FONCTIONNEMENT D'UN BATEAU A MOTEUR POP-POP

Pour décrire le fonctionnement nous allons distinguer 2 choses: le moteur régi par des lois de thermodynamique et la propulsion purement hydraulique.

Le moteur pop-pop est le plus simple des moteurs. Il n'a besoin d'aucune pièce en mouvement. C'est un moteur à combustion externe dont la chaudière contient de l'eau. Le combustible (bougie, alcool, esbit, huile...) porte la chaudière à plus de 100°C. L'eau contenue dans cette chaudière se vaporise et la vapeur pousse l'eau liquide dans les tubes. Compte tenu de la vitesse et de la masse de l'eau contenue dans ces tubes l'eau descend plus bas que son point d'équilibre statique. Il en résulte une dépression dans la chaudière qui rappelle l'eau vers le haut. Or pendant que la chaudière ne contenait plus que de la vapeur elle continuait à emmagasiner de la chaleur. Aussi, quand de l'eau liquide y pénètre de nouveau elle est instantanément vaporisée et le cycle recommence.

Nota: à la pression atmosphérique la vapeur d'eau occupe 1600 fois plus de place que le liquide. Dans un moteur pop-pop la pression la plus haute est telle que ce rapport est plus faible, mais il reste supérieur à 1000; ce qui est énorme. La vaporisation/condensation d'une seule gouttelette d'eau au cours du cycle suffit.

Les moteurs les plus diffusés sont munis d'une membrane en laiton de quelques centièmes de millimètres d'épaisseur. Quand l'eau se vaporise la pression déforme la membrane qui émet un "pop" sonore. Puis quand la dépression se crée la membrane se déforme dans l'autre sens en émettant un deuxième "pop"; d'où l'appellation de moteur pop-pop. Quand on examine un enregistrement graphique du son d'un moteur pop-pop on voit bien la succession des deux pops, le deuxième étant un peu moins important.
Il existe aussi des moteurs rigides dont les plus connus sont les moteurs à serpentin. Ce sont les plus simples, les plus performants et les plus fiables, mais leur aspect ludique est limité car ils ne font pas de bruit.

Nota: Sur les gros moteurs en approchant bien l'oreille on peut entendre un léger gargouillis, mais le niveau sonore est infime et le son n'a rien à voir avec celui d'une membrane.

La plupart des moteurs sont munis de 2 tubes -essentiellement pour des facilités de remplissage- mais un seul tube suffit pour faire un moteur pop-pop. Dans les années 1930 des bateaux de série comme le Racer et le Raceret n'avaient qu'un tube. A l'opposé, aujourd'hui on connaît des moteurs prototypes ayant jusqu'à 10 tubes. Il n'y a pas de limite.

La propulsion. Il s'agit d'un hydrojet alternatif ou hydrojet pulsé. Les mesures réalisées sur des moteurs pop-pop ont montrées que le mouvement de l'eau était sinusoïdal. Pendant la moitié du cycle de l'eau sort des tubes et pendant l'autre moitié il en rentre autant (sinon le mouvement ne serait pas entretenu).
Quand l'eau sort des tubes elle est dirigée vers l'arrière du bateau et exerce une poussée proportionnelle au carré de sa vitesse. Action=réaction. (Troisième loi de Newton). Il en résulte une propulsion du bateau vers l'avant.
Quand l'eau est aspirée par les tubes, elle vient de toutes les directions vers leur extrémité. Il en résulte une force quasi nulle vers l'arrière.
La succession des phases de propulsion et d'aspiration est vue par le bateau comme la propulsion par avirons. Globalement ils avancent, même si cela confère aux bateaux légers des mouvements saccadés.

Tout ce qui précède est une macrographie du fonctionnement à fin de vulgarisation. Depuis le début du 21e siècle de nombreuses études et expériences ont été faites pour mieux caractériser le phénomène. Mais pour autant que cela puisse paraître paradoxal le moteur le plus simple du monde n'a pas encore livré tous ses secrets. Il est évident que le rendement est et restera minable. Cependant, des chercheurs du monde entier s'intéressent au mouvement de l'eau dans les tubes (en circuit fermé) afin de réfrigérer par ce procédé des circuits électroniques embarqués dans des satellites.
Jean-Yves R.

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