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Dernière modification 06/04/2023

Comment fonctionne le refroidissement d'une voiture ?


Le circuit de refroidissement d'une voiture moderne est plus complexe que vous ne pouvez l'imaginer, son rôle va désormais en effet au delà du simple refroidissement ...
Voyons donc les composantes, les spécificités et le rôle qu'a le circuit de refroidissement moteur d'une voiture.

En lien : le refroidissement d'une voiture électrique

 

A lire aussi :

Rôles du circuit de refroidissement

Au delà de simplement refroidir le bloc moteur, le dispositif va surtout servir à réguler la température afin de réduire l'usure et les émissions de CO2. En effet, un moteur fonctionnera plus ou moins bien selon sa température, et cette dernière doit être à un niveau idéal. Il faut donc amener le moteur à cette température le plus rapidement possible et y rester en limitant les variations.
Et donc au delà de refroidir il va même aider à le chauffer plus vite, car un moteur chaud s'use et pollue moins.
Enfin, le circuit de refroidissement servira à refroidir d'autres organes satellites ainsi que fournir de l'eau chaude pour le chauffage d'habitacle.

Fonctionnement du circuit de refroidissement
 


Voici le système moteur éteint. La pompe à eau ne fonctionne pas et il n'y a donc aucune circulation dans le circuit de refroidissement.




Quand on démarre le moteur, ce dernier est froid. Le souci est qu'un moteur ne fonctionne bien (et consomme beaucoup moins) que lorsqu'il arrive à une certaine température. Il faut donc éviter que le système de refroidissement empêche le moteur d'arriver à température rapidement. Pour cela, la majorité du circuit est condamné par un Calorstat/Thermostat. On peut en effet voir la petite "barre noire" (dans le carré violet) qui empêche l'eau de passer dans le gros du circuit, ce qui fait qu'on se retrouve avec un minuscule circuit qui va alors chauffer très vite (en rouge sur le schéma).




L'eau est arrivée à température, il faut donc commencer à la refroidir si on ne veut pas voir le joint de culasse rendre l'âme par une surchauffe ... Le Thermostat "bouge" alors pour condamner une partie du "petit circuit" et le relier au grand circuit qui permet de refroidir l'eau via le radiateur. Notez que le débit d'eau qui circule via le bocal de liquide de refroidissement est très limité, d'où l'insertion de flèches bien plus petites et d'une couleur orange pour modéliser cette partie du circuit.



Voici le circuit de refroidissement d'une voiture moderne, le but ici est de réduire la consommation de 5.5% en optimisant la gestion thermique du moteur

Composants du circuit

Bloc moteur

C'est la principale raison d'existence du circuit de refroidissement à savoir refroidir le bloc moteur qui monte en température à cause des combustions qui se produisent dans les cylindres, mais aussi des frottements (ces derniers sont toutefois pris en charge par la lubrification du moteur)


Liquide

Si on peut mettre de l'eau du robinet dans le vase d'expansion ça n'est toutefois pas recommandé. En cas de gel, la dilatation fera casser certains organes et durits qui ont en leur sein de la glace. Il faut en effet rappeler que l'eau, contrairement aux autres liquides, se dilate à froid en raison de son organisation atomique modifiée. Cette dilatation induit une pression et peut faire rompre certains éléments (c'est la même chose avec les bouteilles d'eau totalement remplies qui éclatent dans le congélateur, il n'y a plus assez de place dans le contenant pour faire face à l'accroissement du volume d'eau).
De plus, il ne faut pas mettre de liquide de refroidissement au hasard, vous devez respecter les préconisations constructeur car certains éléments du circuit risqueront alors de se corroder (ce qui est d'autant plus le cas avec de l'eau claire) ...


Vase d'expansion


En haut le bouchon de remplissage et à droite (connecté) la sonde de niveau d'eau qui permet d'alerter le conducteur qu'il manque de l'eau

C'est dans ce dernier qu'on ajoute de l'eau au circuit, il s'agit donc d'une réserve d'eau excédentaire dont le niveau doit se situer entre les bornes Mini et Maxi. Il arrive parfois qu'il y ait des fuites quand le bouchon ne tient plus très bien la pression. Les voitures modernes ont souvent un dispositif qui empêche d'ouvrir le vase quand l'eau est chaude, pour éviter toute projection qui mènerait à des brûlures éventuelles. Sachez aussi qu'il existe des liquides de refroidissement spécifiques (rares) qui permettent d'éviter cette pression (qui est en réalité liée au fait qu'une partie de l'eau se transforme en gaz, et induit donc une dilatation et une pression supplémentaire).

Pompe à eau


 

Comme vous l'aurez deviné, la pompe à eau sert à faire circuler l'eau dans le circuit. Notez qu'il fut une époque où il n'était pas nécessaire d'avoir une pompe à eau, le simple différentiel de température (qui induit une dépression un peu comme le voltage avec les pôles + et -) entre l'eau chaude et froide suffisait à faire circuler l'eau.
La pompe à eau est soit entrainée par le moteur (sa vitesse dépend donc du régime) soit électrique (schéma du haut) pour les plus modernes où le calculateur pilote au degré près la température moteur. Il est aussi fréquent d'avoir plusieurs pompes à eau sur le circuit.
 


Version mécanique


Cette pompe à eau est inédite car elle peut être électrique ou mécanique (entrainée par une courroie)

Boîte à eau / boîtier d'eau


 

Cet organe sert de routeur pour l'eau, à savoir qu'il dirige le liquide vers plusieurs secteurs où il y a des organes qui en ont besoin, je pense donc aux échangeurs.


 

Radiateur


Situé derrière la calandre, le radiateur doit être le plus exposé possible au vent de face (d'où cet emplacement). Il s'agit donc ici d'un échangeur air/eau même si existe d'autres types et formes que vous pourrez retrouver ici.

Volets de radiateur


Sur les voitures les plus modernes et les mieux dotées, il y a des volets d'obturation devant le radiateur qui permettent d'optimiser encore plus la gestion thermique du moteur, au delà du pilotage du thermostat. Cela permet aussi (et surtout en réalité ...) à la voiture d'améliorer son coefficient de pénétration dans l'air quand les besoins en refroidissement sont moindre.

Ventilateur


 

En cas de chauffe excessive dans le circuit d'eau, et si l'auto n'avance pas assez vite pour amener de l'air au radiateur, le ventilateur peut prendre le relais (avec deux vitesses de rotation possibles) en soufflant sur le radiateur. Ce dernier peut aussi servir à refroidir le condenseur de climatisation.

Thermostat

Le calorstat (son autre nom) sert à "agrandir" le circuit d'eau quand le moteur arrive à température (c'est un robinet qui réagit à la chaleur, à savoir qu'il s'ouvre à chaud) . En effet, pour favoriser la vitesse de chauffe, l'eau circule d'abord dans un plus petit circuit qui n'est pas connecté au radiateur. Une fois arrivé à température, le thermostat s'ouvre et permet à l'eau de circuler dans le grand circuit sur lequel se trouve le dispositif de refroidissement par air. Voir les schémas du bas pour comprendre. Ce thermostat peut être électrique ou mécanique (il contient une cire qui devient liquide en chauffant : ce qui permet d'ouvrir la petite vanne par un mécanisme astucieux).


Un autre thermostat

Utilisation de l'eau de refroidissement pour d'autres organes

Echangeurs


 

Divers et variés, les échangeurs utilisent souvent l'eau du moteur pour refroidir de l'air (échangeur eau/air) ou encore de l'huile (échangeur eau/huile). Cela permet donc de refroidir l'huile ou encore de l'air afin de le rendre plus dense (et donc en faire entrer plus dans le moteur. Les gaz d'échappement passant par la vanne EGR sont aussi refroidis par un échangeur.

Organes refroidis

Beaucoup d'organes peuvent être refroidis par eau, on pensera notamment à la vanne EGR ou encore au turbo dont le régime au niveau des turbines peut dépasser les 100 000 tours par minute.

Echangeur eau/huile

Notez que pour accélérer encore plus la montée en température de l'huile moteur, il existe ce que l'on appelle un échangeur eau/huile. Il s'agit là de mettre en contact rapproché (séparation par cloison fine) l'eau de refroidissement et l'huile moteur, car l'eau monte bien plus rapidement en température que l'huile. Elle absorbe en effet plus vite la chaleur car le chemin qu'elle emprunte dans le moteur est au plus près des chambres de combustion, pour "extraire" un maximum de chaleur/calories, contrairement au circuit de lubrification.

Pourquoi ne pas mettre de l'eau normale dans le circuit ?


 

Pourquoi est-il déconseiller de mettre de l'eau du robinet dans le circuit de refroidissement ?
Et bien il faut savoir que les produits spécialement conçu au refroidissement du moteur ont des propriétés bien utiles pour cette mission. D'une part, si il gèle il ne se glacera (solidifiera) pas en dessous de -20° alors que l'eau gèle à 0° (mais ça vous devez déjà le savoir !). Il peut être dangereux pour le moteur de le faire fonctionner avec un circuit rempli de glace (et non d'eau liquide) pour des raisons de circulation. Imaginez un peu comment pourrait réagir la pompe à eau si elle est coincée dans la glace ... Enfin il faut savoir que l'eau à l'état solide prend un volume plus important, en gros la glace prend plus de place que l'eau liquide ce qui peut provoquer la rupture de certains flexibles du système de refroidissement et donc provoquer une fuite ...
Pour finir les produits spécialisés ont des propriétés qui améliorent leur capacité à se refroidir.

Vos soucis de refroidissement
 

Voici les derniers avis postés dans la section fiches essais du site qui peuvent avoir un rapport avec des problèmes de refroidissement :

Volkswagen Arteon (2017)



2.0 bi-TDI 240 ch Automatique 155000kms 2017 jantes 19 pouces finition Exclusive : refroidissement des turbo voyant moteur allumé calamine bouché Contour du toit ouvrant plastique fendue...


Seat Leon 3 (2012-2020)



2.0 TDI 150 ch : Boite de vitesse, 4 que ne passe plus. Changement embrayagePb chauffagePb liquide de refroidissement qui baisse sans fuite


Ford Ka (2008-2016)



1.2 69 ch Boîte manuelle 5 vitesses, 124 500km, 03/2011, Ambiente, 3eme main : Hors entretien normal Problème actuel consommation de liquide de refroidissement (joint de culasse en début de défaut ?) Et start and stop inopérant malgré batterie Varta bien chargée.Problème propriétaires précédents Remplacement boîtier de thermostat à 84 000 km.Remplacement boîte de vitesse à 115 000 km


Dacia Sandero 3 (2020)



1.0 ECO-G GPL 100 ch Confort fin 2021 Bv6 30000 km : batterie qui se décharge prématurément lorsque la voiture n'est pas clavée/verrouillée (modèle avec l'option carte mains libres, mais sans le frein à mains électrique). Problématique même lorsque l'on veut passer l'aspirateur (40 minutes) dans sa voiture. Ce problème semble venir d'un module de contrôle de la batterie mal calibré (à confirmer). Voiture passée plusieurs fois au garage pour mise à jour mais sans réelle amélioration du problème. Révisions fâcheuse manie des téqueuniciens à remplir le bocal du liquide de refroidissement bien au delà du niveau max.


Hyundai Ioniq (2016-2022)



Electrique 136 ch Electrique 136ch 16 000 km après 2 ans : purge et changement du liquide de refroidissement, rappel constructeur


BMW Serie 2 (2013-2022)



225d 224 ch Boite automatique, 132.000km, 2014, Sport : Problème de perte de puissance lors de la première accélération au démarrage à froid, un fois que le moteur chauffe le défaut disparait avec toute la puissance est de retour (vanne EGR + son radiateur remplacé ainsi que le débitmètre). Le problème n'arrive pas à être trouvé par BMW.


Peugeot 208 2 (2019)



1.2 Puretech 100 ch Manuelle, 35000, 2020, GT Line : Direction cassé 2 ans après la sortie d'usineMoteur HS 2.5 ans après la sortie d'usine Et 1 semaine avec 100km fuite du bocal de refroidissement


Renault Megane 4 (2015)



1.6 dCi 165 ch EDC6, 130000km, 2017, GT Estate, Bleu Iron : - Casse du refroidisseur des gaz d'échappement à 110000km- Casse de la vanne egr à 115000km- Casse du tuyau de sortie de turbo à 120000km- Consommation de Liquide de refroidissement et surpression dans le circuit à 128000- Casse Moteur à 130000km heureusement pris en charge à 75% par Renault


Opel Adam (2012-2019)



1.4 87 ch 2014 195000km : Panne de la pompe à essennce, beaucoup de bruit parasites, fuite durite de refroidissement.


Mazda CX-30 (2019)



2.0 e-Skyactiv-X 186 ch boite manuelle, sportline ,AN 12/2021, Km : 22000 , jantes 18p ,Machine grey : aucunRappel fuite radiateur possible effectué pendant ma révision . RAS


Citroen C3 II (2009-2016)



1.4 HDI 68 ch 83000kms 1.2vti collection : Bonjour, sur une C3 phase 2 de 2014, quand changer le kit de distribution avec la courroie, la courroie accessoires et les galets ? Faut il remplacer le liquide de refroidissement ? En revanche le remplacement de la pompe à eau n’est pas préconisé par Citroën. Ma voiture a 83000kms et presque 10 ans donc je vais devoir le faire. Avez vous une idée du tarif moyen en TTC. en province pour une telle prestation ? Citroën préconisé de le changer tous les 10 ans ou 100000kms ? Je vous avoue que je me pose beaucoup de questions parce que j’ai aussi la révision constructeur à faire, les disques et plaquettes avants, le changement du liquide de frein. Merci beaucoup pour vos retours d’experience


BMW Serie 2 Active Tourer (2014-2022)



218d 150 ch boite auto, 176000km, 2015, jantes alu 16, business : Poulie damperCardan avant gaucheSupport moteurSupport sous batterie Fuite durite liquide de refroidissementDétecteur de collision qui beugue par grosse chaleur l'été


Peugeot 5008 2 (2017)



2.0 BlueHDI 180 ch MODEL GT 117000 KM : - Consommation d huile des l achat, au garage toutes les 2 semaines, niveau, voyant moteur, disque de freins à 20 000 Km et oui plus d alerte d usure ...


Renault Clio 5 (2019)



1.3 TCE 130 ch RS LINE TCE 130 EDC - 2019 - 67000KM : radiateur HUILE REMPLACE


Opel Meriva 2 (2010-2017)



1.4 120 ch Version Cosmo en boite Manuel millésime 2012 : Changement du vase d’expansion qui se décolle avec le temps et provoque une fuite du liquide de refroidissementChangement du couvre culasse en plastique qui se déforme avec le temps et provoque une fuite d’huileChangement de l'Électrovanne de purge de cartouche de vapeur qui provoque un défaut moteur et un défaut ESP au tableau de bord. La garage n'a jamais trouvé la panne et j'ai fait le changement moi même. J'ai même fait l'achat de cette pièce sur un site chinois pour une 15 d'euro et plus de problème depuis !


Renault Clio 5 (2019)



1.6 E-tech hybride 140 ch 32740 km, 2020, finition "Première édition" : Quelques problèmes au début mais tous ont été réglé par des mises à jour de logiciels.Depuis peu, nous ressentons un changement de comportement de la voiture. Elle consomme énormément (8-9L/100km en ville; 6L/100km sur autoroute/ auparavant 5-6L/100km en ville et sur autoroute).En ville nous avons une consommation instantanée vers 16-17L/100km, nous ne pouvons pas pousser le moteur pour qu'il force le changement de vitesse cra nous sommes limités à 30 voire 50km. On a donc une oscillation incessante entre thermique et électrique. Quand je dis incessante c'est une histoire de quelques secondes.Sur une route de campagne, un dimanche où il faisait 0°C, nous avons eu un témoin lumineux rouge (une sorte de pile avec un !) et le message "surchauffe xxx. Arrêt temporaire".Nous sommes allés au garage où nous avons présenté tout ce qui nous inquiétait.Le garage confirme que la batterie a surchauffé à un moment mais que les niveaux des systèmes permettant le refroidissement sont corrects (liquide de refroidissement, liquide climatisation).Niveau consommation, la réponse a été "C'est normal".Je précise que la voiture vient d'Autriche et a été achetée 0km dans une enseigne bien connue. La concession près de chez nous ayant fermée, nous avons trouvé un garage Renault (le plus proche) mais celui-ci n'est pas le vendeur de la voiture.


Renault Megane E-Tech (2022)



EV60 Electrique 220 ch 18“ 2023 equilibre 22500 : Trappe qui s'ouvre ou qui ne se ferme pas1 erreur "surchauffe moteur" au bout de 1 mm de roulementRetro qui ne fonctionne plus (oubli du calculateur qu'il existe)Sans cela tout va bien....


Dacia Jogger (2021)



1.0 Eco-G 100 ch 60000km boite 6 : Invalidants Franchement la voiture est fiable à l'exception d'un piège accrochez vous Ma fille a mal fermé sa portière. La voiture a passé la nuit à essayer de verrouiller, le lendemain la batterie était à 5 volts. Vérifiez bien que les warnings clig


Audi A4 (2015)



3.0 TDI 272 ch QUATTRO BOITE AUTO 8 V 82000KM 2016 JANTE 19 FINITION RS LINE suspension piloté : en 82000 km remplacé un twitter,1 feu ar led, soupape de regulation de liquide de refroidissement un defaut rencontré par de nombreux proprietaire de V6 TDI B7 B8 B9


Honda Civic (1995 - 2001)



1.5 VTEC 115 ch CIVIC EK3 (SEDAN) 285 000 km 1997 (Portugal) : Joint bouchon radiateur séché-> eau évaporée et surchauffe (manque d'attention)


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