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Les conséquences d'un mélange riche pour le moteur

Dernière modification : 06/11/2025 -  5

Que signifie et qu'induit un moteur qui fonctionne en mélange riche ?

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Mélange riche : notions essentielles

Un moteur a besoin d'un dosage précis entre carburant et air (comburant) pour fonctionner correctement. Si la proportion de l'un ou de l'autre s'écarte trop de la valeur idéale, on parle alors de mélange trop riche ou trop pauvre. Le mélange dit stœchiométrique correspond au ratio parfait selon le carburant utilisé.

Sur un moteur essence alimenté au sans plomb, le rapport idéal est d'environ 14.7:1 (14,7 doses d'air pour une dose de carburant). Avec l'éthanol, ce ratio descend à environ 9.8:1, car ce carburant contient déjà une part d'oxygène dans sa composition chimique. Le diesel, lui, fonctionne toujours en excès d'air, autour de 20 à 30:1. Le mélange n'y est pas homogène, d'où un fonctionnement très différent de l'essence (voir ici les différences).

En pratique, le mélange parfait n'existe jamais : il est toujours légèrement pauvre ou légèrement riche. Le but est donc de comprendre ce qui se passe quand l'excès devient trop important.

Un mélange riche correspond à un excès de carburant par rapport à la quantité d'air admise.

Température de combustion

Lorsque le moteur tourne en mélange riche, la température de combustion baisse. Le carburant excédentaire agit comme un fluide de refroidissement : en s'évaporant, il absorbe de la chaleur dans la chambre de combustion. C'est une méthode utilisée sur certains moteurs downsizés pour limiter la température dans les cylindres, au prix d'une consommation un peu plus élevée dans certaines phases.

Plus de puissance ?

Enrichir le mélange augmente la quantité d'énergie disponible jusqu'à un certain point. La puissance maximale d'un moteur essence est généralement atteinte avec une richesse d'environ 0.85, soit un ratio air/carburant proche de 12.5:1 pour le sans plomb. Enrichir davantage n'apporte plus rien, car le carburant supplémentaire ne brûle pas correctement.

C'est sur ce principe que reposent certaines "puces de puissance" ou reprogrammations basiques, qui injectent un peu plus de carburant. Le gain reste toutefois limité et souvent disproportionné par rapport aux promesses commerciales.

Pollution

Un excès de carburant engendre des imbrûlés : hydrocarbures (HC), monoxyde de carbone (CO) et particules fines. En effet, une partie du carburant n'est pas entièrement brûlée, car la température reste trop faible et l'air insuffisant pour assurer une combustion complète. C'est comme un feu de bois qui fume lorsqu'il manque d'air : il brûle mal et encrasse tout autour.

Enrichir revient donc à consommer davantage de carburant pour une même quantité d'air, ce qui se traduit mécaniquement par plus d'émissions polluantes et une hausse de la consommation.

encrassement moteur

Les imbrûlés favorisent aussi l'encrassement du moteur. Dépôts de suie, bougies noircies et échappement plus épais sont autant de signes visibles d'un mélange trop riche. Sur un moteur essence, on peut d'ailleurs le vérifier facilement en inspectant la couleur des bougies.

Risque pour le moteur

Un excès de carburant peut finir par diluer l'huile moteur en traversant les segments. Cette huile mélangée à de l'essence perd ses propriétés de lubrification et expose les cylindres à un risque de rayure ou de casse. Le carburant excédentaire peut aussi altérer la température du catalyseur et le détériorer à long terme.

Vitesse de combustion

La combustion d'un mélange riche est plus rapide, car la densité d'énergie est plus élevée dans le mélange gazeux. Cela peut modifier le moment où le front de flamme atteint son pic de pression, d'où la nécessité d'un calage d'allumage adapté. Un allumage trop précoce avec un mélange trop riche peut d'ailleurs provoquer du cliquetis ou des combustions incomplètes.

Mécaniques modernes

Les calculateurs modernes corrigent en permanence la richesse grâce aux capteurs lambda et au capteur NOx. Un mélange riche durable est donc souvent le signe d'une panne de sonde, d'une fuite d'injecteur ou d'un dysfonctionnement du capteur de température moteur. Sur les hybrides et moteurs à injection directe, les stratégies d'enrichissement sont aussi employées pour protéger le catalyseur ou le Filtre à particules lors des régénérations.

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