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Rapport entre cylindrée et puissance

Dernière modification : 25/06/2015 - 44

C'est le genre de sujet qui risque de faire débat, mais je vais pourtant essayer de m'y attaquer (avec votre aide je l'espère du côté des commentaires) ... Donc la question est la suivante : la puissance est-elle uniquement liée à la cylindrée d'un moteur ? Je ne parlerai pas ici du couple, qui est une des variables de la puissance (ceux qui souhaitent en savoir plus sur la différence entre couple et puissance doivent aller ici. L'article sur la différence entre diesel et essence pourra aussi intéresser ..).

Variable cruciale ? Oui et non ...

Si l'on prend les choses de manière frontale, il reste logique qu'un gros moteur soit plus puissant et généreux qu'un petit moteur (de même conception évidemment), jusque là c'est de la logique bête et méchante. Toutefois, cette affirmation a tendance à bien trop simplifier les choses, et l'actualité automobile de ces dernières années vous aura certainement mis la puce à l'oreille, je parle bien du donwsizing.

Un moteur, ce n'est pas qu'une cylindrée !

Comme le sauront plus particulièrement les amateurs de mécanique, la puissance d'un moteur, ou plutôt son efficience, est liée à tout un tas de paramètres dont voici ci-dessous les principaux (si certains manquent rappelez-le en bas de page).

Facteurs et variables qui déterminent la puissance d'un moteur :

• La cylindrée (donc ...). Plus la chambre de combustion est grande, plus on pourra faire une grosse "explosion" (combustion en réalité), car on pourra y mettre plus d'air et de carburant
• La suralimentation : turbo ou compresseur, voire les deux en même temps. Plus le turbo envoie de pression (puissance du compresseur liée aux flux de l'échappement ainsi qu'à la taille du turbo), mieux c'est !
  
• Topologie de l'admission d'air : le "type d'air" qui entre dans le moteur sera décisif afin d'augmenter la puissance développée d'un moteur. En effet, cela dépendra du volume d'air qui peut entrer (d'où l'importance de la conception de l'admission, du filtre à air, mais aussi du turbo qui peut enfourner beaucoup d'air d'un coup : il sera alors compressé) en un temps donné mais aussi la température de cet air (intercooler qui permet de le refroidir)
• Le nombre de cylindres : un moteur de 2.0 litres de 4 cylindres sera moins performant qu'un V8 de même cylindrée. Les Formule 1 en sont un parfait exemple ! Aujourd'hui il s'agit de V6 de 1.6 litres de cylindrée (2.4 litres quand il s'agissait de V8 et 3.0 litres en V10 : les puissances dépassant les 700 ch)
• L'injection : l'accroissement de la pression délivrée à l'injection permet d'envoyer plus de carburant pour un cycle (les fameux 4 temps). On parlera plutôt de carburateur sur les anciennes voitures (double corps étant plus généreux en carburant offert aux cylindres que les simples corps). Bref, plus d'air et plus de carburant provoque une plus grosse combustion, ça ne va pas plus loin que ça
• Le qualité du mélange air/carburant qui est dosée par l'électronique (grâce à la perception des capteurs qui sondent l'air environnant)
  
• Le réglage/calage de l'allumage (essence) ou même de la pompe à injection
• Arbre à cames/nombre de soupapes : avec deux arbres à cames en tête, on multiplie par deux le nombre de soupapes par cylindre, ce qui permet de faire "respirer" le moteur d'autant plus fort ("inspiration" par les soupapes d'admission et "expiration" par les soupapes d'échappement)
• L'échappement est aussi très important ... Car plus les gaz d'échappement pourront être expédiés facilement, plus le moteur sera en forme. Les catalyseurs et FAP n'aident pas vraiment à cela au passage ...
  
• La cartographie moteur qui n'est en fait que le réglages des différents éléments : turbo (par le wastegate) ou injection (pression/débit) par exemple. D'où le succès des puces de puissance ou même des reprogrammations de calculateur moteur
• La compression du moteur sera aussi une des variables, la segmentation étant l'un de ses facteurs par exemple
  
• La conception même du moteur qui pourra améliorer le rendement via la limitation des frictions internes diverses, tout comme la réduction des masses en mouvements à l'intérieur (pistons, bielles, vilebrequin ...). Sans oublier l'aérodynamisme dans les chambres de combustion, qui dépendra de la forme des pistons voire même du type d'injection (directe ou indirecte, voire les deux en même temps). Il y a aussi un travail qui peut être fait sur les soupapes et la culasse

Quelques comparaisons de moteurs de même cylindrée

Certaines comparaisons feront peut-être bondir certains, mais je ne me borne ici qu'à une seule chose : la cylindrée !

Conclusion ?

Et bien on peut facilement conclure que la cylindrée d'un moteur n'est qu'un des nombreux paramètres dans la conception d'un moteur, elle n'est donc pas seule à déterminer la puissance que délivrera ce dernier. Et si elle reste tout de même très importante (surtout si on compare deux moteurs de conception identique), une réduction de la cylindrée peut être compensée par tout un tas d'artifices (les fameux moteurs downsizés dont on parle tant depuis qu'ils envahissent le marché) même si cela nuit généralement à l'agrément : moteur moins souple et rond (3 cylindres principalement), avec parfois un comportement plus heurtés : à-coups (en raison de la suralimentation et souvent même en raison d'une injection trop "nerveuse").

N'hésitez surtout pas à donner votre point de vue en bas de page, il serait intéressant d'amener d'autres réflexions au débat ! Merci à tous.

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