- Rechercher la puissance par l'augmentation du couple.

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AUTODROME Cannes vous informe

En matière d'automobiles, une approximation courante consiste à retenir la puissance maximale comme critère principal des performances d'un moteur. Beaucoup commencent à reconnaître que c'est en réalité une erreur. Un ingénieur motoriste prendra d'abord en considération le couple moteur et la plage de régime disponible. En effet, la puissance est un facteur important, mais elle n'est que la résultante du couple et du régime moteur.

En effet, la Puissance d'un moteur à une vitesse de rotation donnée se définit simplement comme le produit du Couple par le Régime (*).

Puissance (Watt) = Couple (mètreNewton) x Régime (radian/seconde)

ou avec les unités courantes: Puissance (cheval) = Couple (mkg) x Régime (tour/mn) / 716

Ainsi, pour un moteur délivrant un couple sensiblement constant à tous les régimes, la puissance augmente avec le nombre de tours/minutes, pour atteindre naturellement son maximum à plein régime.

En vue d'augmenter la puissance maximale, les ingénieurs peuvent donc travailler sur l'un ou l'autre des deux facteurs: soit le couple, soit le régime maxi, voire sur les deux à la fois.

Sur les voitures de sport, qui étaient autrefois souvent dérivées de modèles de course (parfois même conçues pour être alignés en compétition), on a longtemps obtenu plus de puissance en accroissant le régime maxi, dont l'augmentation est plus simple à réaliser, pour une une architecture moteur donnée, que l'augmentation du couple.

Par ailleurs, devoir monter le régime pour disposer de toute la puissance n'est pas un inconvénient majeur sur une voiture de course. Beaucoup de constructeurs, prenant le chemin le plus court, ont ainsi monté sur leurs modèles sportifs des moteurs de course légèrement "civilisés", dont la puissance était atteinte grâce à un régime élevé (typiquement les V12 Ferrari tournant déjà à 7000 t/mn à la fin des années 50).

Depuis quelques années, la tendance s'est en partie inversée et les services de Recherche et Développement travaillent surtout sur le couple maximum, ainsi que sur la plage de régime auquel le couple est disponible. Etudions ces deux approches.



1 - Rechercher la puissance par l'augmentation du régime.

Le choix d'augmenter le régime de rotation convient bien lorsqu'on cherche surtout une vitesse maximale. Celle-ci est en général atteinte à plein régime, et sur le dernier rapport de boîte. La résistance de l'air augmentant avec la vitesse du véhicule, la puissance disponible au régime maximal de rotation favorise effectivement une vitesse maxi élevée.

L'inconvénient de cette approche est que la courbe de puissance est dite "pointue", c'est-à-dire qu'à moyen et bas régime (2000 à 4000 t/mn), peu de puissance est disponible. En effet, si le couple maximum n'est atteint qu'à haut régime, il en va de même de la puissance et il en résulte un moteur peu puissant à moyen et bas régime.

De ce fait, la capacité d'accélération et de reprises du véhicule est limitée car seulement une fraction de la puissance maximale est disponible à bas régime. En résumé, un moteur qui a peu de couple (ou dont le couple maxi n'est disponible qu'à haut régime) est condamné à tourner vite pour délivrer de la puissance.

Or un moteur ne délivrant sa puissance qu'à haut régime ("pointu") est plus adapté à la conduite en course qu'au Grand Tourisme rapide: un embrayage de course renforcé tolère les démarrages à haut régime, et le pilote, recherchant la performance pure, est prêt à changer de vitesse souvent pour rester dans les hauts régimes, c'est-à-dire dans une zone de puissance élevée.

Mais sur route ou autoroute, voire en ville, on n'apprécie guère de devoir "tirer" à fond sur les régimes pour obtenir un niveau d'accélération agréable. Par ailleurs, la fiabilité d'un moteur tournant souvent à très haut régime est nécessairement moins bonne que celle d'un moteur utilisé à régime plus modéré.



2 - Rechercher la puissance par l'augmentation du couple.

En fait, deux facteurs se conjuguent dans cette approche : la valeur pure du couple maximum bien sûr, mais aussi le régime auquel ce couple maximum est délivré : plus ce régime est bas, plus la puissance sera facilement disponible sans devoir monter dans les tours.

Un moteur développé en vue de délivrer un couple très élevé dès les bas ou moyens régimes pourra donc fournir une forte puissance quasiment sur toute la plage d'utilisation, en vertu de la formule de calcul : puissance = couple multiplié par régime.

En effet, lorsque le couple maximum est obtenu à bas régime, même si sa valeur diminue légèrement ensuite, l'augmentation du régime entraîne une augmentation corrélative de la puissance résultante.


Puissance moteur
C'est la combinaison couple / régime moteur.
La puissance augmente avec le régime jusqu'à ce que l'augmentation du régime ne puisse plus compenser la baisse du couple. La puissance maximale est le produit du couple (qui croît, puis décroît avec le régime) par le régime moteur maximum.

2 moteurs qui ont le même couple peuvent avoir des puissances différentes. Plus le couple maximum est obtenu à haut régime, plus le moteur est "puissant". Un moteur puissant mais manquant de couple sera désagréable à bas régime. Plus un moteur est puissant, plus la voiture est rapide et nerveuse mais... le poids de la voiture ainsi que la boite de vitesse jouent sur le comportement de celle-ci.

La puissance qu'on annonce est la puissance maximum du moteur et le régime moteur est indiqué. En général, la puissance maximum est atteinte aux alentours de 4000 tr/mn sur un moteur diesel. Les moteurs essence supportent des régimes de rotation plus élevées et leur puissance maximale se trouve au alentour de 6000 à 7000 tr/mn.