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Capteur d'arbre à cames : fonctionnement et pannes

Dernière modification : 17/10/2025 -  53

Pour connaître la position des pistons et leur cycle

Sur les moteurs modernes à injection multipoint ou à rampe commune, le calculateur ne peut pas se contenter du seul capteur PMH (Point Mort Haut) pour déterminer le moment d’injecter ou d’allumer le mélange. En effet, un piston au point mort haut peut être soit en phase de compression, soit en phase d’échappement — deux cycles opposés. Le calculateur utilise donc un capteur d’arbre à cames (ou capteur de référence cylindre) pour connaître la phase exacte de chaque cylindre. Comme l’arbre à cames commande les soupapes d’admission et d’échappement, il donne une information directe sur le cycle moteur. En combinant les signaux du Capteur PMH et du capteur AAC, le calculateur sait précisément où se trouve chaque piston et peut synchroniser l’injection et l’allumage avec une précision inférieure à un degré de rotation.

Uniquement sur rampe commune ou injecteur-pompe ?

Sur les moteurs équipés d’une pompe distributrice mécanique, c’est la pompe elle-même qui rythme l’injection. Elle contient souvent un capteur intégré servant de référence cylindre. Dans ce cas, le calage de la pompe (lié mécaniquement à la distribution) suffit pour synchroniser l’injection. Il n’est donc pas nécessaire d’ajouter un capteur dédié à l’arbre à cames.

Rôle au démarrage du moteur

Le capteur d’arbre à cames est indispensable au démarrage. Il indique au calculateur dans quels cylindres injecter pour amorcer la rotation du moteur. Une fois le moteur lancé, cette information devient moins cruciale : si le capteur tombe en panne, le moteur peut continuer de tourner en se basant uniquement sur le signal du PMH et la dernière référence enregistrée. Sur les moteurs essence, il sert également à gérer l’avance à l’allumage afin d’éviter le cliquetis. Une combustion trop anticipée entraîne des pressions internes supérieures à 70 bars dans le cylindre, ce qui peut endommager les bielles ou les segments. Les moteurs à distribution variable ont en revanche besoin du capteur AAC en permanence, car la position de l’arbre est continuellement ajustée.

Fonctionnement du capteur : effet Hall

Le capteur d’arbre à cames fonctionne selon le principe de l’effet Hall. Un courant traverse une fine plaquette de semi-conducteur ; lorsqu’elle est soumise à un champ magnétique, une tension transversale apparaît, proportionnelle à la densité de flux. Les capteurs Hall des véhicules produisent en général une tension de sortie de 0 à 5 volts, avec des impulsions carrées envoyées au calculateur. La fréquence du signal dépend directement de la vitesse de rotation : à 3 000 tr/min moteur, l’arbre à cames tourne à 1 500 tr/min (car il tourne deux fois moins vite que le vilebrequin). Chaque passage d’une dent modifie le champ magnétique et provoque une variation de tension détectée par le calculateur. Le jeu d’air entre le capteur et la roue cible est critique : il doit être compris entre 0,5 et 1,2 mm pour garantir un signal net. Les capteurs Hall automobiles sont conçus pour résister à des températures extrêmes, typiquement de –40 °C à +150 °C.

La roue de référence fixée sur l’arbre à cames possède généralement entre 4 et 8 dents, avec un repère particulier pour le cylindre n°1 (souvent une double dent ou un espace plus large). Cette asymétrie permet au calculateur de repérer instantanément le début d’un nouveau cycle.

Symptômes d’un capteur AAC défaillant

Une défaillance de ce capteur provoque souvent des démarrages difficiles ou impossibles. Le voyant moteur s’allume presque toujours. Le calculateur peut alors basculer en mode dégradé, limitant la puissance et les régimes moteur pour protéger la mécanique. Un test au multimètre permet de vérifier le signal : la tension doit basculer entre 0 et 5 V lorsque la roue tourne lentement à la main. Si le signal reste fixe, le capteur ou son alimentation sont en cause. Le code défaut le plus fréquent est P0013.

Causes possibles d’un dysfonctionnement

Les causes les plus courantes sont :

• Capteur d’arbre à cames défectueux ou en court-circuit
• Connectique ou faisceau endommagé (oxydation, câble coupé)
• Roue dentée voilée ou repère magnétique détérioré, empêchant la détection
• Jeu d’air capteur/repère hors tolérance (supérieur à 1,2 mm)

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