carburant ayant un pouvoir calorifique supérieur à 10.300 kcal/kg.

Régimes	Vitesse de rotation en tr/mn	Puissance sur l'arbre en kW	Température t4 en C°	Consommation horaire en kg	Consommation spécifique en g/kW/h
Uni-horaire (décollage) et Maximum continu	43.000 ± 200	440	430	170	386
Ralenti sol	25.000 ± 400	0	330 environ	37 environ

NOTA 1 :- Le moteur a été homologué à la puissance thermique maximale de 640 kW (Cs 325 g/kW/h) et au régime maximal continu de 575 kW (Cs 334 g/kW/h).
NOTA 2 : - Par rapport à ces valeurs, le moteur est écrêté au régime maximal uni-horaire, à la valeur de puissance mécanique de 440 kW pour des raisons de tenue de réducteurs et de transmissions.

Vitesse de rotation :
- vitesse de rotation max régulée : 43.000 t/mn;
- vitesse de rotation ralenti régulée : 25.500 t/mn;
- vitesse d'autonomie : 22.000 t/mn;
- écarts transitoires extrêmes : ± 1.500 t/mn;
- survitesse tolérée exceptionnellement : 45.600 t/mn (10 s).
Température T4 :
Pendant le démarrage :
- 600° en automatique ;
- 650°en automatique surtempérature transitoire.
NOTA : - Les valeurs ci-dessus sont majorées de 100° en procédure manuelle secours.
En vol avec tuyère :
- maximale au décollage 550° C (surtempérature maximale en cas d'urgence 600° C) ;
- maximale continue 500° C ;
- en vol avec déviateur de jet :
- maximale au décollage 570° C ;
- maximale continue 520° C.
Circuit d'huile :
- norme d'huile : synthétique AIR 3514;
- capacité du circuit : 10 litres;
- niveau maximal : 9,6 litres;
- consommation normale : 0,1 litre/h;
- consommation maximale : 0,5 litre/h;
- pression d'utilisation : 1,5 à 5 bars;
- pression minimale au ralenti H. RAL. : 0,39 bars;
- pression minimale au nominal H. MOT : 1,1 bars;
- température maximale en fonctionnement : + 90° C;
- température minimale en fonctionnement : - 15° C;
- dilution maximale : 10 %.
Circuit d'air:
- pression d'air compresseur : P2 = 7,6;
- température d'air P2 : T2 = 300° C.
Circuit carburant :
- pression pompe de gavage : 0,5 bars;
- débit pompe de gavage : 180 litres/h;
- pression de la pompe principale : 14 bars.
Circuit électrique :
- tension minimale avant démarrage : 25 V;
- tension minimale pendant le démarrage : 15 V.

Sources documentaires

Cours Astazou XIV Ecole Supérieure et d'Application du Matériel.

Turboméca Artouste II

Turbomoteur

sur l'Alouette II

l'Artouste éclaté (ici une Artouste III montée sur Alouette III et Lama)

Composition

C'est une turbine à roues solidaires, à axe horizontal.
Elle se compose des principaux éléments suivants :
- d'un compresseur centrifuge à un étage.
- d'une chambre de combustion annulaire avec injection centrifuge du combustible.
- d'une turbine axiale à deux étages fournissant l'énergie.

Description

Sens de rotation	Sens des aiguilles d'une montre pour un observateur placé devant l'appareil
Régime d'utilisation	34.000 tr/mn
Régime de croisière économique	33.000 tr/mn
Poids total à sec avec accessoires	144 kg
Longueur	1.476 mm
Largeur	760 mm
Hauteur	678 mm
Puissance maximum autorisée	406 CV en atmosphère standard
Puissance continue en vol de croisière	360 CV en atmosphère standard
Poussée résiduelle	Environ 30 kg
Carburants	Normal : Kérosène TRO - J.P. 1. Norme AIR 3405. Kérosène TR4 - J.P. 4. Norme AIR 3407. Dieseline 47-O. Norme 95-STM. Carburant J.P.5. Secours : Essence MT-80. Norme AIR 3401. Autorisée 25 h entre révisions au maximum.
Lubrifiant	Huile minérale répondant aux spécifications de la norme AIR 3512
Vitesse de rotation maintenue constante quelle que soit la charge par un régulateur isodrome
Démarrage par génératrice démarreur LABAVIA type 2500
Consommation horaire en croisière au niveau de la mer	150 kg/h environ

L'Artouste II a été certifié le 2 mai 1957. Sa production totale est de 1.445 exemplaires jusqu'en 1964.
Il a également été produit sous licence en Grande-Bretagne par Blackburn et Bristol Siddeley ainsi qu'en Inde par HAL.

L'Artouste III B motorise le SA315B Lama et le SA 316 B Alouette III. Il a été certifié le 15 décembre 1961.

paragdocu Sources documentaires

Site web Snecma
Plaquette Sud Aviation, description Alouette II (1960 ?)

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