Le mouvement alternatif fait référence à tout mouvement répétitif en ligne droite, qui comprend de haut en bas, d’un côté à l’autre ou de l’intérieur et de l’extérieur. Ce mouvement peut pomper de l’eau, alimenter des machines, réfrigérer des aliments et a de nombreuses autres utilisations. Le principe du mouvement alternatif entraîne la plupart des moteurs à combustion interne.
Un moteur alimenté à l’essence ou au diesel peut fournir de l’énergie en enflammant le carburant dans un mélange d’air. L’énergie de combustion force un piston dans un mouvement linéaire ou en ligne droite à l’intérieur d’un cylindre. Une tige de piston est reliée à un arbre d’entraînement dans une position excentrée, et le mouvement du piston est converti en un mouvement rotatif qui peut alimenter le véhicule. En va et vient dans le cylindre, le piston comprime à plusieurs reprises le carburant, transférant la puissance à l’arbre d’entraînement et évacuant les gaz résiduaires.
Le mouvement rotatif peut également être utilisé pour créer un mouvement alternatif. La direction à crémaillère dans de nombreuses automobiles consiste en un engrenage circulaire, ou pignon, aligné avec un arbre à engrenage droit. Lorsque le volant est tourné, le pignon tourne, déplace l’arbre d’avant en arrière et les roues tournent.
Le mouvement peut également être de haut en bas. Un exemple est une pompe de puits manuelle. La poignée de la pompe est déplacée de haut en bas, ce qui actionne un piston sous le sol à l’extrémité d’un arbre. Chaque fois que la poignée est abaissée, le piston est tiré vers le haut et crée une aspiration pour tirer l’eau du puits. Les pompes de puits de pétrole à entraînement électrique utilisent le même principe, avec un moteur électrique rotatif entraînant un bras oscillant qui alimente la pompe.
Certaines machines à vapeur des années 1800 étaient des machines à double action qui fournissaient de l’énergie dans les deux sens. Un piston était centré dans un cylindre horizontal et un arbre était relié des deux côtés du piston à des cames rotatives. Un côté du piston a été mis sous pression avec de la vapeur tandis que l’autre côté a été ventilé, et le processus a été inversé. Le mouvement alternatif de l’arbre a été converti en mouvement de rotation qui pouvait alimenter des machines.
Le mouvement alternatif linéaire peut être utilisé directement sans le convertir en action rotative. Les marteaux à percussion et les marteaux piqueurs utilisent un piston alternatif actionné par de l’air ou de la vapeur. Chaque course motrice du piston peut être utilisée comme énergie pour enfoncer des fixations ou poser des pieux de fondation.
Les compresseurs à gaz peuvent être des systèmes alternatifs. Dans ces systèmes, l’arbre du compresseur est entraîné par un moteur à gaz ou électrique, ce qui fait bouger les pistons. De nombreux compresseurs de réfrigération et compresseurs d’air industriels utilisent des machines alternatives car ils peuvent fournir une plus grande capacité pour une puissance requise donnée par rapport à un compresseur rotatif.
Les pompes à membrane sont des machines à mouvement alternatif. Une bielle de l’arbre d’entraînement est montée sur un côté d’un diaphragme en caoutchouc ou en polymère, qui est un joint solide. Le mouvement alternatif de la bielle pousse le diaphragme d’avant en arrière, ce qui aspire le fluide et le refoule. Les pompes à membrane sont couramment utilisées pour les fluides contenant des solides, tels que la boue ou certains produits chimiques corrosifs.