Lien entre régime et puissance

NOTIONS TECHNIQUES

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Pourquoi un moteur a plus de puissance dans les tours ? Pourquoi un moteur a une limite de régime maximal ? Toutes ces ces caractéristiques méritent quelques explications, et nous allons donc ici étudier le lien qu'il peut y avoir entre régime moteur et puissance.

Pourquoi un moteur a plus de puissance dans les tours ?

Si vous avez déjà observé une courbe de puissance, vous avez sans doute remarqué qu'elle ressemblait à une sorte de montée qui se termine par un point culminant (vers la fin de la plage de régime). Et contrairement à la courbe de couple qui ressemble à une colline/montagne, celle de la puissance ne fait presque que monter tout le long de la montée en régime.

Pourquoi la puissance est d'autant plus grande que la régime l'est lui aussi ? La raison principale est toute simple, plus je monte en régime, plus j'ai une fréquence moteur élevée (la définition même du régime finalement), à savoir que les pistons font des allers-retours de plus en plus rapidement. Pour animer les pistons il me faut injecter du carburant et du comburant, et cela va se faire juste après le 2ème temps (moteur 4 temps) juste après la compression du mélange (comburant/carburant). Mais peu importe, il faut juste savoir que plus j'ai un régime élevé, plus je peux produire d'injections dans un temps donné (disons par seconde).

Si je suis à 1000 tours/minute j'aurais la possibilité d'injecter 2000 fois du carburant dans le cas d'un moteur 4 cylindres (à chaque tour j'ai deux injections, et non quatre). Je pourrai donc profiter de la puissance qu'offre cette quantité de carburant (la somme liquide de ces 2000 injections en une minute).

Si je suis à 7000 tours/minute, je profiterai alors de 14 000 injections dans ce temps imparti, ce qui induit que je vais brûler sept fois plus de carburant sur cette même période. Et logiquement, j'aurai plus d'énergie et de calories dans 14 000 injections que dans 2000 ... Si je fais un feu sept fois plus gros il chauffera sept fois plus (ou plutôt il y aura une quantité de chaleur sept fois plus importante, car la température ne se multiplie pas selon la taille du feu, même si il y a un lien entre température maximale et taille du feu malgré tout ... Mais je ne voudrais pas vous embrouiller !).

Accroître le régime pour avoir plus de puissance ?

Vous avez donc compris que plus j'obtiens un régime élevé plus j'ai le potentiel de développer une grande puissance. C'est une caractéristique qui sera exploitée sur les Formule 1, avec des régimes qui pouvaient dépasser les 20 000 tours/minute dans les années 90 et 2000 (ça a ensuite été limité à 19 000 t/min puis 18 000 et 15 000 ...).
Pour pouvoir obtenir des régimes aussi élevés qui permettent d'injecter un maximum de carburant, le moteur doit être très spécifique : frottements limités au niveau des segments, ressorts de soupapes pneumatiques, course courte et des masses mobiles qui sont justement peu massives ...
On peut alors atteindre des régimes près de trois fois supérieurs à celui d'une Ferrari à moteur atmosphérique, à savoir plus de 20 000 tours/minute sur les F1 les plus fantastiques de l'histoire (celles qui ont vécu avant 2012 ...). Mais attention, à ces régimes il a donc fallu trouver des parades comme les soupapes pneumatiques que j'ai indiquées auparavant. En effet, les ressorts de rappel des soupapes en métal (tel des ressorts de suspension) ne sont pas assez rapide en détente ! Ce qui veut dire que l'ouverture des soupapes est effectuée sur une fréquence si élevée qu'il faut un ressort pneumatique (sorte de ballon donc) pour pouvoir tenir la cadence ... C'est un peu moins nécessaire avec les V6 suralimenté à régime plus faible mais tout de même on est sur du 15 000 tours/minute (250 tours/seconde) en régime maxi.