Dernière modification 23/01/2023

Comment utiliser son moteur pour moins consommer ?

CONSOMMATION

ENERGIE ET POLLUTION

9 commentaire(s)

Les articles au sujet de l'éco-conduite sont très nombreux dans la presse et sur la toile, et pour cause les économies de carburant sont devenues un thème central en cette période de crise énergétique qui a induit une flambée des prix du carburant. Le but est donc ici de comprendre comment le moteur fonctionne afin d'optimiser sa consommation, car si je ne suis pas adepte de ce genre de conduite certains ont carrément fait de cet exercice un jeu à part entière.

Comment votre moteur consomme le carburant ?

Nous allons revenir ici à quelques bases qui permettent de comprendre comment le moteur engloutit le carburant, il est toujours bien de se remettre en tête les bases (surtout quand on est peu familier de mécanique).
Le moteur thermique est une sorte de chambre étanche dans laquelle on fait brûler un mélange de carburant (essence, gazole, éthanol, huile etc.) et de comburant (air, et en l'occurrence son oxygène). La réaction consistant à enflammer ces deux ingrédients (l'un sans l'autre ça ne marche pas) donne lieu à une dilatation très importante. Cette dilatation incarne l'énergie qui va être exploitée pour faire tourner le moteur et faire avancer l'auto, cela grâce à l'étanchéité des chambres de combustion qui permet de ne pas perdre ce précieux souffle (grâce aux segments, joints de queues de soupapes et à la fermeture totale de toutes les soupapes).
Quand je veux accélérer, j'envoie à chaque cycle (tour moteur) le plus de carburant possible pour faire évoluer le régime du moteur vers le haut. Quand je décélère les chambres ne sont plus alimentées en carburant et le mouvement du moteur perd de l'énergie cinétique par déperdition (frottements des pistons, compression des cylindres ..).

Voyons maintenant les notions importantes.

Régime moteur

Le régime moteur est la vitesse de rotation du moteur, il dépend de la vitesse de l'auto mais aussi du rapport de boîte engagé. Plus vous avez un régime élevé, plus il y a d'injections de carburant sur un même laps de temps. Si je suis à 1000 tours/minute, j'ai chaque minute 2000 injections pour un moteur 4 cylindres. Si je suis à 4000 tours/minute j'aurai donc 8 000 injections de carburant par minute.

Charge moteur / pédale d'accélérateur

Quelque soit le régime auquel on est, plus j'appuie sur la pédale d'accélérateur, plus les injections contiendront un volume important de carburant.

Caractéristiques moteur

Un moteur développe une puissance et un couple, le couple représente la capacité à accélérer et la puissance est un genre de somme qui prend en compte à la fois le couple et la vitesse de rotation moteur (vitesse angulaire). Plus d'informations ici.

Voici les courbes du 2.0 TDI 150 ch

Utilisation de son moteur : comment consommer le moins possible ?

Nous allons découper ici les manières d'utiliser le moteur selon les contextes, commençons donc par le premier qui consiste à accélérer jusqu'à atteindre une vitesse de croisière stabilisée.

Comment accélérer ?

C'est un grand classique, les gens qui souhaitent économiser du carburant accélèrent généralement doucement. Le but ici pour eux est d'éviter de trop solliciter le moteur afin de ne pas le rendre trop glouton.
Hélas, ce type d'accélération empire généralement les choses ... En effet, si par exemple cette manière d'accélérer permet de réduire la consommation moteur par deux sur un même laps de temps, il n'y aura pas forcément comme conséquence de consommer deux fois moins. La chose est très simple à comprendre, si cela permet de diviser la consommation par deux mais qu'en même temps il faut trois fois plus de temps pour atteindre la vitesse voulue on devine rapidement que le bilan sera négatif.
Le but ici est d'atteindre rapidement la vitesse de croisière car c'est à cette dernière qu'on consomme le moins (le plus énergivore est d'accélérer).

Tentons de comprendre cela avec des chiffres fictifs :

Accélération douce = 0.01 litres/seconde de consommation sur 30 secondes = 0.3 litres pour atteindre la vitesse
Accélération plus rapide = 0.02 litres/seconde de consommation sur 10 secondes = 0.2 litres pour atteindre la vitesse

Il faut donc comprendre ici qu'il n'est pas facile du tout de déterminer quelle est la bonne accélération à produire pour économiser du carburant. Mais il est toutefois certain que les accélérations trop anémiques produisent un effet négatif, tout comme le fait d'accélérer trop fort avec des régimes trop élevés + pédale d'accélérateur trop enfoncée.

Comment conduire en vitesse stabilisée et consommer le moins possible

Après avoir compris comment fonctionne un moteur, on devine assez rapidement quelle est la manière d'économiser le plus à vitesse stabilisée. Il faut en effet se mettre sur le rapport de boîte qui permet de réduire le plus possible, et simultanément, le régime moteur ainsi que l'appuie sur la pédale d'accélérateur.

En effet, trop de régime induit trop d'injections en fréquence (plus je bois un nombre important de verres plus je suis désaltéré) et trop d'appui sur la pédale d'accélérateur induit des injections plus "gourmandes" (si je bois deux gros verres je suis plus rassasié que si je bois deux petits verres). Le but est donc d'être sur le rapport le plus haut possible qui me permet de garder une bonne allure sans avoir à appuyer trop sur la pédale d'accélérateur (tout en bénéficiant d'un régime faible). Il n'y a pas besoin ici de faire travailler le moteur sur son couple maximal, il faut juste avoir le couple nécessaire permettant d'entretenir la vitesse stabilisée voulue, et ce avec le régime le plus faible possible.
C'est donc pour cela que sur certaines autos on consommera moins à 160 km/h qu'à 130 km/h (généralement les Allemandes).

Au final, c'est souvent sur le rapport de vitesse le plus haut qu'on obtient cela, même à des vitesses faibles de 70 à 80 km/h.

Comment conduire quand il y a beaucoup de virages

Les virages sont une vraie plaie pour faire des économies de carburant ... Ils impliquent qu'on perde à chaque fois de l'énergie cinétique puisqu'il faut ralentir. Dans ce cas de figue, l'idéal est de ne pas trop dépasser la vitesse à laquelle vous pouvez franchir les virages. En gros, si la vitesse est limitée à 90 km/h, mais que les virages ne peuvent être franchis raisonnablement qu'à 70 km/h, il faut alors se caler sur cette fameuse vitesse. Le but est encore une fois de ne rien jeter de ce que le moteur a produit comme énergie cinétique.

Comment conduire en montagne en réduisant sa consommation ?

En montagne on a donc affaire à des montées et des descentes.
En montée il faut cette fois ci utiliser la plage de régime moteur la plus favorable, à savoir le régime moteur qui offre le couple maximal (pas la puissance maximale, attention à faire la nuance) tout en restant le plus bas possible dans les tours (en général on a une crête de couple qui se situe 1500 et 3000 t/minutes sur un diesel par exemple). Il vous faut alors dans l'idéal obtenir cette dernière afin de bien connaître la plage de régime où votre moteur est le plus efficient.
Bien évidemment cela ne suffit pas, et il faut donc aussi se mettre sur le bon rapport de boîte (selon la limitation légale et les possibilités de vitesses possibles). Si je reste en première, même au régime le plus favorable, je consommerai bien trop puisque je mettrai 6 fois plus de temps à arriver à destination (le temps c'est de la consommation).
N'oublions pas enfin que l'énergie cinétique est ici bien plus chère (montée) et donc que tout gaspillage est d'autant plus pénalisant. Il faudra donc anticiper et toucher le frein au minimum. Exemple : si je monte et arrive à une épingle, il faut freiner en lâchant l'accélérateur sans toucher le frein, la déccélération étant rapide en montée le besoin de freiner est encore plus réduit.

En descente il faut éviter de se mettre au point mort car il implique une consommation de carburant : il faut bien en injecter pour préserver le ralenti moteur. Le mieux est donc de se mettre sur le rapport le plus élevé (5 ou 6 sur boîte mécanique par exemple) et de laisser sur le frein moteur. Mais comme ici le rapport de boîte est très élevé, le frein moteur sera quasi inexistant et il ne viendra donc rien prendre à votre précieuse énergie cinétique. Vous descendez alors la pente avec une injection totalement coupée, et donc une consommation totalement nulle.

Comment conduire en ville le plus sobrement possible ?

C'est probablement le contexte qui en intéressera le plus. Hélas, c'est aussi celui où les économies sont les plus difficiles à obtenir (bien que certains conducteurs ont une marge de progrès énorme tellement ils utilisent mal leur moteur ...).
Encore une fois la recette est la même : bannir les pleines charges et les hauts régimes sans toutefois ne pas oser monter dans les tours ou encore appuyer trop sur la pédale (il faut en effet éviter les accélérations trop lentes qui sont plus énergivores) . Mais ici c'est aussi le frein qu'il faut prendre en compte. Plus vous freinerez, plus vous aurez mal anticipé les situations et gâcherez de l'énergie pour rien. Mais la ville est un milieu imprévisible où il n'est pas toujours possible d'anticiper : feux tricolores, piétons, priorités à droite etc. A l'arrivée d'un feu ou tout autre obstacle vous forçant à décélérer, il vaut mieux se mettre sur un rapport élevé et laisser couler tranquillement jusqu'à l'atteindre (en frein moteur il y coupure d'injection et aucune consommation). Si l'obstacle a disparu (piéton qui a fini de traversé par exemple), le but est d'avoir perdu le moins de vitesse possible pour pouvoir repartir le plus sobrement possible (moins j'ai perdu d'énergie cinétique, moins j'en aurai à "racheter"). Il est donc aussi important de ne pas rouler trop vite, car plus vous roulez vite plus les probabilités de devoir freiner votre vitesse seront importantes ...

Il y aura donc toujours une part d'indétermination et vous ne pourrez donc maîtriser totalement votre consommation en ville.
Mais une chose est certaine, plus vous freinerez, moins vous aurez bien fait votre travail.

Conduire sur autoroute en économisant du carburant

Sur autoroute on en revient un peu à la même chose que la vitesse stabilisée.
Il faut toutefois ajouter ici l'importance cruciale liée aux hautes vitesses. En effet, ces dernière impliquent une expansion très rapide de la résistance à l'air, et donc une consommation qui grimpe d'autant plus vite qu'on va vite (lié au sCx). Sachez donc aussi que l'air est moins dense quand il fait chaud, et que la résistance est donc amoindrie (on peut donc rouler un peu plus vite, le souci étant que le moteur perd en rendement car on peut introduire moins d'air dans le moteur à chaque cycle ...).
Il faut donc, et ce n'est pas un scoop, essayer de conduire le moins vite possible sur le dernier rapport (à un régime qui offre un couple suffisant pour garder la vélocité). Moins je vais vite moins j'ai de résistance à l'air, et moins je suis haut en régime et moins je vais provoquer d'injections.

Moteur chaud / froid ?

Un moteur froid consomme bien plus, et donc les trajets répétés dans ce contexte sont très énergivores (certains métiers induisent ce type d'utilisation). En effet, la compression moteur (et donc le rendement) s'améliore à chaud en raison de la dilatation des pièces métalliques (qui prennent alors leur "forme normale" et qui favorise l'efficience). Il n'y a donc ici rien de particulier à faire, si ce n'est de savoir qu'un moteur essence chauffe plus vite (et il est donc potentiellement favorable à ce type d'utilisation même si il induira logiquement une consommation qui restera supérieure, l'essence consomme plus et cela est lié au principe même su moteur).
Notez quand même qu'à froid on a un petit avantage dans le fait que l'air qui arrive dans les chambres est plus froid (moins réchauffé par l'admission qui chauffe elle aussi), et en étant plus frais il est moins dilaté : on a donc plus de comburant pour un même volume.

Et en électrique ?

Economiser de l'énergie en électrique est des plus simple, c'est uniquement lié à la vitesse puisqu'il n'y a généralement pas de rapport de boîte. De plus, le couple est d'autant plus grand que le régime est bas.

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Par Crassus (Date : 2023-05-25 22:48:03)

Bonjour monsieur,
Pourriez-vous réexpliquer ce passage, svp ? Avec un exemple, si possible. Je ne comprends pas bien comment il se peut de consommer moins en allant plus vite…

« C'est donc pour cela que sur certaines autos on consommera moins à 160 km/h qu'à 130 km/h (généralement les Allemandes). »

Il y a 7 réaction(s) sur ce commentaire :

Par taurus TOP CONTRIBUTEUR (2023-05-26 08:56:55) : Je ne suis pas certain de consommé moins en allant plus vite. La résistance à la pénétration dans l'air augmentant avec la vitesse.
Par Arkane TOP CONTRIBUTEUR (2023-05-26 13:17:28) : Parce que sur une mécanique avec six cylindres par exemple, on peut cruiser tranquillement à 160/180 avec un 12L de moyenne quand un petit moteur sera au bout de sa vie et affichera nettement plus.

Ceci dit ce n'est pas propre aux allemandes.
Par Crassus (2023-05-26 13:53:36) : Merci Arkane de votre réactivité.
Mais je ne saisis toujours pas.
Supposons un Vel Satis 3.5 V6 (essence) :
déjà qu'à 130 km/h il boit, vous supposez qu'à 150 il s'avérera plus sobre ?
Quelle en est la raison ?
Je comprends néanmoins qu'un 4 cylindres consomme a priori davantage qu'un 6 à une si haute charge.
Par Arkane TOP CONTRIBUTEUR (2023-05-26 17:32:13) : Ça dépend du type de voiture, un 4x4, monospace ou un mammouth roulant consommera toujours plus.
Ça dépend de l'aéro, du type de transmission, du type de moteur, du poids, du carburant.

Un ami m'a emmené une fois à un salon sur paris avec sa bmw, une serie 1 135i en boite dkg. A 110 avec un oeuf sous le pied il était à moins de 9L et à vitesse de croisière à 145, à 10L et quelques, peut être 11L à 160.
Quand on roule sur le couple, que l'aéro est pas mal, que le poids est maîtrisé, que la transmission est élastique et que le moteur est un minimum efficient, c'est tout bon.
Quand on s'amuse avec le moteur et la boite c'est tout de suite moins raisonnable.

Je n'ai eu qu'un six cylindres jusqu'à présent et c'était un vieux v6 mercedes dans le mercedes coupé sport avec un boite 5 rapports automatique à l'ancienne. Le tout était sympathique mais nullement sportif et la consommation assez élevée sans être disproportionnée non plus.
A 130 je devais faire au moins du 12L je pense.
Par taurus TOP CONTRIBUTEUR (2023-05-27 09:14:02) : Je pense que votre raisonnement et vraiment au ras des pâquerettes.
Par Arkane TOP CONTRIBUTEUR (2023-05-27 09:42:51) : Chacun a ses vécus et ses avis. Je pense plutôt que l'ouverture d'esprit est plus compliquée à un certain âge.
Par Admin ADMINISTRATEUR DU SITE (2023-05-30 16:00:59) : C'est une question de démultiplication sur le rapport en cours. Le rendement en terme de consommation dépend du régime moteur, et parfois sur des autos avec le dernier rapport perché très haut (de type Allemande conçue pour rouler à plus de 150 en croisière sur autobahn), il faudra parfois rouler plus vite que les 130 km/h pour être sur un régime moteur idéal et sur le dernier rapport. C'est là qu'on pourra avoir des consommations légèrement meilleures qu'à des vitesses inférieures. En fait tout dépend du dernier rapport et de l'étagement de boîte (qui lui-même dépend des caractéristiques du moteur et du cahier des charges en terme de rapport entre accélération et pointe, le tout en adaptant le dernier rapport pour optimiser la consommation selon la vitesse qu'on souhaite, en général les vitesses autoroutière usuelles des différents pays). Et donc malgré un aéro moins favorable à ces vitesses, on peut malgré tout gagner un peu en consommation. Et d'ailleurs, ne consommez-vous pas plus en ville que sur route ?...

J'avoue toutefois que

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Par Vrai Kangourou TOP CONTRIBUTEUR (Date : 2023-01-19 23:01:16)

La réaction consistant à enflammer ces deux ingrédients (l'un sans l'autre ça ne marche pas) donne lieu à une dilatation très importante. Cette dilatation incarne l'énergie qui va être exploitée pour faire tourner le moteur et faire avancer l'auto, cela grâce à l'étanchéité des chambres de combustion qui permet de ne pas perdre ce précieux souffle (grâce aux segments, joints de queues de soupapes et à la fermeture totale de toutes les soupapes).
Quand je veux accélérer, j'envoie à chaque cycle (tour moteur) le plus de carburant possible pour faire évoluer le régime du moteur vers le haut. Quand je décélère les chambres ne sont plus alimentées en carburant et le mouvement du moteur perd de l'énergie cinétique par déperdition (frottements des pistons, compression des cylindres ..).
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Par Admin ADMINISTRATEUR DU SITE (2023-01-25 10:45:16) : Merci pour ces rappels cher Kangourou (d'Australie ?).
Par Vrai Kangourou TOP CONTRIBUTEUR (2023-01-25 21:57:54) : Avec plaisir Admin... de rien, car mine de ...un autre que vous aurait sans doute fait l'objet de censure pour ces propos allusifs;
Mais les Kangourou ont l'esprit mal placé,(dans leur poche pas comme leur langue) c'est bien connu !
Merci de nous distraire en nous informant si précisément que mon mode habituel de locomotion bondissant me parait - bien à tort - plus simple à comprendre que la véritable mécanique.
Cette complexité, le bruit, la chaleur, l'entretien les soins requis nous mettent en relation avec des objets si sophistiqués - qui de plus sont perçu comme une extension corporelle de nous même -qu'il se produit souvent un fort attachement affectif... Au détriment trop souvent de valeurs plus subtiles et plus exigeantes aussi, effacées par la matière et ses charmes

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