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Liste des pièces qui frottent dans un moteur

Dernière modification : 03/07/2025 - 1

Un moteur thermique, aussi bien conçu soit-il, reste une machine pleine de frottements. Entre les surfaces en mouvement et les pièces en appui constant les unes sur les autres, une part non négligeable de l’énergie produite par la combustion part tout simplement… en chaleur. C’est ce qu’on appelle les pertes par frottement. Et elles ne sont pas marginales : elles peuvent représenter jusqu’à 10 à 15 % de la puissance absorbée. Voici un tour d’horizon des pièces internes concernées.

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Les segments de piston : le gros morceau

Commençons par les segments, ces anneaux métalliques placés autour de chaque piston. Ils assurent l’étanchéité entre la chambre de combustion et le carter, tout en régulant la consommation d’huile. Mais ils frottent en permanence contre les parois du cylindre (ce n'est pas le piston lui-même qui frotte). Et comme ils sont plaqués fortement pour garantir l'étanchéité, ce contact est tout sauf négligeable. C’est probablement la source de frottement la plus importante dans un moteur.

Les paliers de vilebrequin

Le vilebrequin, cette grosse pièce centrale qui transforme les mouvements des pistons en rotation, repose sur plusieurs paliers lisses, eux-mêmes alimentés en huile sous pression. Ces appuis créent une fine couche d’huile entre les surfaces, mais cela reste un frottement fluide qui absorbe une partie de l’énergie. Plus le moteur tourne vite, plus cette perte augmente.

Les bielles et leurs coussinets

À chaque extrémité de la bielle, on retrouve un contact rotatif : d’un côté sur le vilebrequin, de l’autre sur l’axe de piston. Là aussi, on a des coussinets lubrifiés, qui génèrent des frottements hydrodynamiques. Même si c’est de l’huile qui fait le lien, elle s’oppose au mouvement, surtout à froid ou à haut régime.

Les cames et les poussoirs

Dans la culasse, le système de distribution a aussi son lot de pertes. Les arbres à cames appuient sur des poussoirs ou des linguets pour ouvrir les soupapes. Là encore, ce sont des zones de contact qui frottent entre elles à chaque cycle. Certains moteurs utilisent des poussoirs hydrauliques pour limiter le jeu, mais le frottement reste bien présent. Plus il y a de soupapes, de cames, ou de levées variables, plus ça frotte.

Les soupapes dans leurs guides

Même les soupapes, quand elles coulissent dans leurs guides, génèrent une friction linéaire. Ce n’est pas énorme à l’échelle du moteur, mais c’est permanent. C’est d’ailleurs une zone critique pour la lubrification, car un mauvais graissage peut vite faire gripper l’ensemble, voire casser une queue de soupape.

La pompe à huile et la pompe à eau

Ces deux organes annexes sont entraînés mécaniquement (sauf sur les versions électriques). Elles demandent donc une énergie mécanique prélevée sur le moteur pour fonctionner. Même si ce ne sont pas des pièces mobiles “internes” au sens strict, elles participent aux pertes par entraînement et par frottement. Et leur rendement n’est pas parfait.

Les joints d’étanchéité (spi et autres)

À chaque passage d’un arbre tournant vers l’extérieur du moteur (vilebrequin, arbre à cames...), il y a des joints d’étanchéité. Ces fameux joints spi frottent en continu contre l’arbre pour empêcher les fuites d’huile. C’est un petit frottement circulaire, mais présent tout le temps, et à haute vitesse.

Les chaînes ou courroies de distribution

Enfin, la liaison entre le vilebrequin et l’arbre à cames se fait via une chaîne ou une courroie. Si la chaîne est guidée par des patins ou des tendeurs, elle frotte contre plusieurs pièces, notamment les guides latéraux. Et même la courroie, plus souple, subit une déformation cyclique qui entraîne une dissipation d’énergie (et quand elle frotte et patine elle induit un crissement très aigue typiuqe).

En résumé, le moteur thermique, c’est une fabrique à frottements. Chaque pièce mobile, chaque contact, chaque appui mécanique grignote un peu du rendement global. C’est pour cette raison que tant d’efforts sont faits sur les revêtements basse friction, les pièces allégées, ou encore les lubrifiants spécifiques. Parce qu’en réduisant un peu ces pertes, on améliore tout : la consommation, la chauffe, et même la fiabilité.

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