Un démarreur est un système destiné à aider au démarrage d'un dispositif, qui le plus souvent sert à générer de l'énergie, dont le fonctionnement est entretenu, mais qui ne peut se lancer lui-même.

L'exemple le plus courant est le démarreur présent sur quasiment tous les véhicules automobiles qui utilisent un moteur à combustion interne.

Dans l'automobile

Le démarreur a pour objectif d'enclencher la mise en rotation auto-alimentée d'un moteur à combustion interne à l'aide d'une source d’énergie extérieure (électricité ou air comprimé).

Moteur à combustion interne

Ce dernier ne pouvant démarrer par lui-même comme le moteur à vapeur, un régime de rotation suffisant doit lui être imprimé pour alimenter les cylindres. Le couple à transmettre par le démarreur dépend des forces de frottement, du rapport volumétrique du moteur, du nombre de cylindres et de la température ambiante.

Un deux-temps avec un cycle complet par tour de vilebrequin et un taux de compression moins élevé que les moteurs à 4 temps est favorisé au départ.

Lorsqu'il est froid un moteur à combustion interne à allumage commandé doit posséder un système d'enrichissement du mélange, car au démarrage la vitesse du mélange admis n'est pas suffisante pour assurer un remplissage correct.

D'autre part, du fait de la température, la vaporisation ne s'effectue pas toujours dans de bonnes conditions. Sur les premières automobiles, le lancement du moteur s'effectuait grâce à une manivelle calée en permanence sur le vilebrequin et que l'on actionnait à la main. Pour des moteurs de cylindrée élevée (alésage supérieur à 100 mm), on montait un décompresseur qui mettait le cylindre à l'air libre.

Historique

Dans les premières années du siècle, on vit apparaître un certain nombre de systèmes de démarrage à ressort, à lanceur ou à air comprimé. C'est seulement en 1912 que les démarreurs électriques furent montés. Du fait de la faible puissance de la batterie, ils furent tout d'abord considérés comme des organes peu fiables. D'autre part, le circuit électrique, étant en général monté sans précaution, était à l'origine de pannes fréquentes. Néanmoins, vers 1910-1915, toutes les firmes adoptèrent le démarreur électrique.

Cependant, pendant longtemps, on démarrera les moteurs de voitures à la manivelle (généralisation dans les années 1940), les moteurs d'avions en tournant l'hélice à la main et les motocyclettes au kick-starter (généralisation dans les années 1970).

Sur les automobiles, le démarreur électrique est souvent actionné par la clé de contact tournée en bout de course, alors que les motocyclettes font le plus souvent appel à un bouton au guidon (qui a remplacé le kick-starter).

Longtemps, le démarrage des voitures de course, privées de démarreur électrique s'effectua grâce à un appareil auxiliaire pneumatique ou électrique. Pour le démarrage des gros diesels équipant les engins de terrassement, on utilise un petit moteur à explosion lancé à la main ou avec un moteur électrique. La mise en route s'opère ainsi sans aucune difficulté, quelle que soit la température ou l'humidité.

Sur les voitures modernes, le démarreur électrique universellement adopté est un moteur à courant continu à excitation série.

De nombreux moteurs continuent à ne pas utiliser le démarreur électrique :

engins de jardinage (tondeuse, etc.)

motocyclettes économiques ou à usage spécial (tout terrain)

Démarreur à manivelle

Le système de démarrage a manivelles était utilisé sur les premiers moteurs à essence avec un faible taux de compression tel que la Ford T. Ce systeme à perduré jusque dans le année 1950 comme système de démarrage de secours comme sur la 2CV Citroën. Ce qui explique pourquoi le numéro des modèles de véhicule Peugeot était toujours avec un 0 au milieu. Ce zéro servait au passage de la manivelle.

Démarreur à câble et enrouleur

Le système mécanique de démarrage avec une poignée, une corde et un ressort est utilisé sur les petits moteurs thermiques tels que sur les tondeuses à gazon.

Démarreur à air comprimé

Des bouteilles d'air comprimé comme celles de plongée sous-marine servent de source d’énergie, l'air fait tourner un petit moteur pneumatique qui entraîne le moteur thermique pour lui faire atteindre la vitesse suffisante à son démarrage. Ce système est surtout monté sur des véhicules spéciaux ou la batterie risque de geler ou est exposée à des niveaux de radiation élevés (armée ou groupe électrogène de secours dans les centrales nucléaires). On les trouve aussi dans certains avions à hélice opérant dans le grand Nord comme en Alaska.

Démarreur à poudre noire

Sur certains vieux moteurs diesel, on chauffe une petite chambre parallèle a un cylindre où on vaporise du kérosène mis à feu avec une cartouche similaire à celle d'un fusil de chasse sans le projectile. La cartouche est introduite dans un orifice qui donne à l’intérieur de la chambre et un petit coups est donné sur l'amorce de la poudre noire qui explose. Le choc de l'explosion fait exploser la petite quantité de diesel qui génère une surpression dans un cylindre qui permet de démarrer la rotation du moteur. On le retrouve sur les vieux tracteurs comme le Bulldog et aussi sur des véhicules Diesel opérant dans les environnements trop froids.

Démarreur à pied (kick)

Présent sur les motocycles. Une manivelle avec un ressort et une roue libre permet la mise en rotation de l'arbre du moteur.

Démarreur électrique

Démarreur électrique automobile.

Le démarreur électrique apporte un confort d'utilisation indéniable aux véhicules à moteur. Cependant, la nécessité d'utiliser une batterie de grosse capacité augmente le coût et le poids du véhicule : Cet inconvénient est plus marqué avec les moteurs Diesels puisque ceux-ci nécessitent une plus grande compression et un travail plus long du démarreur.

Bien que le démarreur lui-même soit peu sujet aux pannes, la plus fréquente étant l'usure des charbons, son fonctionnement est conditionné par l'état de la batterie : Le démarreur est un moteur électrique à courant continu qui appelle une intensité du courant proportionnelle à la racine carrée du couple et si la batterie n'est pas suffisamment chargée ou pas suffisamment puissante, elle ne sera pas en mesure de fournir ce courant. En cas de charge insuffisante de la batterie, on peut coupler en parallèle une autre batterie de même tension (à l'aide de câbles de démarrage), afin d'être en mesure de fournir l'intensité nécessaire au démarreur.

Dans l'aéronautique

Les moteurs servant à propulser les avions sont, à l'origine, des moteurs à combustion interne. On retrouve donc l'ensemble des systèmes de démarrage utilisés pour l'automobile.

Démarreur à air comprimé ou à explosif

Le taux de compression plus élevé de certains moteurs d'avion ou diesel, qui est nécessaire pour les vols en altitude, ne permet pas l'utilisation de démarreur électrique, dont le couple n'est pas assez élevé. Dans ce cas, on utilise un dispositif de démarrage formé soit d'un réservoir d'air comprimé, soit d'une chambre de détente d'une cartouche à gaz ou à explosif, qui permet de mettre en route le moteur par surpression dans la chambre d'un piston.

Turbomoteur et réacteurs

Le fonctionnement des turbomoteurs et réacteurs nécessite des vitesses de rotations élevées associées à des hautes températures et à des pressions élevées. Un dispositif mécanique ou électrique placé directement sur l'axe ou dans la proximité immédiate de la chambre de combustion risquerait d'être exposé à des conditions extrêmes et nécessiterait des batteries de grande capacité, et serait donc trop lourd pour une utilisation aéronautique.

Pour éviter ce problème, les avions équipés de réacteurs sont démarrés à l'aide d'un groupe auxiliaire de puissance (APU - Auxiliary Power Unit), qui peut être interne (sur les avions de ligne) ou externe (sur les avions militaires). L'APU est une petite turbine qui permet de générer de l'air comprimé et de l'électricité pour démarrer le réacteur.

L'APU lui-même est généralement démarré de manière électrique, une batterie d'accumulateurs ou un câble électrique au sol fournissant l’énergie nécessaire.

Dans la marine

Les moteurs marins sont caractérisés par leur couple important et leur grande puissance. Selon la taille du moteur, on peut utiliser un autre moteur tel qu'un moteur de camions qui sert de démarreur, ou alors des systèmes spécifiques.

Démarrage à l'explosif

Pour certains moteurs diesels géants, la méthode la plus simple et la plus économique est d'utiliser un bâton de dynamite comme démarreur. On place un bâton de dynamite dans le piston positionné légèrement après le point mort haut (volume minimal de la chambre). En explosant, la dynamite crée une surpression dans ce piston, ce qui lance le moteur.

Autres domaines

démarreur sur les éoliennes

Les éoliennes géantes qui servent à produire de l'électricité sont des dispositifs fragiles et complexes. Un moteur électrique, voire la génératrice elle-même, est souvent utilisé comme démarreur et comme système d'entretien du mouvement à basse vitesse, l'hélice géante n'étant pas capable de commencer sa rotation par elle-même sous l'effet du vent sans subir de torsion qui risque de l'abimer.

Turbines et générateurs à gaz

Les turbines et génératrices à gaz qui servent à produire de l'électricité sont démarrées à l'aide de moteur électriques fixes.

Autres utilisation du mot démarreur

Dans le domaine de l'électricité de puissance, le démarreur désigne un circuit électrique servant à limiter l'intensité du courant nécessaire à la mise en rotation du moteur.

Dans certains fours ou haut-fourneaux, on peut utiliser une charge de démarrage, improprement appelée démarreur, pour faire monter en température le four ou le haut-fourneau.