Brevet FR2945578A1 — publié le 20101119

PROCEDE ET SYSTEME DE MOTEUR HYBRIDE A SYNERGIE THERMODYNAMIQUE A CHARGE THERMIQUE ET PNEUMATIQUE A CYCLES DMSES PAR PLUSIEURS MODES DE FONCTIONNEMENT. L'invention concerne un moteur hybride à cycle divisé qui dispose de deux pistons d'entraînement d'un vilebrequin selon un dispositif traditionnel de bielles qui constitue un moteur à double chambres actives à fort rapport volumique remplissant les fonctions de compression et de détente de deux sources d'énergies séparées ou complémentaires pour un mode hybride du cycle moteur. Ce moteur à plusieurs temps par tour de vilebrequin a la particularité qu'il comporte une phase thermodynamique à transformation polytropique dans une préchambre de réaction impliquant les flux gazeux provenant d'une phase thermique par combustion interne et de l'air ou un gaz comprimé issu d'un stockage. Selon l'invention, une équation d'état polytropique définit le rendement thermodynamique d'un cycle hybride qui particularise ce moteur. Ce nouveau concept de moteur à bi-énergie à l'avantage d'optimiser le cycle pneumatique par un transfert thermique rapide dans une charge d'air comprimé, tout en améliorant la qualité du cycle thermique par combustion interne pour répondre aux nouvelles contrainte environnementales réglementaires qui imposent une importante diminution de la consommation de carburant et des polluants rejetés dans l'atmosphère par les moteurs thermiques. Cette notion écologique est mise en évidence en ce que l'air comprimé de stockage, comme énergie complémentaire du cycle thermique, est une énergie propre, et qu'un réservoir de stockage peut-être rechargé plusieurs milliers de fois sans dégradation majeur de ses qualités mécaniques. Selon l'invention, le cycle de travail du moteur exploite aussi plusieurs modes thermodynamiques, c'est-à-dire que chaque source d'énergie peut produire un cycle moteur complet, autonome, alternatif et hybride par synergie de deux ou trois énergies, sans changer la conception mécanique du moteur, toutefois, s'il fonctionne parfaitement en mode thermique par la combustion optimisé d'un mélange carburé, l'air comprimé sera réservé prioritairement pour des raisons écologiques. La filière pneumatique supportée par ce moteur est favorable à la propulsion d'une voiture automobile de type � hybride � ou deux modes de propulsions sont couplés. Le couplage mécanique d'un moteur électrique produit une traction hybride qui conserve l'intérêt écologique des deux filières technologiques, ce moteur fonctionne aussi en conversion inverse comme compresseur de recharge du réservoir d'air de stockage, un autre dispositif récupère aussi la force inertielle du véhicule. Une voiture électrique ne parcourt actuellement qu'un kilomètrage limité malgré l'usage de batteries de très forte puissance qui impliquent pour leurs fabrications, des technologies complexes intégrant divers métaux rares et polluants. Il est par ailleurs très intéressant d'utiliser la propulsion électrique, considérant l'excellent rendement des moteurs électriques de nouvelle génération à gestion électronique. Ce moteur hybride à bi-énergie, s'il est appliqué à la traction hybride électrique, peut avantageusement entrainer un générateur électrique de forte puissance permettant de réduire la puissance des batteries qui seront utilisées alors en tampon, l'ensemble générant une très bonne autonomie kilométrique du véhicule. D'autre part, le transfert d'une charge d'air comprimé dans une réserve de stockage est plus rapide que le transfert d'une charge électrique dans une batterie pour une même énergie restituée, ce qui est un avantage non négligeable pour une voiture électrique hybride devant facilement être ravitaillée en énergie. Ce moteur hybride selon l'invention peut fonctionner avec de l'air comprimé en mode hybride ou en mono énergie, ce qui implique une bonne maîtrise de la technique pneumatique, technique étant plus difficile à mettre en oeuvre qu'un cycle de combustion d'un mélange carburé. Aussi pour une bonne compréhension de l'invention, il est indispensable d'exposer l'état de la technique actuelle des moteurs utilisant une charge pneumatique de travail. Les moteurs rotatifs ou à pistons à énergie pneumatique ont depuis de nombreuses années suscité l'intérêt des ingénieurs, mais leurs développements ont souvent abouti à des impasses technologiques. Les moteurs pneumatiques étaient construits avec un réchauffeur thermique d'une réserve intermédiaire d'air comprimé disposée entre le réservoir de stockage et le système d'injection. L'eau chaude était un bon vecteur thermique de réchauffage de l'injecteur et de la chambre de détention pour éviter son givrage. Cette technique visait à compenser l'abaissement de la température de l'air injecté à très forte pression dans une chambre de travail. Une chambre intermédiaire de réchauffage intervient donc en général pour que l'air injecté soit à une température et pression suffisante pour assurer un bon rendement thermodynamique du moteur. Une autre contrainte technologique est liée à la difficulté d'injecter dans la chambre de détente , par une fenêtre de temps réduite par la vitesse du moteur, une quantité d'air comprimé de volume suffisant à bonne température. Un volume d'air à basse température sera transféré plus rapidement pour une même pression et volume de détention finale, mais le temps d'expansion des molécules d'air à une température ambiante sera plus long pour satisfaire le même travail de détention. Selon l'invention, un compromis entre la température minimale de l'air pour une durée d'injection la plus longue possible est maîtrisée par un système d'injection à étages par transfert de charges à commandes cycliques. Plusieurs solutions technologiques ont fait l'objet de brevets, par exemples : Fr2862349 ; Fr2905404 qui décrivent des dispositifs de réchauffage de l'air comprimé en amont de l'injecteur et aussi des dispositifs mécaniques favorisant l'expansion de l'air avant la phase de détent .40 Cette dernière technique implique généralement une certaine complexité mécanique du vilebrequin et de l'embiellage pour obtenir un déplacement non linéaire du piston de travail qui est retardé au point mort haut pour un temps de stabilisation du volume de la chambre de compression, juste avant la phase de détente. . Cette technologie complexe fragilise le système d'embiellage et limite la vitesse de rotation du moteur et sa fiabilité. Suivant l'invention, un dispositif favorise l'expansion de l'air avant la poussée de détente par une technique différente faisant intervenir un volume différentiel des deux chambres de compression de même volume qui sont reliées vers le point mort haut des pistons par un canal d'iso-pression ouvert par des soupapes de transfert. Ce temps détermine une poussée différentielle d'équilibre sans travail avec conservation d'énergie qui est mise à profit pour donner un temps supplémentaire à la dilatation des molécules d"air sous pression constituant la charge de détente. et de travail. L'ensemble de cette technique suivant l'invention, réduit les défauts chroniques des moteurs à air comprimé et structure un nouveau concept de moteur à charge pneumatique ou hybride disposant d'une double chambre de travail à volume variable et une préchambre statique de réaction polytropique et un dispositif permettant une meilleur expansion des gaz avant la phase de détente de travail. D'autres dispositifs suivant l'invention sont spécifiques à l'environnement technologique de ce moteur, ainsi, pour satisfaire une bonne injection de l'air comprimé, un système à transfert de charge à triple étages à commande cyclique permet de mieux maîtriser le temps d'injection. Les gaz d'échappements entrainent une turbine couplée à un alternateur pour produire de l'électricité, et sont ensuite orientés sur un réservoir d'air comprimé de pré-injection pour le réchauffer. Cette petite centrale électrique produit une énergie électrique suffisante pour réchauffer, par des résistances électriques, les injecteurs d'air et de carburant et alimenter un calculateur électronique de gestion cartographique, les capteurs associés et les actionneurs électromagnétiques. Les descriptions suivantes expliquent le principe théorique du moteur hybride et par plusieurs exemples d'applications, les divers cycles thermodynamiques possibles pour une même conception mécanique. La figure 1 est la représentation schématique du principe thermodynamique simplifié du moteur hybride bicylindre à transfert de charges optimisées par deux énergies en synergies dans une préchambre de transformation et de détente polytropique. Les figures 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F représentent divers phases du cycle du moteur de la figure 1 pour un tour vilebrequin. La figure 3 représente le moteur hybride disposant de l'ensemble des dispositifs d'optimisation des phases thermodynamiques. La figure 4A représente le moteur en mono énergie à combustion interne par un mélange carburé provenant d'un gaz ou d'un carburant liquide.40 La figure 4B représente le moteur en mono-énergie entrainé seulement par un cycle pneumatique et dans une configuration simplifiée où la préchambre de réaction polytropique dispose d'un réchauffeur thermique par conduction. Les figures 5A et 5B représentent le schéma simplifié du dispositif d'asservissement de la chaîne d'injection de l'air comprimé. La figure 6 représente une version du moteur mécaniquement simplifié pour un cycle pneumatique optimisé par plusieurs réchauffeurs thermiques et une fonction de conversion inverse ou le moteur devient un compresseur. La figure 7A représente un moteur mono énergie adapté à la traction automobile disposant d'un dispositif de récupération de l'énergie pneumatique en décélération. La figure 7B représente le logigramme d'asservissement de la figure 7A. La figure 1 représente le moteur hybride à transfert de charge optimisé par une préchambre de transformation à détention polytropique. Le cylindre (40) est dédié à une charge thermique produite par la combustion interne d'un mélange carburé dans une chambre de compression (3). Le cylindre (41) est dédié à une charge pneumatique ou thermique suivant le mode d'exploitation du moteur en mono-énergie. La chambre (5) est la préchambre de compression de la chambre (1), elle reçoit une charge d'air comprimée provenant des réservoirs de stockage (9;12;10). La préchambre (5) se décharge dans la chambre (1) par un conduit calibré (6) qui retarde le transfert de charge des flux d'air et les gaz provenant de la chambre (3) par le clapet (11). Les pistons (2 et 4) se déplacent dans un même mouvement de progression linéaire. Un décalage de quelque degré d'angle sur le vilebrequin (37) avance le pied de bielle du piston (4) pour qu'au point mort haut de compression, il soit en avance sur le piston (2) ; ce décalage angulaire détermine une capacité thermique sans travail par volume isochore des chambres (1 et 3) par leurs mises en communication par le conduit (8) et l'ouverture des soupapes (15 et 16), au moment où le piston (4) est au point mort haut en position de descente et le piston (2) en fin compression. La préchambre (5) est dite chambre à réaction car elle permet d'appliquer une transformation polytropique des flux de gaz à différentiel de température élevée, ce qui définit la particularité du cycle thermodynamique du moteur hybride. La préchambre (5) est reliée à la chambre de combustion (3) par le conduit (28) et un clapet obturateur anti retour (11) qui isole les deux chambres lorsque la chambre (5) reçoit l'air comprimé du réservoir de charge (10) et que cette pression devient supérieure à la pression de compression de la chambre (3). Le conduit (28) fait office de préchambre de combustion de la chambre (3), il reçoit un mélange carburé par l'injecteur pneumatique (30). A l'intérieur de la préchambre, un rétrécissement à effet venturi (45) augmente la vitesse de sortie des gaz sur le clapet (11) et retarde son ouverture lors de la phase de combustion.40 La phase de réaction du cycle thermodynamique débute par l'injection dans la chambre (5) de l'air sous pression par l'électrovanne (46). Cette pression se rajoute à la pression de fin de compression de la chambre (1) qui est reportée par la préchambre (5). La somme des pressions s'établit par exemple à 16 bar dans la chambre (5) et a 8 bar en fin de compression dans la chambre (3). Cette pression différentielle impose la fermeture du clapet (11). Le carburant arrive par l'entrée (31) et l'air comprimé de l'injecteur par le conduit (42), pression calibrée par exemple à 35 bar provenant du réservoir (12) et pour un temps synchronisé par la vanne (29) sur la durée de remplissage de la préchambre (5). Cette technique d'injection du carburant par un injecteur pneumatique produit une stratification du mélange carburé dans la chambre (3) pour que le mélange soit plus riche à proximité de la bougie d'allumage (39). Au point mort haut du piston (4), la bougie d'allumage (39) déclenche le cycle thermique par l'explosion du mélange carburé. Le mélange le plus riche est d'abord enflammé, permettant une combustion plus complète et plus progressive avec moins de polluant rejeté dans l'atmosphère. L'onde de choc cinétique et la très forte pression qui résulte de la dilatation des gaz de combustion se propagent dans la préchambre (5) par le clapet (11) qui s'ouvre pour laisser pénétrer une certaine quantité de gaz très chaud. Un nouveau et violent choc cinétique à l'intérieur de la préchambre de réaction (5) se produit, et la surpression consécutive à la rapidité de l'échange thermique des flux à très fort différentiel de température referme le clapet (11). En conséquence, les forces pressantes des gaz qui s'exercent sur les parois de la préchambre (5) sont évacuées à grande vitesse par le conduit (6) pour charger la chambre de détente (1), le piston (2) étant proche du point mort haut. Une partie de la pression de poussée sur le piston (4) est reportée mécaniquement sur le vilebrequin (37) et sur le piston (2) qui supporte déjà une charge d'air comprimé en fin de compression. Le piston (4) amorce déjà sa descente de détention et les chambres (1 et 3) sont mises en communication par le conduit (8) et l'ouverture des soupapes (15 et 16). Cette communication impose l'iso-pression forcée des chambres et un transfert thermique à volume isochore. Ce cours instant de pression différentiel sans travail est mis à profit pour équilibrer les charges thermodynamiques dans chaque cylindre et donner un temps supplémentaire à l'extension des gaz mélangés d'air comprimé et de gaz de combustion. Les chambres (3 et 1) sont de nouveau isolées par la fermeture des soupapes du conduit (8), pendant le temps de détente polytropique des gaz. Vers le point mort bas du piston (4), la soupape d'échappement (13) s'ouvre et la pression de la chambre (3) s'équilibre à la pression atmosphérique. Cette durée d'ouverture conditionne le taux de compression de la chambre (3). Conjointement, la conduite 8 est ouverte par les soupapes (15 et 16) et la pression de l'air de fin de détente de la chambre (1), est évacué dans la chambre (3) ce qui facilite la poussée des gaz d'échappements à la pression atmosphérique.40 La soupape d'échappement se referme à un moment choisi pour obtenir le taux de compression programmé. La montée conjointe des pistons apporte la somme des pressions de compression dans les chambres (1 et 3). Le conduit (8) se referme avant l'injection du carburant. Pour chaque cycle moteur, une quantité résiduelle des gaz d'échappement sera recyclée et diluée par l'échange inter-chambre en phase d'iso pression ou le volume d'air de la chambre (1) est constitué majoritairement d'air propre. La température rémanente de l'enceinte mécanique de la préchambre (5) sera en rapport avec la température des gaz de combustion et la température de l'air comprimé moins le facteur de perte par convection thermique naturelle, aussi un apport calorique complémentaire pourra s'appliquer à l'extérieur de la préchambre (5) pour mieux approcher une température d'échappement isothermale pour une faible pression d'échappement. Le cycle thermodynamique du moteur sera privilégié, soit par un apport calorique de combustion produit par une quantité plus importante de carburant, soit par une pression modulée de l'air injecté dans la préchambre de réaction (5) ajouté à la pression de la chambre (1). Cette variable sera prise en compte pour optimiser le rendement thermodynamique global et atteindre la meilleure performance en fonction de la charge mécanique du moteur et des disponibilités du carburant et de l'air comprimé. Le cycle thermodynamique hybride comprend les phases différentiées suivantes: Compression simultanée dans les deux cylindres - Injection de l'air comprimé et du carburant, isolement des chambres Combustion du mélange carburé et transfert de la charge thermique Réaction thermodynamique dans la préchambre (5) Equilibrage iso-pression des chambres sans travail - Détente avec travail simultanée dans les deux cylindres Echappement et nettoyage par turbulences Les figures 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F représentent les différentes phases du cycle thermodynamique de la figure 1 pour un tour de vilebrequin ; la préchambre (5) représente avantageusement la forme d'une sphère. La figure 2A représente la phase de compression, la soupape (13) est fermée. Le conduit 8 est refermé, le clapet (11) s'ouvre légèrement par la fuite du conduit (6) et les chambres rapprochent leurs pressions. La figure 2B représente les deux pistons proches du point de compression finale. A ce moment l'électrovanne (46) s'ouvre et libère l'air sous pression du réservoir de charge (10) dans la préchambre (5). La pression élevée referme le clapet (11). Au même moment de l'air sous pression, par le conduit (42), crée une poussé de remplissage dans la préchambre (28) avec l'apport de carburant (31) par l'injecteur pneumatique (30) et l'électrovanne (29) ouverte. La pression de l'air atomise le mélange carburé.40 7 La figure 2C représente la phase de combustion interne dans la chambre (3), à ce moment-là débute le cycle hybride en synergie thermodynamique. Le piston (4) est à son point mort haut et le mélange carburé est allumé par la bougie (39). L'extrême pression dans la chambre (3) ouvre le clapet (11), et la dilatation de l'air comprimé provoque une surpression supérieure à la pression de la chambre (3), le clapet (11) se referme. La figure 2D représente les pistons (2 et 4) qui sont au niveau où les chambres (1 et 3) ont un volume équivalent. Les deux chambres sont en communication par les soupapes (15 et 16) ouvertes pour le temps d'équilibrage des pressions. Le conduit (8) se referme pour la phase de détente de travail dans les deux cylindres. La figure 2E représente la phase de détente des chambres (1 et 3). La figure 2F représente la phase échappement, le piston (4) du cylindre (40) est au point mort bas et le piston (2) du cylindre (41) est en fin de descente. La soupape d'échappement (13) est ouverte à la pression atmosphérique. En même temps, le conduit(8) est ouvert pour transférer les gaz sous pression de fin de détente de la chambre (1) et pousser des gaz à l'échappement. La figure 3 représente suivant l'invention des dispositifs techniques complémentaires structurant le moteur pour augmenter son rendement thermodynamique. II dispose d'un système de récupération d'énergie et un calculateur électronique qui commande l'injecteur de carburant et d'air comprimé. Le cycle thermodynamique est ordonné par une gestion cartographique intégré dans le calculateur à micro processeur (23) qui reçoit les paramètres des capteurs de pression, de température, et commande les actionneurs des vannes et des soupapes électromagnétiques. Ce dispositif permet de disposer d'une gestion parfaite des phases thermodynamiques multi-modes. Les différents cycles moteurs peuvent s'inscrire dans des cycles alternés et réversibles pour rechercher les meilleures performances du moteur en fonction de son exploitation dynamique. Le dispositif d'injection d'air comprimé, à cause de sa particularité technique est décrit dans son ensemble par les figures 5A et 5B. Une réserve principale d'air comprimé (9) et secondaire (12) est maintenue en pression par le compresseur (25) qui est alimenté en électricité par l'intermédiaire d'une carte électronique du calculateur (23) qui reçoit l'électricité du réseau domestique 220 volts (24) et la tension de la batterie (22) qui est convertie en haute tension pour alimenter le compresseur. Les gaz d'échappements entrainent une turbine (20) et l'alternateur (21) qui lui est couplé. La vitesse de la turbine n'étant pas constante, la carte électronique applique une régulation de lissage des variations de tension pour maintenir dans de bonne condition la charge de la batterie (22). Les gaz d'échappements sont ensuite dérivés sur le dispositif (17) pour récupérer des calories par ventilation forcée, il réchauffe l'air du réservoir tampon (12) par un labyrinthe et d'un ventilateur électrique, les gaz d'échappements sont ensuite rejetés à l'air libre.40 La température de l'air de la réserve (12) est ainsi maintenue à une température suffisante pour assurer le bon fonctionnement des électrovannes de la chaîne d'injection jusqu'à la préchambre (5). L'air provenant de la conduite (42) est avantageusement réchauffée par une résistance électrique (44) pour éviter le givrage de l'injecteur de carburant (30). En sortie du vilebrequin, un capteur tachymètrique et de position (38) indique la position angulaire des pistons et la vitesse du moteur, ses deux paramètres conditionnent tout le cycle thermodynamique géré par la carte (28) et la commande cyclique de la chaîne d'injection de l'air comprimé et de carburant. Le capteur de température (19) indique la température des gaz d'échappement pour une température isothermale de sortie. La figure 4A représente le moteur pour un cycle à combustion interne où seule la combustion d'un mélange carburé est appliquée à la puissance du moteur. A la différence de la figure 2, La chambre (5) devient une chambre thermique de précombustion de la chambre (1) par la liaison (6) qui les relie. Une deuxième bougie d'allumage (50) reprend le système haute tension d'allumage qui lui est commuté. Le cylindre (40) devient alors un cylindre compresseur qui alimente en air frais et en mélange carburé la chambre de précombustion (5). Le cylindre (41), devient le cylindre de travail par détente des gaz de combustion. Le cycle moteur commence par la phase d'admission de l'air ambiant dans la chambre (3) en dépression par la descente du piston et la soupape d'admission (57) ouverte à l'air libre. Le piston (2) est alors en phase de détente du cycle moteur précédent, au point mort bas, la soupape d'échappement (14) s'ouvre et libère une partie des gaz d'échappement pour une pression d'équilibrage à la pression atmosphérique. A la remontée du piston (4) le carburant liquide ou gazeux est injecté par l'injecteur (30) dans la préchambre (28) et propulsé dans la chambre (5) par le clapet (11) qui est ouvert parce que la pression de la préchambre (5) reste à une pression inférieure malgré la montée en compression du piston (2). A la position du point mort haut du piston (4) le mélange carburé est enflammé dans la préchambre (5) par la bougie (50) et les gaz sous pression sont éjectés rapidement dans la chambre de détention (1). La figure 4B représente un cycle moteur où seule l'énergie pneumatique est appliquée pour produire la force de travail. Le mode d'injection de l'air comprimé dans la préchambre (5) est identique aux phases décrites par la figure 3. L'injecteur de carburant (30) et le dispositif d'allumage sont désactivés. Les deux cylindres (40 et 41) à chambres poursuivent les phases du moteur comme suit : Lorsque les deux pistons sont en phase ascendante, les chambres (1 et 3) sont en compression. La préchambre (5) suit la montée en pression, et le clapet (11) ouvert. Vers le point mort haut du piston (4), l'air sous pression de stockage est injecté dans la préchambre (5) et le clapet (11) se referme par le différentiel de pression.40 L'air injecté se dilate rapidement par la présence de l'air de compression qui est à une température plus élevée dans la préchambre (5), la pression se libère dans la chambre (1). Les soupapes de transfert (15 et 16) s'ouvrent pour une phase d'équilibrage des volumes isochores comme précédemment indiqué par la figure 2E puis se referment pour la phase de' détente appliquée sur les deux pistons. La préchambre (5) peut recevoir un coupleur (51) à transfert thermique d'une source de chaleur extérieure. Enfin, une description de la chaîne de distribution d'air comprimé est décrite séparément en raison de sa particularité propre à ce brevet et qui répond à un élément essentiel de complexité à tout système de moteur pneumatique. La figure 5A schématise l'asservissement de la chaîne d'injection d'air comprimé. Le moteur dispose d'un réservoir stockage principal (9) de grande capacité chargé par exemple à 200 bar, valeur contrôlée par un capteur de pression (48). Ce réservoir supplée à la charge du réservoir tampon (12) par le régulateur de pression (32) consigné par exemple à 35 bar et qui est fermé lorsque le réservoir (12) est rechargé directement par le compresseur. Le compresseur recharge prioritairement le réservoir (12) par l'intermédiaire de l'électrovanne (49) à une valeur consignée et contrôlée par le capteur de pression (34), et lorsque le seuil de consigne est atteint, le compresseur recharge le réservoir (9) par l'électrovanne (33). La pression stabilisée du réservoir (12) alimente en air sous pression l'injecteur de carburant (30) par le conduit (42). Cette pression régulée permet de quantifier précisément les paramètres d'injection du mélange carburé. Le réservoir (12) transfert une partie de cette pression dans la chambre de transfert (10) par l'électrovanne monostable (47), dont la durée d'ouverture est contrôlé par la mesure du capteur de pression (26). Les paramètres dynamiques sont gérés par le calculateur électronique (23). La chambre de charge (10) à un petit volume mais suffisant pour assurer l'injection cyclique dans la préchambre (5) à tous les régimes du moteur. Une résistance électrique est incluse dans le réservoir (10) pour réchauffer l'air. Le transfert dans la chambre (5) est commandé par l'électrovanne (46) le temps d'équilibrer les pressions, ce qui simplifie le transfert par une commande monostable tout ou rien dont la durée d'injection influence peu la précision de la charge transférée. L'électrovanne (47) est fermée pendant le temps d'ouverture de l'électrovanne (46), ce cycle alternatif évitant toute recharge du réservoir de charge (10) pendant le temps du transfert. Le réservoir (10) est rechargé le plus lentement possible jusqu'à la nouvelle phase de transfert pour limiter l'abaissement de la température de l'air transféré et donc faciliter son réchauffement. La commande alternative des électrovannes (46 et 47) est programmée par rapport à la position des pistons par une mesure angulaire du capteur (38) en sortie de vilebrequin. Le réservoir (12) est réchauffé par les gaz ou l'air d'échappement par le dispositif à convection forcée par ventilation électrique (17) ou d'autres dispositifs d'apports extérieurs de calories.40 La figure 5B représente le diagramme d'évolution temporelle du cycle d'injection. Le point (52) correspond au niveau de charge du réservoir (10), la pente (53), au temps de remise à niveau de la charge par l'ouverture de la vanne (47), le point (54) à la phase d'injection de l'air comprimé, enfin les points (55), à l'ouverture de la vanne d'injection (46) et (56) à la fermeture de la vanne (47) en attente de la recharge du réservoir (10). La figure 6 représente une version simplifiée du moteur pour un cycle pneumatique qui concerne la technologie appliquée selon l'invention. Le dispositif de transfert inter-chambre est simplifié en ce que le conduit d'iso-pression (8) dispose seulement d'un clapet d'obturation (59) en place des soupapes, le conduit (6) de liaison de la préchambre est chauffé par un calorifère (62) comportant une résistance électrique (60) et si possible, une source calorifique extérieure au moteur (61) dont l'origine de l'énergie peut-être fossile ou mieux solaire. En phase de compression des chambres (1 et 3) la pression dans la chambre (3) supérieure à la chambre (1) par l'avance du piston (4), et l'air qui circule par le conduit (6) et le clapet (11) et est chauffé par le calorifère (62). La somme des pressions des chambres (1 et 3) en phase de compression est contrôlée par le capteur de pression (36) qui régule la fermeture des soupapes d'échappement et donc le taux de compression des chambres. L'air comprimé est injecté par l'électrovanne (46) dans la préchambre avant le point mort haut du piston (4), Il s'ensuit une montée rapide de la pression dans la préchambre (5) par le différentiel de température qui provoque l'extension des molécules d'air de l'air le plus froid et qui est accentué par le passage dans la conduite chauffé (6) pour charger la chambre (1). Le piston (4) amorce sa descente et la pression supérieure de la chambre (1) est reportée dans la chambre (3) par le clapet (59) ouvert par le différentiel de pression, le temps d'équilibrage des pressions inter-chambre. La phase de détente, donne une poussée de travail répartie sur les deux pistons à l'avantage du rendement thermodynamique par une plus faible pression d'échappement. Au point mort bas du piston (4) la soupape d'échappement (14) s'ouvre à la pression atmosphérique, puis se referme pour un temps qui définit le taux de compression programmé de chaque chambre du cycle suivant : Le cycle thermodynamique du moteur comprend les phases suivantes: - Compression simultanée dans les deux cylindres avec réchauffage de l'air par circulation forcé dans le calorifère (62). - Injection de l'air comprimé - Réaction thermodynamique dans la préchambre (5) - Transfert avec réchauffage de passage dans la chambre (1) - Equilibrage automatique inter chambre par iso-pression Détente polytropique avec travail simultanée dans les deux cylindres - Echappement,40 Le moteur supporte un mode de fonctionnement inverse qui permet de recharger le réservoir intermédiaire de stockage (12), pour un mode d'action ou un moteur électrique (57) est couplé au vilebrequin (37) pour l'entrainement du moteur en compresseur, et en ce que par la soupape d'échappement (13) transfert l'air comprimé produite dans les chambres (1 et 3) dans le réservoir (12) au travers du clapet anti-retour (43), et qu'à la descente des pistons, la soupape d'échappement (14) devient une soupape d'admission de l'air ambiant, et en ce que la charge d'air comprimé correspond à la quasi somme des pressions des deux chambres par l'ouverture du clapet (59) pour que l'air de fin de compression de la chambre (1) soit ajouté sur le nouveau cycle de compression de la chambre (3), et en ce que, pour un usage de ce moteur en traction automobile, le dispositif s'adapte, sans le moteur (57), à la récupération de la force inertielle du véhicule pour la translater en force pneumatique par le même dispositif moteur/compresseur, et par la commande du calculateur (23) qui reçoit des informations d'états des commandes du moteur et particulièrement la mesure d'un capteur inertiel (67) qui commande le cycle de conversion inverse. La figure 7A représente le moteur de la figure 6 dans une version plus adapté à la traction automobile et qui comporte selon l'invention, un dispositif de récupération de l'énergie inertielle du véhicule, en ce que le compresseur autonome (25) est couplé par un embrayage (64) à une prise de force (63) d'un élément d'entrainement du véhicule, arbre de roue ou autre, pour que lors de toutes décélération, le compresseur soit entrainé pour apporter de l'air sous pression au réservoir (12) par la valve (68). Le flux de sortie d'échappement est dévié en pression par la fermeture du clapet (65) sur l'entrée du compresseur. Des capteurs techniques indiquent au calculateur le moment et l'amplitude de la décélération et commande la phase de récupération. Les deux systèmes de récupération d'énergie seront avantageusement complémentaires. La figure 7B représente par un logigramme, les éléments organisant la commande de récupération de la force inertielle du véhicule. Le calculateur (23) est alimenté par la batterie (22), il reçoit des informations d'états par la pédale de frein (66), du tachymètre (38) qui indique la vitesse de rotation du moteur, du décéléromètre (67) qui évalue la force l'inertiel du véhicule, et la position de l'accélérateur (69), l'ensemble de ses données détermine la fermeture de l'obturateur (65) qui force l'air d'échappement à produire une surpression à l'entrée du compresseur et la commande l'embrayage (64). L'ensemble des diverses réalisations décrites sont susceptibles de modifier le nombre de cylindres et le volume des chambres sans remette en cause l'esprit de l'invention. Cette technologie selon l'invention, concerne donc un nouveau moteur à cycles mufti-modes qui peut disposer de plusieurs énergies sans changer sa conception générale. Le mode hybride concerne deux énergies qui produisent une force de travail par synergie thermodynamique, ce qui améliore le rendement énergétique de chacune des sources. Ce moteur est très fiable par le faible nombre de pièces en mouvements, son couple à bas régime est important, ce qui le prédispose à toutes les applications de motricités, car on peut aussi obtenir une importante vitesse de rotation. Ce moteur fonctionne indifféremment sur chaque énergie, pour la plus disponible ou la plus propre, ce qui répond aux critères du respect environnemental. L'énergie pneumatique de stockage peut provenir de diverse sources et avantageusement de l'éolien, et dans ce cas, le moteur pneumatique sera couplé à une génératrice constituant un groupe électrogène de production d'électricité distribuée sur le réseau général. Une autre application fait usage de génératrice de faible puissance qui couplé à ce moteur seront adaptés à l'électrification de villages de pays émergents par exemple. En effet, pour ces pays, l'intérêt est d'installer des lignes électriques de faible puissance donc moins coûteuses et de limiter l'énergie perdue par des groupes électrogènes de forte puissance qui travaille même quand leurs énergies de production ne sont consommées suivant les moments de la journée et qui nécessite l'installation de ligne de forte section. Par exemple, cette technique permet de disposer de lignes 220 volts d'un réseau de distribution domestique de faible puissance, mais suffisante pour alimenter des compresseurs d'air comprimé remplissant des réservoirs de stockages d'air aux périodes où l'énergie du réseau est faiblement utilisé. Lors d'une consommation plus importante des usagers, des petits groupes électrogènes fournissent en chaîne une énergie complémentaire au réseau général. Les groupes électrogènes seront avantageusement disposés à proximité de chaque petit village pour un nombre suffisant répondant à la puissance demandée. Le moteur hybride disposant d'une plus forte puissance que le mode exclusivement pneumatique, il sera toujours d'un intérêt, car la consommation de carburant sera réduite et peut de polluants seront dispersés dans l'atmosphère. Enfin, l'énergie solaire produite particulièrement par un capteur héliostatique sera bien adaptée à l'optimisation du cycle thermodynamique par un apport calorique appliqué à la dilatation de l'air comprimé de travail, quelque soit la version du moteur, mono énergie ou hybride. Les véhicules terrestres pourront pleinement profiter de cette technologie et en mode hybride, l'utilisation d'un carburant gazeux comme le GNV aura l'avantage d'être simultanément rechargé avec l'air comprimé. En ville, l'énergie pneumatique sera choisie prioritairement pour ensuite, hors de la ville, passer en mode hybride. Un bon usage du véhicule sera garanti, car en cas de panne d'air comprimé, le moteur passera automatiquement en mode thermique.40 REVENDICATIONS1), Système de moteur à chambres de travail constitué au minimum de deux chambres de compression/détente (1 et 3) à volume variable dont leurs pistons coulissent dans les cylindres (41 et 40) et caractérisé, en ce que les pieds de bielles sont décalés de quelques degrés d'angle sur le même vilebrequin pour que les pistons (2 et 4) se déplacent dans un même mouvement linéaire avec un décalage angulaire constant qui impose une avance au piston (4) pour qu'au point mort haut de compression il soit en avance sur le piston (2) et pour que ce décalage détermine une capacité de pression sans travail à volume de transfert isochore des chambres (1 et 3) par la mise en communication des chambres par le conduit (8) et l'ouverture des soupapes (15 et 16), au moment où le piston (4) est en position d'équilibre et le piston (2) en fin compression, et en ce que la chambre (1) dispose d'une préchambre (5) de forme avantageusement sphérique ayant un volume par exemple de 10% du volume total de la chambre qui lui est rattaché par le conduit calibré (6) qui à pour fonction de retarder le transfert des flux de gaz en expansion vers la chambre (1) et d'intégrer un dispositif de réchauffage de l'air (61), et en ce que la préchambre (5) est aussi reliée à la chambre (3) par un clapet antiretour (11) non commandé mais ouvert par le différentiel de pression de la chambre (3) vers la chambre (1). 2), Système de moteur à chambres de travail selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cycle hybride du moteur est exécuté pour un tour de vilebrequin, et en ce que, à un temps de compression du piston (4), un mélange carburé est injecté dans la chambre (3) et aussi de l'air comprimé dans la préchambre (5) pour une pression supérieure à la pression de compression finale de la chambre (3), ce qui impose la fermeture du clapet (11) et interdit la remontée du mélange carburé dans la préchambre (5), mélange qui est enflammé par la bougie (39) au point mort haut du piston (4), ce qui produit une force cinétique et un flux gazeux à haute température et à très haute pression, ce qui force l'ouverture du clapet (11) par différentiel de pression et laisse passer une partie des gaz chaud dans la préchambre (5) ce qui engendre une réaction thermodynamique par la présence de l'air froid comprimé et produit une surpression qui ferme le clapet (11), les gaz sont évacués avec retard dans la chambre (1) par le conduit (6) pour la phase d'expansion et de détent(e, finale. 3), Système de moteur à chambres de travail selon les revendications 1,2, caractérisé, en ce que, la chambre (3) est en phase d'échappement à la pression atmosphérique par l'ouverture de la soupape (13) au moment ou le piston (4) est au point mort bas et le piston (2) toujours en phase de descente, et qu'à ce moment le conduit (8) est ouvert par les soupapes (15 et 16) pour que la pression de fin de détente constituée majoritairement d'air propre, soit transférée dans la chambre (3) pour élever la pression et favoriser l'échappement des gaz qui seront dilués à une valeur résiduelle acceptable pour la combustion du mélange carburé du cycle moteur suivant.40 4), Système de moteur à chambres de travail selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, lorsque les pistons (2 et 4) sont en phase de compression, la pression des chambres se rapproche par une communication inter-chambres à travers le clapet (11) ouvert et le conduit (6), et que la sommation des pressions des chambres permet de fermer plus tardivement les soupapes d'échappement (13 et 14) pour obtenir une fin de compression suffisante pour le cycle thermodynamique, et en ce que, en fonction du cycle moteur hybride ou mono-énergie, la fermeture de chaque soupape à commande électromagnétique peut-être décalée pour obtenir un taux de compression différent dans chaque chambre. 5), Système de moteur à chambres de travail selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif d'injection d'air comprimé est à charge divisée par trois étages (9,12,10), et en ce qu'il dispose d'une réserve de stockage (9) qui charge par le régulateur de pression à consigne fixe (32) le réservoir (12) qui recharge par l'électrovanne (47) le réservoir (10) à une pression variable contrôlée par le capteur de pression (26) et que cette charge est injecté dans la préchambre (5) par l'électrovanne (46) pour un transfert par équivalence de pression et en ce qu'un compresseur (25), au travers d'une électrovanne (49), recharge prioritairement le réservoir (12) à une pression consignée par le capteur de pression (34), et aussi recharge le réservoir (9) au travers de l'électrovanne (33) contrôlé par le capteur de pression (48), et en ce que, si la pression de consigne du réservoir (12) ne peut-être maintenu4ar le réservoir (9) il est relié directement sur le réservoir (12) au travers du régulateur (32) ouvert et (47) pour la régulation de pression. 6), Système de moteur à chambres de travail selon les revendications 2,4, caractérisé en ce que le calculateur électronique à micro processeur (23) reçoit des informations des capteurs de pression (48, 34 et 26) et organise la commande des électrovannes pour que la recharge des réservoirs (9, 12 et 10) soit à des valeurs programmées par le calculateur, et que l'électrovanne (47) à débit variable, est asservie par le capteur de pression (26), et l'électrovanne (46) par une commande d'état monostable et cyclique imposée par le calculateur, pour que l'électrovanne (46) soit ouverte le temps de l'injection de l'air pendant la fermeture l'électrovanne (47), vanne qui sera ensuite ouverte pour une recharge progressive du réservoir (10) durant le temps restant du cycle moteur. 7), Système de moteur à chambres de travail selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur hybride ou mono-énergie produit des gaz d'échappement qui entraînent une turbine (20) couplée à une génératrice (21) pour produire de l'électricité avec un courant suffisant pour alimenter les organes électronique, électromagnétique de gestion dynamique du moteur et des résistances électriquesde réchauffage de l'air du réservoir (10) par unerésistance intégréeet le conduit (42) associé à l'injecteur de carburant (30) par le dispositif (44) pour éviter son givrage, et en ce que le gaz d'échappement après le passage dans la turbine, est orienté sur le dispositif (17) de réchauffage du réservoir (12) par turbulences des gaz. 8), Système de moteur à chambres de travail selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif d'injection de carburant dans la chambre de combustion (3) utilise l'air sous pression stabilisée du réservoir (12) par le conduit (42), et que l'air est réchauffé par le dispositif (44), et en ce que le carburant liquide ou gazeux arrive par l'entrée (31) et que le mélangeur (29) est programmé par le. calculateur (23) pour produire un mélange carburé à un taux de stratification élevé, et que le temps d'injection est conditionné au temps d'injection de l'air comprimé pour le cycle hybride. 9), Système de moteur à chambres de travail selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cycle hybride pneumatique- thermique s'accomplit en sept phases remarquables suivantes : - Compression simultanée dans les deux cylindres et chambres - Injection séparément de l'air comprimé et d'un mélange carburé - Combustion du mélange carburé et transfert de la charge thermique - Réaction thermodynamique par synergie et expansion des gaz - Equilibrage iso-pression et transfert isochore inter chambre - Détente de travail - Echappement et nettoyage par turbulence 13), Système de moteur à chambres de travail selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cycle hybride est géré par le calculateur électronique (23) qui intègre les mesures des capteurs de pressions (26, 27, 36), de température (19), de commande des actionneurs des soupapes électromagnétiques (13,14,15,16) et le tachymètre indicateur de la vitesse et la position angulaire du vilebrequin (38), pour une gestion cartographique des phases techniques, et en ce que le taux de compression de la chambre (3), la quantité de carburant et la pression d'air injecté dans la préchambre (5) sont programmable5pour calculer et obtenir une température d'échappement isothermale et une pression basse d'échappement et permettre le passage en mono-énergie en cycle alterné. 14), Système de moteur à chambres de travail selon l'une quelconque des revendications précédentes qui fonctionne en mono-énergie, pneumatique ou thermique, caractérisé en ce que, en mode thermique la préchambre (5) devient une préchambre de combustion de la chambre (1), et que la chambre (3) en compression est dédiée au chargement du mélange carburé par l'injecteur (30), mélange qui est poussé dans la préchambre (5) par le clapet (11) ouvert étant donné que la pression de la chambre de combustion (1) est maintenue à une pression de compression plus basse, et en ce que le mélange carburé est enflammé dans la préchambre par la bougie d'allumage (50) pour produire une force cinétique imposant la fermeture du clapet (11), et que les gaz de combustion pénètre par le conduit (6) dans la chambre (1) pour la phase de détente et que conjointement le piston (4) descend et aspire l'air frais par la soupape d'admission (57) et qu'au point mort bas du piston (2) la soupape d'échappement (14) s'ouvre à la pression atmosphérique.12), Système de moteur à chambres de travail selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par un cycle du moteur à bi-énergie séquentiel, en ce que chaque énergie exécute alternativement un cycle thermique puis un cycle pneumatique, pour justifier un cycle global hybride par optimisation du rendement thermodynamique de chaque énergie, et en ce que la préchambre (5) est thermique par la combustion du mélange carburé enflammé par la bougie d'allumage (50) et que cette même préchambre reçoit pour le cycle suivant de l'air comprimé du cycle pneumatique, et en ce que la combustion interne ayant réchauffé la préchambre (5), l'extension des molécules de l'air comprimé est favorisé et aussi que l'échappement de l'air favorise la dilution des gaz d'échappement pour le cycle de combustion suivant. 13), Système de moteur à chambres de travail selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par un moteur à cycle thermique ou pneumatique, et en ce que le conduit (8) de liaison inter-chambre dispose seulement d'un clapet (59) non commandé et fermé par la pression de la chambre (3) et que le conduit (6) de décharge de la préchambre est chauffé par un calorifère (62) et en ce que, en phase de compression, l'air comprimé de la chambre (3), par le piston en avance (4), est en circulation dans la chambre (1) par la préchambre (5) et le conduit (6), et que l'air retourne en partie chauffé dans la chambre (3) par le conduit (8) et le clapet (59) ouvert, et en ce l'air compressé est chauffé jusqu'au point mort haut du piston (4). 14), Système de moteur à chambres de travail selon la revendication 1 et 13, caractérisé par un cycle moteur réversible, en ce que le vilebrequin est couplé au moteur électrique d'entraînement (57) pour lui imposer une rotation qui entraine les pistons, et en ce que le moteur technique devient en conséquence un compresseur, par la soupape (14) qui est une soupape d'admission de l'air ambiant et la soupape (13) ouverte à l'échappement en fin de compression pour transmettre l'air compressé dans le réservoir (12) par le clapet anti-retour (43) ouvert. 15), Système de moteur à chambres de travail selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les gaz d'échappement de la sortie (35) sontdérivés par la fermeture du clapet commandé (65) pour reconduire la pression à l'entrée du compresseur (25) lorsque qu'il rentre en fonctionnement par entrainement mécanique où autonome par une alimentation électrique pour recharger le réservoir (12) par le clapet anti-retour (68). 16), Système de moteur à chambres de travail selon i'�e tiueimvi4i es revendications précédentes, caractérisé en ce que le cycle de récupération inertielle est géré par un calculateur électronique (23) qui prend en charge divers informations précisant l'état de décélération du véhicule, tel le capteur inertiel (67), la position de la pédale de freins (66), de l'accélérateur (69), et le capteur de vitesse tachyrnètrique (38), ce qui permet d'enclencher l'embrayage (64) du compresseur et éventuellement la recharge par le cycle inversé du moteur en compresseur de récupération par la soupape (13).17), Système de moteur à chambres de travail selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur est installé en traction d'un véhicule et qu'un dispositif de récupération de la force inertielle du véhicule s'établi(par la détection de sa décélération, et en ce que le compresseur (25) est couplé à ce moment par l'embrayage (64) à uneforce d'entrainement de roulage (63) du véhicule et que le compresseur recharge le réservoir (12) par le clapet (68) et l'air comprimé qu'il produit. 18), Système de moteur à chambres de travail selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur électrique (57) est réversible en génératrice d'électricité et peut être couplé au moteur par un embrayage, et s'il est entraîné par le moteur technique, il sera utilisé pour produire de l'électricité de maintien de la batterie et des organes de commande électrique du moteur, la commutation sera aussi possible en récupération de l'énergie inertielle. 19), Système de moteur à chambres de travail selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moteur, pour tous les cycles thermodynamiques peut s'organiser avec des volumes différents des chambres de compression, et en ce que, le nombre des cylindres peut varier suivant la puissance du moteur, en deux, quatre, ou six , et que le cycle thermodynamique s'exécute en deux ou quatre temps moteur. 20), Système de moteur à chambres de travail selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par un cycle moteur hybride qui s'organise alternativement, par un cycle thermique à combustion interne dans les chambres (1 et 3) suivi d'un cycle pneumatique dans la chambre (1) en détente pendant que la chambre (3) est en admission de l'air ambiant par la soupape (13) ouverte,25