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PMH et PMB : des repères simples en apparence, beaucoup plus complexes en réalité

Dernière modification : 03/02/2026 -  0

Le Point Mort Haut (PMH) et le Point Mort Bas (PMB) sont parmi les notions les plus basiques du moteur thermique à pistons. Elles sont souvent présentées comme de simples repères de position du piston. En réalité, ces deux points structurent l'ensemble de la géométrie du moteur et conditionnent directement des paramètres majeurs comme la cylindrée, le taux de compression, la combustion et les contraintes mécaniques internes.

Derrière leur apparente simplicité se cache une réalité bien plus riche, qui apparaît dès que l'on s'intéresse à la cinématique réelle du piston et aux choix techniques faits par les motoristes.

Ce que représentent réellement le PMH et le PMB

Le PMH correspond à la position la plus haute atteinte par le piston dans le cylindre. Le PMB est la position la plus basse. À ces deux instants précis, la vitesse linéaire du piston est nulle, même si le vilebrequin continue de tourner. Le piston change simplement de sens de déplacement.

Ces positions ne sont pas définies arbitrairement. Elles résultent directement de la géométrie du mécanisme bielle-manivelle. Le rayon du maneton, la longueur de la bielle et la position de l'axe de piston imposent une trajectoire précise, identique à chaque cycle dans un moteur classique.

PMH, PMB et volume balayé

La distance séparant le PMH du PMB définit la course du piston. C'est cette course qui, combinée à l'alésage, permet de déterminer la cylindrée du moteur. La cylindrée correspond strictement au volume balayé entre ces deux positions extrêmes.

Il est important de souligner que le volume situé au-dessus du piston lorsqu'il est au PMH, c'est-à-dire la chambre de combustion, n'entre pas dans le calcul de la cylindrée. Ce volume est statique et ne participe pas au renouvellement des gaz. En revanche, il joue un rôle central dans le taux de compression.

Lien direct entre PMH et taux de compression

Le PMH fixe le volume minimal du cylindre. Plus le piston s'approche de la culasse à ce point, plus le volume résiduel est faible, et plus le taux de compression est élevé. À l'inverse, un PMH plus bas augmente le volume résiduel et réduit la compression.

Dans un moteur conventionnel, ce volume est déterminé par la forme de la chambre de combustion, la hauteur du piston, l'épaisseur du joint de culasse et la position géométrique du PMH. Une fois ces éléments définis, le taux de compression est figé et ne peut pas varier en fonctionnement normal.

Une cinématique loin d'être symétrique

Contrairement à une idée répandue, le piston ne se déplace pas de manière parfaitement symétrique entre le PMH et le PMB. À cause de l'angle de la bielle, le piston passe davantage de temps autour du PMH que du PMB. Cette dissymétrie influence la combustion, les échanges thermiques et les contraintes sur les pièces.

Les motoristes exploitent cette réalité pour optimiser le calage de l'allumage, de l'injection et de la distribution. Le PMH n'est donc pas seulement une position géométrique, c'est aussi une zone temporelle clé du cycle moteur.

PMH et PMB comme références absolues

Tous les événements moteur sont calés par rapport au PMH et au PMB. L'allumage sur un moteur essence se produit autour du PMH de compression. L'injection sur un diesel est synchronisée de la même manière. L'ouverture et la fermeture des soupapes sont exprimées en degrés avant ou après ces deux points.

Cela montre à quel point PMH et PMB sont des références universelles, indépendantes du régime moteur. Qu'un moteur tourne à 800 ou 6 000 tr/min, ces repères restent inchangés.

Quand le PMH et le PMB cessent d'être immuables

Il existe cependant des architectures très spécifiques dans lesquelles le PMH ou le PMB peuvent devenir variables. Cela passe par des systèmes de bielle articulée ou par des mécanismes intermédiaires modifiant la trajectoire du piston sans changer la rotation du vilebrequin.

Dans ces moteurs, le piston n'atteint pas toujours exactement la même position haute ou basse selon les conditions de fonctionnement. On ne se contente plus d'agir sur la gestion moteur, on modifie la cinématique elle-même.

PMH variable et contraintes mécaniques

Un PMH variable permet de modifier le volume résiduel au-dessus du piston et donc le taux de compression réel. Cela offre un levier mécanique direct pour adapter les contraintes internes du moteur selon la charge et le régime.

Cette approche permet d'augmenter le rendement à faible charge tout en limitant les risques mécaniques à forte charge. En contrepartie, elle impose des mécanismes complexes, précis et fortement sollicités, ce qui explique la rareté de ces solutions en grande série.

PMB variable et volume aspiré

Un PMB variable agit sur la position basse du piston et donc sur la course utile. Le volume balayé n'est alors plus constant. La cylindrée effective du moteur peut varier en fonction des conditions de fonctionnement.

Sur le plan théorique, cela permet de réduire les pertes par pompage à faible charge et d'augmenter le remplissage à forte charge. Sur le plan pratique, la complexité et les contraintes mécaniques limitent fortement la diffusion de ce type de solution.

Des repères simples, mais structurants

Le PMH et le PMB sont bien plus que des points de repère abstraits. Ils définissent la géométrie du moteur, conditionnent la cylindrée, le taux de compression, la combustion et une grande partie des contraintes mécaniques internes.

Dans l'immense majorité des moteurs, ces points sont fixes et intangibles. Lorsqu'ils deviennent variables, on entre dans des architectures très particulières, où la cinématique du piston devient elle-même un outil d'optimisation. C'est précisément cette frontière entre simplicité apparente et complexité réelle qui fait tout l'intérêt du PMH et du PMB.

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