Brevet FR3136514A1 — publié le 20231215

La présente invention s’inscrit dans la production d’énergie thermique décarbonée. Elle a pour objet un moteur alternatif à 2 temps à bas taux de compression fortement turbocompressé conçu pour brûler de l’ammoniac pur sans faire appel à un gaz promoteur de combustion. Elle s’appuie sur le sous balayage du cylindre pour stratifier la température d’un milieu réactif issu du mélange d’une masse fraîche carburée et d’une masse brûlée recyclée qui accède à l’auto-allumage par compression sans risque de détonation avec un taux de compression réduit. Figure pour l’abrégé : Figure 2 Moteur alternatif à combustion interne d’ammoniac pur NH3 Domaine de la divulgation L’invention concerne le domaine de la production d’énergie thermique décarbonée. Etat de la technique Le réchauffement climatique condamnera les hydrocarbures au profit de combustibles décarbonés, tels l’hydrogène et l’ammoniac, pour alimenter les moteurs à combustion interne. Les difficultés de stockage de l’hydrogène favoriseront l’ammoniac pour les transports et la production d’électricité décentralisée. Les moteurs alternatifs à combustion interne brûlent des hydrocarbures en phase gazeuse via le mécanisme de la propagation d’un front de flammes où les produits déjà brûlés diffusent dans les produits frais pour porter ces derniers à leur température d’auto-allumage qui déclenche les réactions en chaînes de la combustion vive. La lenteur de la diffusion gazeuse handicape le rendement thermique des moteurs alternatifs par la durée angulaire de la combustion qui produit un travail négatif avant le point mort haut des pistons et des gaz insuffisamment détendus après le dit point mort haut. La très basse vitesse de flamme de l’ammoniac aggrave ce problème au point de devoir mélanger l’ammoniac avec de l’hydrogène pour initier une combustion stable. Pour atteindre le rendement optimal de la combustion à volume constant du cycle Otto, on a cherché à concentrer la combustion autour du point mort haut via le concept HCCI (Homogeanous Charge Compression Ignition). Ce procédé de combustion sans flamme consiste à chauffer par compression un mélange carburé homogène jusqu’à sa température d’auto-allumage. Contrairement à l’échauffement surfacique progressif d’un front de flammes, ce procédé d’échauffement volumique déclenche l’auto-allumage simultanément dans toute la charge carburée avec le risque d’une détonation destructrice pour le moteur. On a tenté, sans succès, de casser l’homogénéité du milieu réactif en y stratifiant la concentration locale de carburant ou en y ajoutant des gaz brûlés recyclés refroidis. Cet échec était prévisible compte tenu du rôle prédominant de la température du milieu réactif dans la cinétique chimique, température peu modifiée par la stratification spatiale de la concentration locale du carburant. Outre le risque de détonation, pour atteindre la haute température d’auto-allumage de l’ammoniac pur, ce procédé supposerait un taux de compression volumétrique irréaliste supérieur à 35/1. Exposé de la divulgation Pour remédier aux problèmes précités, l’objet de la présente invention est un moteur alternatif à 2 temps sous- balayé pour recycler une masse de gaz brûlés (N2+H2O) dont l’énergie interne initie la combustion de l’ammoniac pur et dont la masse chimiquement inerte limite la température maximale du cycle. Afin d’éliminer la détonation, l’invention concerne un moteur alternatif à combustion interne fonctionnant sur le cycle à 2 temps dont chaque cylindre reçoit à chaque cycle une masse fraîche MA d’un mélange isotherme d’air comburant et d’un gaz combustible qui remplace la masse des gaz brûlés au cycle précédent caractérisé en ce qu’une masse chaude MB de gaz brûlés retenue dans le cylindre diffuse dans la totalité de la masse fraîche MA, pendant la phase d’échange des gaz et la phase de compression, pour former un mélange réactif totalement stratifié en températures dont la strate isotherme la plus chaude atteint sa température d’auto-allumage sous l’effet de sa compression par le piston avant son point mort haut et dont les strates isothermes moins chaudes atteignent successivement leur température d’auto-allumage sous l’effet de leur compression consécutive à la dilatation thermique des strates isothermes déjà brûlées. L’invention concerne également un procédé de fonctionnement d’un tel moteur. La température et la concentration massique de gaz combustible peuvent être identiques en tous points de la masse fraîche MA afin d’uniformiser la température des gaz issus de la combustion. La strate isotherme la plus froide du mélange réactif peut atteindre sa température d’auto-allumage après le point mort haut du piston afin de limiter la pression et la température maximales du cycle. L’étendue surfacique des strates isothermes du mélange réactif peut diminuer quand leur température augmente afin de conférer une progressivité au taux de dégagement de chaleur de la combustion. La strate la plus chaude du milieu réactif peut être située près du centre de la chambre de combustion et contre un piston calorifugé afin de conférer une progressivité au taux de dégagement de chaleur de la combustion et de limiter les fuites thermiques vers le corps du piston. Un capteur peut être situé dans un cylindre pour transmettre en permanence la position angulaire de la combustion par rapport au point mort haut du piston à un ordinateur de contrôle moteur qui pilote des actionneurs agissant sur les températures des strates isothermes du mélange réactif pour placer ladite position angulaire sur une valeur conforme à une cartographie du champ couple/vitesse de fonctionnement du moteur stockée dans la mémoire de l’ordinateur. Les températures des strates isothermes du mélange réactif stratifié peuvent être pilotées via le rapport MB/MA des masses retenues dans le cylindre. Les températures des strates isothermes du mélange réactif stratifié peuvent être pilotées via le taux de compression effectif du piston qui comprime le mélange MA+MB. Un capteur sensible à la pression des gaz peut détecter la position angulaire de la pression maximale du cycle qui coïncide avec la fin de la combustion conforme à l’invention. L’ordinateur de contrôle moteur peut agir sur les températures des strates isothermes du mélange réactif stratifié en pilotant individuellement ou collectivement certains des actionneurs ci-après : des déphaseurs d’arbre à cames, des distributeurs de turbine à section variable, des by-pass de turbine à section variable, des by-pass de réfrigérant d’air à section variable. Ledit moteur peut comporter plusieurs cylindres identiques munis d’orifices d’échappement et de tuyères d’admission fermés selon une chronologie qui comporte successivement : au voisinage du point mort bas du piston, l’ouverture simultanée des orifices d’échappement suivie par l’ouverture simultanée des tuyères d’admission ; entre le point mort bas et le point mort haut du piston , la fermeture simultanée des tuyères d’admission suivie par la fermeture simultanée des orifices d’échappement, l’ordinateur de contrôle moteur pilotant l’angle de fermeture des orifices d’échappement pour positionner la combustion en modulant simultanément le rapport MB/MA et le taux de compression effectif du mélange réactif stratifié MA+MB. Ledit moteur peut comporter plusieurs cylindres munis de tuyères d’admission reliées à un plénum d’admission pressurisé à une pression PA, et munis d’orifices d’échappement reliés à un plénum d’échappement pressurisé à une pression PE inférieure à PA, les plénums étant suffisamment volumineux par rapport au volume de gaz transféré à chaque cycle pour que PA et PE soient sensiblement constantes en régime stabilisé quand le couple et la vitesse de rotation du moteur sont constants afin que les écoulements soient identiques dans tous les cylindres. Chaque cylindre peut être fermé, d’une part, par la face plane d’une culasse axisymétrique comportant une tuyère d’admission axiale formée autour d’une soupape d’admission et quatre orifices d’échappement périphériques identiques disposés en carré autour de la tuyère d’admission et fermés par des soupapes synchrones, et d’autre part, par la face d’un piston axisymétrique formée pour renvoyer le jet d’air carburé issu de la tuyère d’admission vers la culasse afin de structurer une stratification thermique axisymétrique. La face du piston peut être recouverte par un bouclier thermique qui échange sa chaleur avec le jet d’air carburé pour annuler le flux thermique vers le corps du piston. Les soupapes d’échappement et la soupape d’admission peuvent être actionnées par des arbres à cames reliés à l’arbre moteur via un dispositif déphaseur pilotable commun pour positionner la combustion dans le cycle. Les soupapes d’échappement peuvent être actionnées par des arbres à cames reliés à l’arbre moteur via un dispositif déphaseur commun et la soupape d’admission peut être actionnée par un arbre à cames relié mécaniquement à l’arbre moteur via un deuxième dispositif déphaseur pilotable en fonction du régime de rotation du moteur. Le plénum d’admission peut être alimenté en air comburant par un turbocompresseur haute pression HP via un réfrigérant d’air HP et le plénum d’échappement peut alimenter en gaz brûlés une turbine HP du turbocompresseur HP dont la section débitante du distributeur est pilotée par l’ordinateur de contrôle moteur pour régler la richesse du mélange carburé dans le plénum d’admission mesurée par une sonde à oxygène immergée dans les gaz d’échappement, conformément à une cartographie du champ couple/vitesse de fonctionnement du moteur stockée dans la mémoire de l’ordinateur. Le moteur peut comporter une turbine de travail située entre le plénum d’échappement et la turbine HP afin de compléter le bas taux de détente des gaz par le piston. Le moteur peut comporter un turbocompresseur basse pression BP dont le compresseur alimente le compresseur HP en air comburant via un réfrigérant d’air BP et dont la turbine BP est alimentée par les gaz brûlés issus de la turbine HP afin d’augmenter le taux de suralimentation du moteur. L’ordinateur de contrôle moteur peut piloter simultanément un déphaseur d’arbre à cames d’échappement et la section débitante du distributeur de la turbine HP pour positionner la combustion et fixer la richesse dans le plénum d’admission conformément à une cartographie stockée dans sa mémoire. La course des pistons peut être voisine du diamètre des cylindres pour avoir des sections d’orifices compatibles avec la cylindrée, le gaz combustible de la masse MA étant l’ammoniac NH3 pour ne pas émettre du CO2, le rapport MB/MA étant supérieur à 0,70 pour atteindre la température d’auto-allumage avec un taux de compression volumétrique effectif des pistons compris entre 3 et 5 et un taux de détente volumétrique compris entre 7 et 9. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de la présente divulgation apparaîtront dans la description détaillée suivante, se référant aux dessins annexés dans lesquels : est une vue schématique de la boucle d’air d’un moteur turbo-compound fortement suralimenté est une vue du cycle thermodynamique décrit par le moteur turbo-compound de la est une vue schématique de l’aérodynamique interne d’un cylindre du moteur turbo-compound de le est une coupe transversale d’un cylindre du moteur turbo-compound de la Description détaillée de la divulgation Bien entendu la divulgation n'est nullement limitée au(x) mode(s) de réalisation décrit(s) à titre illustratif, non limitatif. Ainsi, la clé de l’invention est l’élimination de la détonation d’une charge carburée homogène qui a ruiné les espoirs suscités par la combustion HCCI à la fin du siècle dernier. Elle ouvre la voie de l’auto-allumage rapide par compression à des combustibles difficilement inflammables en élevant le niveau thermique du milieu réactif par d’autres moyens que la compression pure. Elle permet en prime de réduire la production d’oxydes d’azote en diluant le milieu réactif sans réduire la température de début de combustion. L’invention atteint ses trois objectifs en construisant, dans un cylindre de moteur à 2 temps sous-balayé, un milieu réactif intégralement stratifié en température par mélange d’une masse fraîche carburée isotherme MA avec une masse chaude MB de gaz brûlés retenue dans le cylindre. L’invention s’appuie sur les lois de la cinétique chimique qui régissent l’oxydation d’un mélange combustible en phase gazeuse stipulant que la vitesse des réactions croit exponentiellement avec la température locale. L’effet exponentiel de la température fait que l’échauffement volumique par compression d’un milieu réactif stratifié en température déclenche un front d’auto-allumage qui circule contre le gradient des températures entre sa strate isotherme la plus chaude et sa strate isotherme la plus froide jusqu’à l’épuisement du combustible. La vitesse de déplacement du front d’auto-allumage dépend du gradient de température et de la richesse de la strate active. La vitesse du front est toujours subsonique compte tenu de la température élevée du milieu réactif et ne produit donc pas d’onde de choc. L’objet de l’invention est donc un moteur alternatif à combustion interne fonctionnant sur le cycle à 2 temps dont chaque cylindre reçoit à chaque cycle une masse fraîche isotherme MA d’un mélange d’air comburant et d’un gaz combustible qui remplace la masse des gaz brûlés au cycle précédent caractérisé en ce qu’une masse chaude MB de gaz brûlés retenue dans le cylindre diffuse dans la totalité de la masse fraîche MA, pendant la phase d’échange des gaz et la phase de compression, pour former un mélange réactif totalement stratifié en températures dont la strate isotherme la plus chaude atteint sa température d’auto-allumage sous l’effet de sa compression par le piston avant son point mort haut PMH et dont les strates isothermes moins chaudes atteignent successivement leur température d’auto-allumage sous l’effet de leur compression consécutive à la dilatation thermique des strates isothermes déjà brûlées. Le procédé de l’invention n’est plus opérant après le PMH quand la détente volumétrique du piston surpasse la dilatation thermique due à la combustion. Néanmoins, à la puissance maximale du moteur, il est possible de terminer la combustion après le PMH compte tenu que, quand l’échauffement par compression devient insuffisant pour porter les strates les plus froides au seuil d’auto-allumage, la diffusion du front d’auto-allumage dans les produits frais peut compléter l’échauffement issu de la compression. La combustion est optimale quand la concentration de combustible dans la masse fraîche MA est constante afin d’uniformiser la température de fin de combustion dans le cylindre. Afin de contrôler la concentration massique de carburant à l’échelle moléculaire de la chimie, l’invention préconise que la carburation de la masse MA s’effectue dans un plénum d’admission de volume suffisant pour que la diffusion du gaz combustible dans l’air comburant ait le temps de parvenir à l’équilibre thermodynamique. La stratification thermique selon l’invention génère ainsi dans le milieu réactif un gradient inverse de concentration massique de carburant qui homogénéise la température finale de combustion. En effet, les strates les plus chaudes riches en gaz brûlés et pauvres en carburant subissent un faible échauffement chimique, quand les strates les moins chaudes pauvres en gaz brûlés et riches en carburant subissent un fort échauffement chimique. Cette homogénéité des températures de combustion optimise la puissance du cycle et élimine les points chauds générateurs d’oxydes d’azote. Les températures de fin de compression étant proportionnelles aux températures de début de compression, l’invention permet d’accéder à l’auto-allumage de tous les combustibles, quel que soit le taux de compression effectif du milieu réactif et la température d’auto-allumage du carburant, en pilotant le rapport MB/MA des masses retenues dans le cylindre avant leur compression. Le ballast chimiquement inerte de gaz brûlés recyclés MB qui stationne dans le cylindre conserve son énergie interne à l’exception de fuites thermiques aux parois. Au cours des cycles compression-détente il cède de l’énergie interne au milieu réactif pour initier la combustion et la récupère simultanément en diluant ladite combustion pour limiter la température finale. Le rendement thermique du cycle est ainsi optimisé par une combustion complète, rapide et non détonante qui s’exécute à volume sensiblement constant au voisinage du PMH. La géographie de la stratification thermique du milieu réactif définit la loi de dégagement de chaleur en fonction du temps. Le dégagement instantané d’énergie est proportionnel à l’étendue surfacique et à la richesse de la strate isotherme en cours d’auto-allumage. La stratification selon l’invention où les strates les plus chaudes qui s’allument les premières sont aussi les moins riches en carburant confère une progressivité structurelle au dégagement de chaleur indépendamment de l’évolution des étendues surfaciques des strates isothermes en fonction de leur température qui constitue le paramètre principal régissant la loi de dégagement d’énergie. Pour optimiser la progressivité du dégagement de chaleur, l’étendue surfacique des strates isothermes doit donc diminuer quand leur température augmente. Le positionnement de la zone la plus chaude du milieu réactif au centre de la chambre de combustion satisfait à cet impératif. De plus, un positionnement de la zone la plus chaude contre un piston chaud recouvert d’un bouclier thermique réduit les pertes thermiques aux parois en retardant l’interaction de la flamme avec la paroi refroidie de la culasse et en réduisant le flux thermique vers le corps du piston. La géographie de la stratification dépend de la position et de l’orientation des tuyères d’admission, de la position des orifices d’échappement et de la géométrie du cylindre et de la chambre de combustion limitée par le piston et la culasse. La géographie de la stratification dépend également des températures initiales de la masse fraîche MA et de la masse chaude MB, du rapport des deux masses MB/MA, de la turbulence du milieu réactif et de la durée de cohabitation des deux masses dans le cylindre qui fixe le taux d’avancement du mélange. La stratification thermique s’initie naturellement dans un cylindre de moteur à 2 temps quand la masse fraîche MA balaye les gaz brûlés du cycle précédent. Au cours de ce transvasement rapide, la diffusion gazeuse qui se développe à la frontière entre les deux masses mises en contact n’a pas le temps d’atteindre l’équilibre thermodynamique et génère une zone mélangée stratifiée en température et en concentration de carburant. Contrairement aux moteurs à 2 temps de l’art antérieur où l’échange des gaz est structuré pour minimiser le volume de la zone mélangée et où la fermeture du cylindre intervient quand la zone mélangée en est partiellement expulsée pour offrir à la combustion un air comburant aussi pur que possible, l’invention structure l’échange des gaz pour diffuser des gaz brûlés dans l’intégralité de la masse fraîche MA sans évacuer de l’air carburé vers l’échappement. Les objectifs contradictoires dans un cycle à 2 temps d’intensifier le mélange des gaz et d’éviter un by-pass admission-échappement impliquent la conception d’une architecture d’échange des gaz spécifique de l’invention avec l’aide d’une simulation numérique 3D de mécanique des fluides réactifs. L’invention comporte des moyens pour positionner la combustion de façon optimale au voisinage du point haut. A cet effet un capteur situé dans la chambre de combustion détecte en temps réel la position angulaire de la combustion. Ce capteur renseigne en permanence un ordinateur de contrôle moteur qui commande des actionneurs agissant sur le niveau thermique du milieu réactif, pour positionner l’auto-allumage à la fin de la course de compression conformément à une cartographie du champ couple/vitesse de fonctionnement du moteur stockée dans la mémoire de l’ordinateur. Par exemple, un capteur sensible à la pression des gaz détecte la pression maximale du cycle qui coïncide avec la fin de combustion. Parmi les actionneurs qui agissent instantanément sur le niveau thermique du milieu réactif nous citerons à titre non limitatif, les déphaseurs d’arbre à came, les distributeurs de turbine à section débitante variable, les by-pass de turbine à section débitante variable, les bypass de réfrigérant d’air à section débitante variable. Pour disposer d’un nombre maximal de paramètres pour contrôler le moteur, l’inventeur a choisi de poursuivre la description de l’invention dans l’architecture des moteurs à 4 temps où les orifices d’admission et d’échappement sont situés dans une culasse et sont obturés par des soupapes actionnées par des arbres à cames déphasables permettant de déconnecter le diagramme de distribution des gaz du déplacement des pistons, contrairement aux moteurs à balayage unicourant qui comportent des orifices situés dans l’épaisseur des cylindres obturés par les pistons. Dans ce qui suit, l’invention est présentée dans son application préférée dans un groupe électrogène léger, pour le transport terrestre et maritime et pour la production décentralisée d’électricité, entrainé par un moteur turbocompressé turbo-compound à bas taux de compression carburé à l’ammoniac pur et tournant à vitesse constante. Cette application particulière exploite tous les avantages qui caractérisent l’invention. On se réfère maintenant à la . Un moteur de groupe électrogène (1) fonctionnant à 1500 tours par minute sur le cycle à 2 temps turbo-compound comporte 6 cylindres (2) en ligne qui allument successivement tous les 60 dv (degrés vilebrequin) pour séparer les échanges des gaz qui s’effectuent à travers des culasses. Afin de garantir une aérodynamique interne identique dans tous les cylindres, les tuyères d’admission sont reliées à un plénum d’admission (3) pressurisé à une pression PA, et les orifices d’échappement sont reliés à un plénum d’échappement (4) pressurisé à une pression PE inférieure à PA. Les plénums sont suffisamment volumineux par rapport au volume de gaz transféré à chaque cycle pour que PA et PE soient sensiblement constantes en régime stabilisé à charge constante. On se réfère maintenant aux figures 3 et 4. Afin de garantir une aérodynamique interne axisymétrique, chaque cylindre est fermé, d’une part, par la face plane (5) d’une culasse axisymétrique comportant une tuyère d’admission axiale (6) formée autour d’une soupape d’admission (7) et quatre orifices d’échappement périphériques (8) identiques disposés en carré autour de la tuyère d’admission et fermés par des soupapes synchrones (9), et d’autre part, par la face (10) d’un piston axisymétrique formée pour renvoyer le jet d’air carburé (11) issu de la tuyère d’admission vers la culasse en diffusant dans les gaz brûlés pour structurer la stratification selon les isothermes décroissantes (22 ), (23), (24). La face du piston est recouverte par un bouclier thermique chaud qui échange sa chaleur avec le jet d’air carburé pour annuler le flux thermique vers le corps du piston. La course des pistons est égale au diamètre du cylindre à 180 mm pour disposer dans la culasse d’une section débitante des orifices de transfert compatible avec la cylindrée. Pour réduire au minimum la durée angulaire des ouvertures/fermetures des orifices, les soupapes sont rappelées sur leur siège par des ressorts pneumatiques (non représentés) et leurs sièges sont encastrés dans la culasse pour retarder l’ouverture effective des orifices pendant l’accélération des soupapes et avancer leur fermeture effective pendant la décélération des soupapes. On se réfère maintenant à la qui représente le diagramme pression/volume du cycle fermé. La soupape d’admission et les soupapes d’échappement sont fermées une fois par cycle par deux arbres à cames en tête (12) identiques synchronisés sur l’arbre moteur via un dispositif pilotable commun (non représenté) pour déphaser l’ensemble de la chronologie angulaire des transferts fixée par les arbres à cames. L’échange des gaz débute à l’ouverture OA de la tuyère d’admission qui suit l’ouverture simultanée OE des orifices d’échappement en fin de détente des gaz brûlés quand le piston ralentit au voisinage de son point mort bas PMB, et s’achève à la fermeture simultanée FE des orifices d’échappement qui suit la fermeture FA de la tuyère d’admission quand le piston s’est accéléré vers son point mort haut PMH et occupe une position P pilotée par le déphaseur commun des arbres à cames. Quand la tuyère d’admission et les orifices d’échappement sont ouverts simultanément la chute de pression PA-PE génère dans le cylindre un écoulement qui s’interrompt à la fermeture de la tuyère d’admission pour fixer la masse d’air carburée MA qui participera au cycle. Quand la section débitante des 4 orifices d’échappement est supérieure à 2,5 fois celle de la tuyère d’admission, la masse MA introduite dans le cylindre est proportionnelle à la durée temporelle d’ouverture de la tuyère d’admission qui ne varie pas avec le déphasage des arbres à cames. Les gaz brûlés d’un cycle s’évacuent selon trois mécanismes successifs : entre OE et OA la surpression du cylindre se décharge brutalement dans jusqu’à la pression PE du plénum d’échappement ; entre OA et FA la charge fraîche chasse des gaz brûlés vers les orifices d’échappement qui s’ajoutent à ceux refoulés par le piston ; entre FA et FE, le piston poursuit seul le refoulement des gaz brûlés jusqu’à la fermeture du cylindre. A contrario de la masse MA qui ne dépend pas du déphasage des arbres à cames, la masse MA+MB retenue dans le cylindre et son taux de compression dépendent de la position P du piston à la fermeture du cylindre qui varie avec le déphasage des cames d’échappement. Il s’ensuit que le déphaseur des arbres cames, qui pilote la masse MA+MB dont MA reste constante, pilote simultanément le rapport MB/MA qui fixe la proportion de gaz brûlés dans le mélange stratifié et son taux de compression. Pour conclure, le déphaseur des arbres à cames pilote simultanément et dans le même sens le taux de compression effectif de la masse MA+MB, et sa fraction de gaz brûlés MB/MA qui cumulent leurs effets sur le niveau thermique du milieu réactif en fin de compression. En pilotant le déphaseur des arbres à cames, l’ordinateur agit donc doublement sur le niveau thermique du milieu réactif pour régler la position de la combustion dans le cycle thermodynamique. On se réfère maintenant à la . Le plénum d’admission (3) est alimenté en air comburant via un carburateur (13) qui y diffuse le gaz combustible pour y uniformiser la température et la richesse locales. Le couple du moteur est piloté par le débit de combustible injecté dans le carburateur. Le rapport volumétrique est voisin de 7 et le taux de compression effectif est voisin de 4 pour accepter la pression d’admission voisine de 20 bars délivrée par deux turbocompresseurs travaillant en cascade sans excéder la pression maximale de 240 bars. Le plenum d’admission est alimenté en air comburant, via un réfrigérant d’air (14), par un turbocompresseur haute pression HP (15) entrainé en rotation par une turbine HP (16) alimentée en gaz brûlés par le plénum d’échappement (4) via une turbine de travail turbo-compound (17) qui complète la détente utile des gaz brûlés avortée par le piston. La turbine turbo-compound 17 peut être reliée mécaniquement via un réducteur 21 à l’arbre moteur ou à un alternateur auxiliaire. La section débitante du distributeur de la turbine HP est pilotable pour régler la richesse en combustible dans le plénum d’admission. Le turbocompresseur HP (15) est alimenté en air comburant via un réfrigérant d’air (18) par un turbocompresseur basse pression BP (19) entrainé en rotation par une turbine BP (20) alimentée en gaz brûlés par la turbine HP (16). L’enthalpie disponible dans le plénum d’échappement se partage entre le travail utile de la turbine turbo-compound et le travail des turbocompresseurs qui fixe la pression PA et la richesse dans le plénum d’admission. Une variation de la section débitante du distributeur de la turbine HP, qui modifie le taux de détente de la turbine de travail, modifie simultanément le travail des turbocompresseurs qui fixe la richesse dans le plénum d’admission. Le déphaseur des arbres à cames et le distributeur à section variable de la turbine HP sont les deux actionneurs qui permettent à l’ordinateur de piloter simultanément la position angulaire de la combustion et la richesse de la masse MA mesurée par une sonde à oxygène située dans les gaz d’échappement. Le fonctionnement du moteur à vitesse constante présente l’avantage d’exploiter les turbocompresseurs à leur rendement isentropique optimal et de simplifier la stratégie de contrôle moteur. La position de la turbine de travail en amont des turbines HP et BP optimise le rendement du moteur à charges partielles. En effet, les réductions du couple moteur commandées par le débit de combustible injecté dans le carburateur impactent successivement la vitesse de rotation du turbocompresseur BP puis celle du turbocompresseur HP avant d’impacter le taux de détente de la turbine de travail qui fixe le rendement thermique du cycle. Moteur alternatif à combustion interne fonctionnant sur le cycle à 2 temps dont chaque cylindre reçoit à chaque cycle une masse fraîche MA d’un mélange isotherme d’air comburant et d’un gaz combustible qui remplace la masse des gaz brûlés au cycle précédent caractérisé en ce qu’une masse chaude MB de gaz brûlés retenue dans le cylindre diffuse dans la totalité de la masse fraîche MA, pendant la phase d’échange des gaz et la phase de compression, pour former un mélange réactif totalement stratifié en températures dont la strate isotherme la plus chaude atteint sa température d’auto-allumage sous l’effet de sa compression par le piston avant son point mort haut et dont les strates isothermes moins chaudes atteignent successivement leur température d’auto-allumage sous l’effet de leur compression consécutive à la dilatation thermique des strates isothermes déjà brûlées. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’un capteur situé dans un cylindre transmet en permanence la position angulaire de la combustion par rapport au point mort haut du piston à un ordinateur de contrôle moteur qui pilote des actionneurs agissant sur les températures des strates isothermes du mélange réactif pour placer ladite position angulaire sur une valeur conforme à une cartographie du champ couple/vitesse de fonctionnement du moteur stockée dans la mémoire de l’ordinateur. Moteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les températures des strates isothermes du mélange réactif stratifié sont pilotées via le rapport MB/MA des masses retenues dans le cylindre. Moteur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les températures des strates isothermes du mélange réactif stratifié sont pilotées via le taux de compression effectif du piston qui comprime le mélange MA+MB. Moteur selon l’une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu’un capteur sensible à la pression des gaz détecte la position angulaire de la pression maximale du cycle qui coïncide avec la fin de la combustion conforme à l’invention. Moteur selon l’une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l’ordinateur de contrôle moteur agit sur les températures des strates isothermes du mélange réactif stratifié en pilotant individuellement ou collectivement certains des actionneurs ci-après : des déphaseurs d’arbre à cames, des distributeurs de turbine à section variable, des by-pass de turbine à section variable, des by-pass de réfrigérant d’air à section variable. Moteur selon la revendication 6, comportant plusieurs cylindres munis de tuyères d’admission et d’orifices d’échappement fermés selon une chronologie qui comporte successivement : au voisinage du point mort bas du piston , l’ouverture simultanée des orifices d’échappement suivie par l’ouverture simultanée des tuyères d’admission ; entre le point mort bas et le point mort haut du piston , la fermeture simultanée des tuyères d’admission suivie par la fermeture simultanée des orifices d’échappement, l’ordinateur de contrôle moteur pilotant l’angle de fermeture des orifices d’échappement pour positionner la combustion en modulant simultanément le rapport MB/MA et le taux de compression effectif du mélange réactif stratifié MA+MB. Moteur selon l’une quelconque des revendications précédentes, ledit moteur comportant plusieurs cylindres munis de tuyères d’admission reliées à un plénum d’admission pressurisé à une pression PA, et munis d’orifices d’échappement reliés à un plénum d’échappement pressurisé à une pression PE inférieure à PA, les plénums étant suffisamment volumineux par rapport au volume de gaz transféré à chaque cycle pour que PA et PE soient sensiblement constantes en régime stabilisé quand le couple et la vitesse de rotation du moteur sont constants. Moteur selon les revendications 7 et 8, caractérisé en ce que chaque cylindre est fermé, d’une part, par la face plane d’une culasse axisymétrique comportant une tuyère d’admission axiale formée autour d’une soupape d’admission et quatre orifices d’échappement périphériques identiques disposés en carré autour de la tuyère d’admission et fermés par des soupapes synchrones, et d’autre part, par la face d’un piston axisymétrique formée pour renvoyer le jet d’air carburé issu de la tuyère d’admission vers la culasse en se mélangeant aux gaz brûlés pour structurer la stratification thermique du milieu réactif. Moteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que la face du piston est recouverte par un bouclier thermique qui échange sa chaleur avec le jet d’air carburé pour annuler le flux thermique vers le corps du piston. Moteur selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que les soupapes d’échappement et la soupape d’admission sont actionnées par des arbres à cames reliés à l’arbre moteur via un dispositif déphaseur pilotable commun. Moteur selon l’une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que les soupapes d’échappement sont actionnées par des arbres à cames reliés à l’arbre moteur via un dispositif déphaseur commun et que la soupape d’admission est actionnée par un arbre à cames relié mécaniquement à l’arbre moteur via un deuxième dispositif déphaseur pilotable. Moteur selon l’une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que le plénum d’admission est alimenté en air comburant par un turbocompresseur haute pression HP via un réfrigérant d’air HP et que le plénum d’échappement alimente en gaz brûlés une turbine HP du turbocompresseur HP dont la section débitante du distributeur est pilotée par l’ordinateur de contrôle moteur pour régler la richesse du mélange carburé dans le plénum d’admission mesurée par une sonde à oxygène immergée dans les gaz d’échappement, conformément à une cartographie du champ couple/vitesse de fonctionnement du moteur stockée dans la mémoire de l’ordinateur. Moteur selon la revendication 13, caractérisé en ce qu’il comporte une turbine de travail turbo-compound située entre le plénum d’échappement et la turbine HP. Moteur selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce qu’il comporte un turbocompresseur basse pression BP dont le compresseur alimente le compresseur HP en air comburant via un réfrigérant d’air BP et dont la turbine BP est alimentée par les gaz brûlés issus de la turbine HP. Moteur selon les revendications 8 et 13, caractérisé en ce que l’ordinateur de contrôle moteur pilote simultanément un déphaseur d’arbre à cames d’échappement et la section débitante du distributeur de la turbine HP pour positionner la combustion et fixer la richesse dans le plénum d’admission conformément à une cartographie stockée dans sa mémoire. Moteur selon la revendication 14, dans lequel la course des pistons est voisine du diamètre des cylindres, le gaz combustible de la masse MA étant l’ammoniac NH3, le rapport MB/MA étant supérieur à 0,70, le taux volumétrique de détente étant compris entre 7 et 9 et le taux volumétrique de compression des pistons étant compris entre 3 et 5. Procédé de fonctionnement d’un moteur selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la température et la concentration massique de gaz combustible sont identiques en tous points de la masse fraîche MA. Procédé selon la revendication 18, dans lequel la strate isotherme la plus froide du mélange réactif atteint sa température d’auto-allumage après le point mort haut du piston. Procédé selon la revendication 18 ou 19, dans lequel l’étendue surfacique des strates isothermes du mélange réactif diminue quand leur température augmente. Procédé selon l’une des revendications 18 à 20, dans lequel la strate la plus chaude du milieu réactif est située près du centre de la chambre de combustion.