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Universiteacute Mentouri Constantine1
Faculteacute des Sciences de la technologie
Deacutepartement Geacutenie des Transports
Cours L3 IT
Maintenance des parcs
roulants
Partie 23
Par
Pr MS BOULAHLIB
Constantine 2010
Sommaire
Chapitre 01 Introduction a la maintenance
Chapitre 02 Concept de la maintenance
Chapitre 03 Le conducteur et son veacutehicule
Chapitre 04 Controcircle technique automobile en Algeacuterie
Chapitre 05 Meacutethodes drsquoanalyses
Chapitre 06 Documentation technique
Chapitre 07 Moteurs agrave combustion interne
Chapitre 08 Identification du veacutehicule
Chapitre 09 Organisation du garage
Chapitre 10 Devis
Chapitre 11 Bon de commande
Chapitre 12 Planification des reacuteparations
Chapitre 13 Facturation
Chapitre 14 Service Apres Vente
Chapitre 6
La documentation
technique
1- LA DOCUMENTATION TECHNIQUE
Elle contient
- des informations techniques
- les proceacutedures de deacutemontage montage
- les proceacutedures de reacuteglage
- les proceacutedures de diagnostic
Ces renseignements aident le personnel de maintenance dans la
reacutealisation de ses tacircches
Chaque numeacutero consacre un dossier complet agrave leacutetude technique et
pratique dune automobile
Le modegravele choisi est geacuteneacuteralement un veacutehicule courant agrave leacutepoque de leacutedition de la revue
quelle que soit sa marque
Le dossier comprend
- la description deacutetailleacutee du veacutehicule
- les recommandations dentretien courant et laide pas agrave pas au deacutemontage et remontage
des principaux eacuteleacutements avec agrave lappui de nombreux scheacutemas
Le reste de la revue est consacreacutee selon les numeacuteros agrave
- loutillage
- leacutelectriciteacute
- les accessoires
- leacutevolution de certains modegraveles de veacutehicules etc
Geacuteneacuteralement en fin de document se trouve une feuille cartonneacutee deacutetachable nommeacutee
Fiche descriptive
retraccedilant les principales caracteacuteristiques du veacutehicule qui fait lobjet du dossier
Exemple drsquoexploitation drsquoune Revue Technique Automobile
- Preacutesentation drsquoune revue technique
- Page de garde
- Identification du veacutehicule
- Chapitre moteur
Chapitre 7
Moteurs
agrave combustion interne
Moteurs agrave allumage commandeacute (essence)
Introduction
Cest une deacuteflagration (explosion) qui se produit au sein de ces moteurs
Les moteurs agrave allumage commandeacute
neacutecessitent une eacutetincelle pour le
deacuteclenchement de la combustion du meacutelange
carburantair
Tous les moteurs utilisant comme carburant
de lessence ou de lalcool voire un gaz
(GPL) ou autre dont le deacuteclenchement de la
combustion est deacutependant dune source
deacutenergie externe (bougie trembleur)sont
appelles
Moteur Renault Energy 14 de la Symbol
laquo moteur agrave allumage commandeacute raquo
Le moteur agrave allumage commandeacute est eacutequipeacute dun systegraveme complet dallumage composeacute de
Bougies Bobine Rupteur Faisceau
Une bougie qui fait des eacutetincelles
Une bobine qui sert agrave geacuteneacuterer une haute tension neacutecessaire agrave la creacuteation de leacutetincelle
Un systegraveme de commande de lallumage (rupteur ou systegraveme eacutelectronique)
Un faisceau eacutelectrique
21 Constitution
Ces moteurs transforment leacutenergie potentielle chimique stockeacutee dans un
carburant en travail (eacutenergie meacutecanique) gracircce agrave des combustions tregraves
rapides dougrave le terme dexplosions
Ils sont constitueacutes dun ou plusieurs cylindres
confinant les combustions
Dans chaque cylindre un piston coulisse en un mouvement
rectiligne alternatif
Mouvement transformeacute en rotation par lintermeacutediaire dune bielle
reliant le piston au vilebrequin (assemblage de manivelles sur un axe)
Chaque cylindre est fermeacute par une culasse munie dau moins deux soupapes
- La premiegravere permet lalimentation en meacutelange airessence du cylindre par le Collecteur
dadmission
- Lautre leacutevacuation des gaz bruleacutes vers leacutechappement
Soupapes drsquoeacutechappement Soupapes dans leurs logement
22 Fonctionnement
Figure II1 Cycle quatre temps agrave allumage commandeacute
Son cycle (de fonctionnement) se deacutecompose analytiquement en quatre temps (ou phases)
Le mouvement du piston est initieacute par la combustion (augmentation rapide du volume des gaz) dun
meacutelange de carburant et dair (comburant) qui a lieu durant le temps moteur
Le moteur fonctionne degraves lors seul et produit un couple sur son arbre de sortie
1 admission dun meacutelange air et de carburant vaporiseacute preacutesent dans le conduit dadmission
meacutelange preacutepareacute par divers composants (carburateur ou systegraveme dinjection) ouverture de la
soupape dadmission et descente du piston ce dernier aspire ainsi ce meacutelange dans le cylindre
agrave une pression de -01 agrave -03 bar
2 compression du meacutelange fermeture de la soupape dadmission puis remonteacutee du piston qui
comprime le meacutelange jusquagrave 12 agrave 18 bars et 400 agrave 500 degC dans la chambre de combustion
3 combustion (deacutetente aux environs du point mort haut) moment ougrave le piston atteint son point
culminant et ou la compression est au maximum la bougie dallumage (connecteacutee agrave un
geacuteneacuterateur deacutelectriciteacute haute tension) produit une eacutetincelle la combustion rapide qui sensuit
constitue le temps moteur les gaz chauds agrave une pression moyenne de 40 bars repoussent le
piston initiant le mouvement
4 eacutechappement ouverture de la soupape deacutechappement et remonteacutee du piston qui chasse les
gaz brucircleacutes deacutetendus dans le collecteur deacutechappement laissant la place agrave une nouvelle charge
de meacutelange Un nouveau cycle recommence
23 Allumage eacutelectronique
Un allumage eacutelectronique est une eacutevolution de lallumage classique par batteriebobine des moteurs agrave
explosion
Il a consisteacute agrave remplacer aussi le meacutecanisme davance agrave lallumage par un systegraveme eacutelectronique (en
reacutealiteacute dans ce cas le systegraveme est reacutegleacute sur
pleine avance) et un retardateur eacutelectronique
introduit le retard neacutecessaire agrave la situation du
moteur
Introduit dans les anneacutees 1970 lallumage
eacutelectronique sest geacuteneacuteraliseacute sur de nombreuses
cateacutegories de moteurs (automobiles motos etc)
agrave partir des anneacutees 1980
Allumage eacutelectronique
24 Avantages et inconveacutenients du moteur agrave allumage commandeacute
bull Plus leacuteger
bull Plus vif
bull Plus silencieux
bull Cout moindre
25 Les pannes
Les pannes dallumage sont une des grandes causes dimmobilisation involontaire des veacutehicules agrave
moteur
bull Usure des rupteurs
bull Deacutereacuteglage du point davance
bull Usure ou grippage du systegraveme davance
26 Combustion
La combustion du meacutelange est une transformation chimique (oxydation vive) du carburant et de
loxygegravene
On utilise geacuteneacuteralement loctane comme moleacutecule permettant de deacutecrire une combustion de ce type
Eacutequation de la combustion de loctane
2 C8H18 + 25 O2 16 CO2 + 18 H2O + Q
2 Moteur Diesel
Principe
Fruit des travaux meneacutes par lingeacutenieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897 le moteur Diesel
est un moteur agrave combustion interne dont lallumage nest pas commandeacute mais spontaneacute par
pheacutenomegravene dauto-inflammation
Il na donc pas besoin de bougies dallumage
Cela est possible gracircce agrave un tregraves fort taux de compression (rapport volumeacutetrique) denviron 141 agrave
251 permettant dobtenir une tempeacuterature de 700 agrave 900 degC
Des bougies de preacutechauffage sont souvent utiliseacutees pour permettre le deacutemarrage du moteur agrave froid en
augmentant la tempeacuterature de la chambre de combustion mais leur preacutesence nest pas systeacutematique
Ce type de moteur agrave taux de compression eacuteleveacute a connu une expansion rapide en automobile agrave partir
de la fin des anneacutees 1980 lorsque la suralimentation par turbocompresseur en a notablement ameacutelioreacute
les performances
Comme le moteur thermique agrave allumage commandeacute le moteur Diesel est constitueacute de pistons
coulissants dans des cylindres fermeacutes par une culasse reliant les cylindres aux collecteurs dadmission
et deacutechappement culasse eacutequipeacutee de soupapes commandeacutees par un ou plusieurs arbres agrave cames
Moteur VW TDI
Le fonctionnement repose sur lauto-inflammation du gazole dans de lair comprimeacute agrave plus de 120
du volume du cylindre a environ
- 35 bar de pression
- 600 degC de tempeacuterature
En brucirclant le meacutelange augmente fortement dans le cylindre
- la pression entre 60 agrave 100 bars
- la tempeacuterature a 1500 degC
Le cycle Diesel agrave quatre temps comporte
- Admission Contrairement au moteur agrave essence crsquoest de lrsquoair pur et non un meacutelange carbureacute qui est
introduit dans le cylindre lors de cette phase
- Compression Lrsquoair fortement comprimeacute est porteacute agrave une pression de 30 agrave 40 bars pour une
tempeacuterature de 500 agrave 600 degC environ
Admission Compression Combustion Echappement
Figure I1 les quatre temps drsquoun moteur Diesel
- combustion A la fin de la compression le gas-oil est alors injecteacute sous forme de fines gouttelettes
soit directement dans la chambre de combustion (injection directe) soit dans une preacute-chambre
turbulente destineacutee agrave favoriser sa combustion au contact de lrsquoair chaud (injection indirecte) La
pression drsquoinjection varie de 80 agrave 250 bars suivant le type de moteur Au contact de lrsquoair agrave tempeacuterature
eacuteleveacutee le combustible srsquoenflamme de lui-mecircme sa tempeacuterature drsquoinflammation eacutetant voisine de 300
degC Il srsquoenflamme spontaneacutement agrave mesure qursquoil est introduit Cependant un certain temps mesurable
srsquoeacutecoule entre le deacutebut drsquoinjection et le deacutebut de la combustion Crsquoest le deacutelai drsquoallumage Les gaz
augmentent tregraves rapidement de volume et chassent le piston vers le bas Crsquoest la deacutetente ou temps
moteur La pression des gaz est de lrsquoordre de 50 agrave 120 bars et la tempeacuterature de 1800 agrave 2000 degC
- Echappement Les gaz brucircleacutes sont chasseacutes par le piston qui remonte gracircce agrave la soupape
drsquoeacutechappement qui srsquoouvre
Les seules bougies preacutesentes sur un moteur diesel sont les bougies de preacutechauffage qui comme leur
nom lindique preacutechauffent les chambres de combustion (ou les preacutechambres suivant le type de diesel)
afin dobtenir lorsque le moteur est froid une tempeacuterature suffisante pour lauto-inflammation du
carburant
332 Vitesse et puissance
Les vitesses de rotation des moteurs diesel sont tregraves diffeacuterentes dun moteur agrave un autre
En effet plus le moteur est gros plus la course du piston est grande et plus le moteur est lent
Trois classes de moteurs sont ainsi deacutefinies
bull moteur lent moins de 200 trmin
bull moteur semi-rapide entre 400 et 1 000 trmin
bull moteur rapide 1 000 trmin et plus
Scheacutematiquement plus le piston est gros plus sa course
est importante
Pour exemplethinsp moteur DW10 ATED de PSA cylindreacutee
1 997 cmsup3 aleacutesage 85 mm course 88 mm reacutegime de
puissance maximale 4 000 trmin
Pour ce moteur la vitesse lineacuteaire du piston dans le
cylindre agrave 4 000 trmin est de 88 x 2 (deux courses par
tour moteur) = 176 mm ou en megravetres 0176 times 4 000
soit 704 mmin ou 70460thinspms = 117 ms
Moteur Diesel PSA
Certains moteurs Diesel lents de type agrave 2 temps atteignent 100 000 ch (voir le porte- conteneurs
Emma Maeligrsk) comme le Waumlrtsilauml RT-flex96C 14 cylindres moteur agrave 2 temps lent
(92102 toursmin)
Les cylindres ont un aleacutesage de 96 cm et le piston une course de
25 m2
Ce moteur a une hauteur denviron 13 megravetres et une longueur de 26
megravetres pour un poids de 2 300 tonnes
333 Combustion
Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le
dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone
et eau
Eacutequation parfaite de la combustion du gazole
hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp
2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q
En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible
334 Usage
On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple
important ou dun bon rendement
- locomotives
- bateaux
- camions
- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier
- tracteurs agricoles
- groupes eacutelectrogegravenes
- engins de travaux publics
- automobiles
335 Circuit drsquoalimentation
Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel
comprend les eacuteleacutements suivants
- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible
Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre
- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est
proteacutegeacutee par un preacute-filtre
- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La
pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre
- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les
cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une
circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe
Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne
- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion
- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent
lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites
Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au
travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal
Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection
dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute
pression vers les injecteurs
Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et
la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent
leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs
le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi
produit
Pompe agrave injection diesel rotative
Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme
temps que les divers deacutebits de deacutegazage
335 Deacutelai drsquoallumage
Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est
deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage
Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera
drsquoautant plus faible que
- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee
- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est
plus basse
- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute
- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee
- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute
336 Moteur agrave injection directe
Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute
sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure
I17)
La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair
important pour favoriser le brassage du meacutelange
Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])
Injection directe
Avantages
- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion
- Les deacutemarrages sont plus faciles
- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs
Inconveacutenients
Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges
Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide
336 Avantages du moteur Diesel
Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de
choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du
moteur agrave essence
Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun
turbocompresseur
Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)
technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)
Turbocompresseur
Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute
p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i
Systegraveme drsquoinjection a rampe commune
Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint
jusquagrave
2thinsp500 bars
Contre
- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune
- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)
Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole
- turbulente
- continue
- constante et
- bien reacutepartie
parametres essentielles pour une bonne combustion
Cette technologie porte le nom de
bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration
bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et
3e geacuteneacuteration
bull HDi Peugeot Citroeumln
bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia
bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart
bull CRD Jeep
bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)
bull d BMW (ex 530d)
bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen
bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)
bull d Lexus (exIS 220 d)
bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection
directe sans rampe commune)
bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi
bull DI-D Mitsubishi
bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)
bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe
commune)
bull MZR-CD Mazda
bull i-CTDi Honda
bull CRDi Hyundai
bull CRDI Kia
bull TCDi VCDi Chevrolet
bull TID Saab
34 Architectures moteurs
341 Introduction
Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont
- meacutediocre rendement
- vibrations
- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution
De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat
de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares
architectures ont eu droit agrave la production industrielle
342 Caracteacuterisation
La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle
Elle est calculeacutee agrave partir
- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)
- de la distance parcourue par un piston (la course) et
- du nombre de cylindres
La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee
selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de
tempeacuterature et de pression
Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912
Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des
pertes dans la transmission
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)
1 cheval-vapeur = 736 Watt
Le couple maximal est exerceacute sur laxe
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant
La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation
Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par
seconde
La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute
- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz
contenus apregraves le cycle dadmission)
Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee
- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses
cylindres au point mort bas et au point mort haut
Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer
(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute
343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur
3431 Eleacutements fixes
34311 Bloc-moteur
Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la
piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)
Ses fonctions principales sont les suivantes
- contenir les cylindres
- supporter le vilebrequin la culasse les
accessoires
- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification
Scheacutema drsquoun bloc moteur
- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de
refroidissement est utiliseacute)
Bloc a 04 cylindres
34312 Chemises
Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)
a) b) c)
Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912
34313 Culasse
La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre
Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou
drsquoaluminium
Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur
La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements
ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur
refroidi agrave eau
Les culasses portent
- les injecteurs
- les soupapes
- les culbuteurs
- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo
Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure
Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres
I322 Eleacutements mobiles
I3221Vilebrequin
Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles
Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des
paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo
Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes
de bielles sont les
laquo manetons raquo (Reacutef [2])
Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques
appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons
Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage
jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)
Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin
I2322 Bielles
Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles
reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et
entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants
Elles sont en acier allieacute
Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la
leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de
- compression
- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons
- flexion
Les trois principales parties dune bielle sont
- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston
- le corps
- la tecircte qui sarticule sur un maneton du
vilebrequin
Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912
Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une
bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est
emmancheacute avec serrage
Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en
I parfois tubulaire
La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en
permettre le montage sur le vilebrequin
La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo
Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans
la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction
Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de
plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis
agrave de tregraves gros efforts
Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils
sont alors en bronze speacutecial
Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons
Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier
eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction
I3223Piston
Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties
principales
- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz
- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure
lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories
reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston
- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe
- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des
calories
- Fonctions du piston
Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la
bielle les efforts dus aux gaz
- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non
suralimenteacutes
- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels
Figure I9 Piston
Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de
calories au fluide de refroidissement
Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage
Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins
encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus
reacuteduite pour avoir un moteur compact)
La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie
peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de
jeu agrave froid un grippage
Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue
Fig 9a Piston pour moteur Diesel
Formes de la tecircte du piston
La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par
lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du
piston est habituellement plate
Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et
forme totalement ou partie la chambre de combustion
Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les
automobiles de course pour une toute autre raison
Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant
de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence
injecteacute dans la chambre
Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la
position de linjecteur selon la technique dinjection
On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection
Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par
linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie
dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes
raquo et stratifieacutee
Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un
tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la
chambre
Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection
Fig9b Illustration des mouvements
tourbillonnaire swirl et tumble
I3224Segmentation
Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans
les gorges du piston
Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement
supeacuterieur agrave celui du cylindre
En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)
- le segment ndeg3 segment coup de feu
(ou segment de feu)
- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute
- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur
Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments
Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression
Les rocircles de la segmentation sont les suivants
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz
ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu
Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion
passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des
segments inteacuterieurs
Figure I10 Segments de piston
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification
crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment
drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance
- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre
Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique
coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston
Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de
lassemblage du moteur (fig10b)
Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est
de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe
Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment
Fig10b Tierccedilages des segments
I3225Axe de piston
Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur
surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee
Trois types de montage sont couramment utiliseacutes
- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est
libre dons le piston
- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans
lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston
- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par
des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires
Lajustement de laxe est agrave
- frottement doux dans la bielle
- frottement dur dans le piston
Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de
faciliter la mise en place de laxe
Figure I11 Axe de piston monteacute flottant
52 La distribution
Mais cest quoi dont la distribution
Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes
dadmission et deacutechappement
Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston
Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les
systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures
Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une
deacutechappement
Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement
deux agrave deux
(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes
Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre
Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des
ressorts en heacutelice
Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave
la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)
La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est
communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune
tige et dun culbuteur
Fig12 Distribution
331 Soupapes
Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre
temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes
Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts
de rappel
Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties
a) Tecircte de la soupape
Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de
soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre
La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est
deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg
b) Collet
Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave
faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet
dentaille ducirc au changement de section
c) Tige
Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure
le guidage vertical de la soupape
La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la
culasse
d) Queue
Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames
Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger
les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6
Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant
Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le
silicium le tungstegravene le nickel
Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee
332 Culbuteurs et poussoirs
Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la
culasse
Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils
reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs
Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD
Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames
soit
- par lintermeacutediaire dun galet
- par intermeacutediaire dun plateau
Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent
Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)
521 Le diagramme de distribution
Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point
le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)
Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB
Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre
Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression
ou rapport volumeacutetrique
Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur
522 Les systegravemes de controcircle des soupapes
Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et
deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes
conditions
Moteurs culbuteacutes
Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave
transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les
soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs
le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou
central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)
Ces moteurs sont dits culbuteacutes
Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees
1970-80
Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute
Tout dabord quest ce quune came
La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves
preacuteciseacutement afin de
-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape
-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial
-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort
Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames
La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche
mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci
contre en haut)
Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les
cylindres afin de les synchroniser
Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages
Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit
relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire
Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte
Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes
dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur
Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came
lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes
peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs
Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte
Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de
placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes
directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)
et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces
en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de
soupapes)
Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir
cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus
du poussoir
Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon
souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des
culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes
Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte
Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de
saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs
dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs
Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en
inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun
culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire
agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes
La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames
Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames
Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner
sans lautre car ils sont relieacutes entre eux
Ceci est souvent appeleacute larbre moteur
Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave
cames en tecircte (sur la droite)
Cest ce quon appelle la chaine de distribution
On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee
Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place
a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee
Figure V4 commande par chaine non 16032016
323 Nombre de soupapes par cylindre
Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de
distribution Mais ceci nest pas la seule raison
Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2
soupapes par cylindre
Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle
entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de
compression eacuteleveacute
Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les
performances du moteur
Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite
impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher
Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile
En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement
moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile
Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les
contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer
En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer
dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie
Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes
Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore
utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme
Ainsi ce moteur comptant
- 3 soupapes dadmission
- 2 soupapes deacutechappement
permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion
La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes
Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents
mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de
culbuteurs
Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique
53 Refroidissement
Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent
sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur
Il faut donc les refroidir sous peine de destruction
Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et
adapteacutee
531 Refroidissement agrave air
En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement
Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un
cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en
contact avec lair
Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les
veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des
automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle
Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions
Moteur de la VW Coccinelle
Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a
toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes
par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation
du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave
air (encombrement poids simpliciteacute prix)
Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours
un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement
liquide
532 Refroidissement liquide
Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les
performances du refroidissement
Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des
cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct
avec lair ambiant
Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le
liquide de refroidissement
Radiateur moderne en aluminium
Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach
Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le
refroidissement tregraves efficace dun liquide
Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair
Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui
Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le
refroidissement du moteur
Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par
le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur
Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau
Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions
permettant une lubrification optimale
Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par
plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques
lubrifiants utiliseacutes
La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat
situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde
thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur
Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer
assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur
533 Refroidissement par huile
Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en
mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans
les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct
Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois
muni dailettes un petit radiateur dhuile
Exemple
Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un
gros radiateur dhuile
Avantages
Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent
inutiles
Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception
Inconveacutenients
Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus
coucircteuses pour lutilisateur
De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges
dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile
54 Architecture des moteurs agrave explosion
Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres
bull Cylindres en ligne
bull Cylindres en V
bull Cylindres en W
bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)
bull Cylindres en H
bull Cylindres en eacutetoile
bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)
541 Monocylindre
Historique
Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz
le 30 janvier 1807
Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il
fonctionne selon le cycle de Lenoir
Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de
Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les
mouvements dans la phase de compression
542 Quatre cylindres
Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-
Paris
Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les
grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la
gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les
voitures courantes de moyennes et basses gammes
Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900
04 cylindres en V
Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader
Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant
1914
Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB
04 cylindres (en ligne) coucheacute
Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre
monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres
accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor
Carriage Company))
On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les
veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo
04 cylindres agrave plat boxer
Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg
Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen
Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de
graviteacute assez bas
Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de
redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC
En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline
compacte en Europe
Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie
du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute
un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement
Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement
convaincant
- Pas de claquement agrave froid
- une quasi absence de vibration
- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel
Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la
premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire
Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)
543 Six cylindres
Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand
il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres
Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)
La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032
Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont
Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg
en faisant appel agrave des six cylindres
La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe
En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon
Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand
nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes
Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur
Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare
On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez
Laverda en endurance (moteur en V)
Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition
Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement
- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)
- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)
- Benelli avec une 750 puis une 900
En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing
544 Huit cylindres et plus
Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron
Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo
Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V
La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne
Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de
puissance
Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres
soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les
reacuteacteurs
Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent
les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes
Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de
cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth
Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1
Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule
Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de
fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute
En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance
sportive
Puissance drsquoun
veacutehicule
1 Calculs de la pesanteur
11 Deacutecliviteacute
Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H
α = H L
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes
12 Poids du veacutehicule
Calculons le poids drsquoun veacutehicule
P = M g
P poids exprimeacute en N
M masse exprimeacutee en kg
g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)
13 Composante du poids
Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture
F = M g α
Avec
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
14 Travail de la force de traction
Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D
E = F D
E travail exprimeacute en J
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
D distance parcourue exprimeacutee en m
15 Energie
Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H
E = M g H
Avec
E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
15 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V
B = F V
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
V vitesse exprimeacutee en ms
En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement
et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse
16 puissance absorbeacutee par une ascension
Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T
B = M g H T
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m
T temps exprimeacute en s
2 Calculs Aeacuterodynamiques
21 Surface frontale
Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave
lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au
produit de la largeur par la hauteur
camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2
autocar 25 m x 32 m = 8 m2
voiture 18 m x 14 m = 25 m 2
motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2
22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair
Le Cx est calculeacute agrave partir
Cx = 2 F (S Mair Vsup2)
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse air exprimeacutee en ms
23 Reacutesistance de lrsquoair
R = frac12 S Cx Mair Vsup2
R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse exprimeacutee en ms
24 SCx
Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx
est le produit de la surface frontale par le Cx
SCx = S Cx
Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute
25 Constante aeacuterodynamique
La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules
A = S Cx M
Avec
A constante aeacuterodynamique [kgm]
S surface frontale [m2]
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]
26 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair
B = F x V
F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]
V vitesse du veacutehicule [ms]
3 Calculs thermiques
31 Calcul de la cylindreacutee
D2
V = π L N
4
Avec
D aleacutesage du cylindre
L course du piston
N nombre de cylindre
32 Calcul du PCI des combustibles
Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of
combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0
Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales
de tempeacuterature et de pression
Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene
(autrement dit la quantiteacute de chaleur)
Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour
donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur
321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)
Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de
C16H34
Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole
Combustion
Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene
des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene
La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune
maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant
Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire
- qui deacutegage de la chaleur
- elle produit du CO2
- de leau
- dautres composeacutes plus ou moins agressif
La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des
proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et
sans gaspillage
Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes
Pour le gazole
C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q
- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene
- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair
- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3
- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg
Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane
La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est
Carbone C = 087
Hydrogegravene H = 0126
Oxygegravene O = 0004
Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute
Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI
PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]
PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]
33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil
Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent
que pour bruler
1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ
- 112 kg drsquoN2
- 34 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 32 kg CO2
- 12 kg drsquoH2O
1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ
- 118 kg drsquoN2
- 035 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 31 kg de CO2
- 14 kg drsquoH2O
1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ
- 12 kg drsquoN2
- 036 kg drsquoO2)
La reacuteaction produit environ
- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 3 kg de CO2
- 16 kg drsquoH2O
La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut
avoir
[kg drsquoairkg]
minus+
= OHCL 8
3
8
230
10
[kmol drsquoairkg]
minus
+
=
32412210
10
OHCL
34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil
Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave
cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on
peut srsquoen approcher
Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du
fonctionnement drsquoun moteur
En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les
pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en
permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique
Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes
tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en
temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres
Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair
Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave
la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055
Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]
35 Quantiteacute des produits produit de combustion
Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un
carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees
Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent
que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)
Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont
indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants
Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour
simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees
meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains
atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire
oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes
complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules
carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de
carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2
lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout
meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves
drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave
haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la
formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre
lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la
particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique
NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene
atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour
les organismes vivants
C
nCO2 = [kmolekg]
12
H
nHO2 = [kmolekg]
2
nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]
nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]
36 Quantiteacute totale des produits de combustion
nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]
37 Puissance nominale
Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile
Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur
la puissance du moteur
Le choix est vaste et on srsquoy perd
80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip
Que signifient reacuteellement ces chiffres
Agrave quoi sert la puissance
Comment la mesure-t-on
Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse
Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses
Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la
transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps
Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)
puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle
(route en deacutecliviteacute)
La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps
mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps
On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs
de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance
Banc drsquoessai moteur
Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun
- frein
- compte-tours
Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le
frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz
restant grande ouverte
En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au
couple de freinage
il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple
moteur
Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple
moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation
In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs
F N
Pf =
10 000
Ougrave
F charge [N]
N = reacutegime de rotation [trmn]
38 Puissance corrigeacutee
Pfc = Pf f
Avec
f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f
= 1085
Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion
f = 1085
Pamb = 719 [mmHg]
39 Consommation speacutecifique
La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire
un travail T donneacute
(3600 v Ps )
Cs = [gkWh]
(t Pf)
Ou
v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]
Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]
t temps de consommation [s]
Pf puissance au frein [kW]
310 Consommation speacutecifique corrigeacutee
Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)
Ou
Pfc puissance corrigeacutee
311 Couple moteur
Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur
Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier
abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour
lrsquoacheteur
Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest
- la masse de la voiture
- son couple moteur
- le reacutegime auquel il est disponible
qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en
situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient
Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs
- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons
- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin
On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et
drsquoun frein
La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres
un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le
maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion
Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur
maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave
mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip
Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation
de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru
se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable
Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas
trop eacuteleveacutehellip
30PN 1000
CN = [Nm]
N π
Ou
PN Puissance nominale [kW]
N Vitesse de rotation [trmn]
312 Couple corrigeacutee
30Pfc 1000
Cc = [Nm]
N π
Ou
Pf Puissance corrigeacutee [kW]
4 Bilan thermique des moteurs
Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion
Elle apparaicirct sous deux formes distinctes
Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel
brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene
normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est
donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement
Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le
cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de
combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin
signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous
forme de mouvement (4)
Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie
En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique
En effet le rendement se deacutefinit comme
eacutenergie reacutecupeacutereacutee
Rendement =
eacutenergie consommeacutee
Dans le cas drsquoun moteur
lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance
exprimeacutee en kilowattheure [kW]
lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en
kilogrammes puis convertie en joules)
Le reacutesultat est une grandeur sans dimension
Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne
QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge
- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible
- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective
- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement
- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement
- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion
incomplegravete frottements etc)
Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur
Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on
trouve
41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion
Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )
Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )
GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )
Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )
Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )
GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )
(PCI Csh)
QT =
36
Calcul de la consommation horaire
- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]
- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]
42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps
Qe = 1000 Pf [Js]
Sachant que
- Pf puissance au frein [W]
43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement
Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante
C i D(1+2m ) Nm
Qr = [Js]
λ Avec
- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie
dans la plage [045 divide 0 53]
- i Nombre de cylindres
- D Aleacutesage du cylindre
- N freacutequence de rotation du vilebrequin
- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par
lrsquointervalle [06 divide 07 ]
- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair
44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement
Csh
Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]
36 Avec
- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de
combustible]
- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]
- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]
- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]
- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]
- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave
pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis
45 Autres pertes de chaleur
QP = QT - (Qe + Qr + Qge)
Chapitre 8
Identification du
veacutehicule
Vehicle Identification Number
Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est
donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950
Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule
ainsi que sur le moteur et dans
lordinateur de bord
Lanceacute dans une forme simplifieacutee en
1950 par les constructeurs ameacutericains
ce code passera aux 17 caractegraveres
actuels en 1980
Le numeacutero inscrit sur la carte grise
dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie
du type raquo correspond bien agrave celui
figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis
Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis
mais son appellation officielle est
Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule
(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe
laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo
Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une
Longueur de 17 caractegraveres
et peut ecirctre diviseacute en 3 sections
bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave
Identification Mondiale du Constructeur
WMI World Manufacturer Identification (anglais)
Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des
variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication
A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1
- Peugeot est VF3
- Citroeumln est VF7
Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur
(WMI)
On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres
Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9
caractegraveres les autres 14
Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les
bus ou les camions comme par exemple
bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en
- 1G1 pour Chevrolet
- 1G2 pour Pontiac et
- 1GC pour Chevrolet camions
bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en
- FA pour Fiat Auto et
- FC pour Fiat VI
Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est
implanteacutee Exemple
- ZFA Fiat Auto Italie
- SUF Fiat Auto Pologne
- 8AF Fiat Auto Argentine
- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie
- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil
bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la
Section de Description du Veacutehicule
VDS Vehicle Description Section (anglais)
ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault
utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines
bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la
Section drsquoIdentification du Veacutehicule
VIS Vehicle Identification Section en anglais
Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur
concerneacute
Emplacement du VIN
Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui
figurant sur la voiture
il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur
chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise
Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens
en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero
reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la
marque
Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre
- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou
- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture
En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer
accidentellement ou salteacuterer
Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire
Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du
veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve
- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur
- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit
La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est
- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire
- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide
Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral
- dans le compartiment moteur
- sur le pied de porte avant droit
- dans le coffre
Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une
petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur
Evolution du code VIN en fonction des types
Mercedes W201
Mercedes W202
Mercedes W203
Mercedes W204
Composition du code
Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un
systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation
- ISO 3779 de 1979 et
- ISO 3780 de 1980
Avant-propos
LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale
dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)
1 Domaine dapplication
La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero
didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme
uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers
La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes
aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833
3 Termes et deacutefinitions
31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN
Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de
son identification
32 Code didentification mondiale du constructeur WMI
Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du
veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification
dudit constructeur
33 Descripteur VDS
Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les
caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule
34 Indicateur VIS
Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une
combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre
veacutehicule
35 Constructeur
Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la
conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service
indeacutependante de lemplacement de lusine de montage
36 Anneacutee
Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule
deacutetermineacutee par le constructeur
37 Seacuteparation
Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du
numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites
Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee
Code
1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A
1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B
1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C
1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D
1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E
1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F
1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G
1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H
1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J
1989 K 2019 K
1990 L 2020 L
1991 M 2021 M
Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries
Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1
5
1
6
1
7
ISO 3779
Code
constructeu
r-WMI
Composition du
veacutehicule Code veacutehicule-VIS
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
plus de 500
veacutehiculesan
Code
constructeu
r-WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Numeacutero progressif
seacuterie
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
moins de 500
veacutehiculesan
WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Code
constructeu
r-WMI
Numeacutero
progressi
f seacuterie
Exemple de code VIN
Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot
- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)
1 VF (Europe S-Z France VF-VR)
3 3 (Peugeot)
- Type au mines (06)
4-6 741 (Composition du veacutehicule)
7 (306)
4 (04 portes)
1 ou A (Moteur D1768 cc)
7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)
9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)
- Anneacutee modegravele (01)
10 F (1985)
- Code VIS (07)
11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)
12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)
Poinccedilon Peugeot
WAUZZZ8GZPA001181
Codes pays
AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe
1ndash5 =
Ameacuterique
du Nord
6ndash7 =
Oceacuteanie
8ndash9 =
Ameacuterique
du Sud
AA-AH Afrique
du Sud
AJ-AN Cocircte
dIvoire
AP-A0 non
attribueacute
BA-BE Angola
BF-BK Kenya
BL-BR Tanzanie
BR Algeacuterie
BS-B0 non
attribueacute
CA-CE Benin
CF-CK
Madagascar
CL-CR Tunisie
CS-C0 non
attribueacute
DA-DE Egypte
DF-DK Maroc
DL-DR Zambie
DS-D0 non
attribueacute
(probable
Algerie)
EA-EE Ethiopie
EF-EK
Mozambique
EL-E0 non
attribueacute
FA-FE Ghana
FF-FK Nigeria
FF-FK
Madagascar
FL-F0 non
attribueacute
GA-G0 non
attribueacute
HA-H0 non
attribueacute
JA-J0 Japon
KA-KE Sri
Lanka
KF-KK
Israel
KL-KR
Coreacutee du Sud
KS-K0 non
attribueacute
LA-L0 Chine
MA-ME Inde
MF-MK
Indoneacutesie
ML-MR
Thaiumllande
MS-M0 non
attribueacute
NF-NK
Pakistan
NL-NR
Turquie
NS-N0 non
attribueacute
PA-PE
Philippines
PF-PK
Singapour
PL-PR
Malaysie
PS-P0 non
attribueacute
RA-RE
Emirat
Arabes Unis
RF-RK
Taiwan
RL-RR
Vietnam
RS-R0 non
attribueacute
SA-SM
Grande
Bretagne
SN-ST
Allemagne
SU-SZ
Pologne
S1-S0 non
attribueacute
TA-TH Suisse
TJ-TP
Reacutepublique
Tchegraveque
TR-TV
Hongrie
TW-T1
Portugal
T2-T0 non
attribueacute
UA-UG non
attribueacute
UH-UM
Danemark
UN-UT Irlande
UU-UZ
Roumanie
U1-U4 non
attribueacute
U5-U7
Slovaquie
U8-U0 non
attribueacute
VA-VE
Autriche
VF-VR France
VS-VW
Espagne
VX-V2
Yougoslavie
V3-V5 Croatie
V6-V0 Estonie
WA-W0
1A-10 Etats
Unis
2A-20
Canada
3A-3W
Mexique
3X-37 Costa
Rica
38-30 non
attribueacute
4A-40 Etats
Unis
5A-50 Etats
Unis
6A-6W
Australie
6X-60 non
attribueacute
7A-7E
Nouvelle
Zeacutelande
7F-70 non
attribueacute
8A-8E
Argentine
8F-8K Chili
8L-8R
Equateur
8S-8W
Peacuterou
8X-82
Veacuteneacutezueacutela
83-80 non
attribueacute
9A-9E Breacutesil
9F-9K
Colombie
9L-9R
Paraguay
9S-9W
Uruguay
9X-92
Trinidad amp
Tobago
93-99 Breacutesil
90 non
attribueacute
Allemagne
XA-XE
Bulgarie
XF-XK Gregravece
XL-XR Pays
Bas
XS-XW Russie
XX-X2
Luxembourg
X3-X0 Russie
YA-YE
Belgique
YF-YK
Finlande
YL-YR Malte
YS-YW Suegravede
YX-Y2
Norvegravege
Y3-Y5
Bielorussie
Y6-Y0 Ukraine
ZA-ZR Italie
ZS-ZW non
attribueacute
ZX-Z2
Sloveacutenie
Z3-Z5 Lituanie
Z6-Z0 non
attribueacute
Chapitre 9
Organisation du
garage
1 Introduction
Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement
appeleacute
garage
est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la
reacuteparation des veacutehicules automobile
Un petit atelier de garagiste en
Nouvelle-Galles du Sud (Australie)
laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et
peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile
- meacutecanicien
- carrossier
- peintre en carrosserie
- vendeur etchellip
Un garage peut faire office de station-service tandis que
bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la
distribution de carburant proposent un service basique
de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule
et les reacuteparations mineures
Certains garages en outre proposent un service de vente
de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine
au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)
Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants
2 Histoire
Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en
mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle
passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -
progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)
Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele
eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport
Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en
- seacutecurisant et regraveglementant son emploi
- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute
le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se
multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations
3 CHOIX DE LIMPLANTATION
Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et
inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix
- Trafic
- Publiciteacute
- Faciliteacute daccegraves
- Coucirct du terrain
- Superficies possibles
- Frais fixes
4 REacutePARTITION DES SURFACES
La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de
- 13 bacircti
- 23 non-bacircti
a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees
- Aires de stationnement Clients magasin de PR
- veacutehicules en attente de reacuteparation
- veacutehicules clients reacutepareacutes
- veacutehicules neufs et occasions
- veacutehicules du personnel
- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets
b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre
- spacieux
- bien eacuteclaireacutes
- ventileacutes
- chauffeacutes
- daccegraves facile
Il faut preacutevoir
Piegraveces agrave usage de bureau
- 6msup2 par personne
Reacuteception et daccueil des clients
- sa localisation doit ecirctre eacutevidente
Salle dattente clients
- spacieuse
- confortable
- agreacutementeacutee
- documenteacutee
- eacutequipeacutee
- eacuteclaireacutee
- peinte toujours en blanc mat
Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes
- clients
- meacutecaniciens
- agents
Atelier de reacuteparation plusieurs zones
- reacuteparations rapides
- interventions longues
- carrosserie
- peinture
- eacutelectriciteacute
- mise au point etc
Piegraveces annexes
- deacutechets
- aire de lavage
- compresseurs
- vestiaires personnels
- sanitaires etc
5 LES MATEacuteRIELS
a) GROS MATEacuteRIELS
Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie
des trains roulants
Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles
Electriciteacute
Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs
b) PETITS MATEacuteRIELS
Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels
6 LES PERSONNELS
La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories
a) ENCADREMENT
Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique
Directeur financier
b) EXEacuteCUTION
Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance
Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs
Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs
a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE
a) RDC
b) Etage Bureaux et administration
b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION
AUTOMOBILE
a) OBJECTIF DE LENTREPRISE
Accroicirctre la productiviteacute
- en structurant les ateliers
- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles
ne se chevauchent pas
b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE
- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous
les secteurs
- Chaque secteur est autonome
- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la
responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe
c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE
LENTREPRISE
a) LE CHEF DENTREPRISE
Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous
les secteurs
b) LE CHEF DATELIER
- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des
employeacutes
- Il coordonne tous les services
c) LE REacuteCEPTIONNAIRE
- accueil le client
- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer
- eacutetablie eacuteventuellement un devis
- preacutecise les deacutelais de reacuteparation
Si le client est daccord
- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule
carburant accessoires)
- charge le planning de latelier
Apregraves les travaux
- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture
d) LE CHEF DEacuteQUIPE
Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation
e) LES COMPAGNONS
Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations
f) LE MAGASINIER
Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele
g) SERVICE FACTURATION
Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe
h) SERVICE COMPTABILITEacute
Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation
Chapitre 10
Devis
1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION
2 Deacutefinition
Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat
dun bien
Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation
Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des
relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable
3 Enjeux dun devis
Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela
permet de comparer les prix et les prestations fournies
Les Destinataires
- un client
- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise
bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans
deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune
erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable
bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave
lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat
ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule
Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits
4 Deacutemarche dutilisation des devis
a) Ce que doit comporter un devis
Identification du prestataire qui reacutedige le devis
bull nom et raison sociale
bull adresse complegravete
bull teacuteleacutephone
bull teacuteleacutecopie
bull email et site internet
Identification de la personne qui a demandeacute le devis
bull nom preacutenom
bull adresse
bull teacuteleacutephone
Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros
La date du devis
La liste des prix et le total
b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis
bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois
selon le projet
5) Estimation
bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui
constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la
puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration
que le reacutesultat
6) Quelles sont les regravegles dun bon devis
- Un prix ferme
- une trace eacutecrite en cas de litigehellip
Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux
Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment
- la somme globale agrave payer
- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes
- le nom et ladresse de lentreprise
- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du
devis
Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client
Des mentions suppleacutementaires
Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres
mentions non obligatoires comme par exemple
- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements
- la date limite preacutevue pour la fin des travaux
- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute
Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip
Si la facture est plus eacuteleveacutee
Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait
pas donneacute son accord preacutealablehellip
Que faire
Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans
certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres
premiegraveres)
si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture
Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence
Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de
reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de
la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel
Chapitre 11
Bon de commande
Commande
Dans le commerce une commande est une intention soit
- verbale
- eacutecrite
dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers
Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande
dachat
Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une
commande de vente
Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte
des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis
Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees
Eacutetapes dans les commandes commerciales
Commerce Action de lacheteur Action du vendeur
Acheteur qui deacutesire le
produit et vendeur qui
vend le produit
Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute
Veacuterification du pricing
du produit disponibiliteacute
speacutecifications coucircts de
livraison
Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes
Accord de transaction
entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat
Enregistrement de la commande
de vente
Le produit est expeacutedieacute du
vendeur agrave lacheteur
Fiche demballage facture pro
forma pour certaines
expeacuteditions internationales
Lacheteur reccediloit le
produit du vendeur
La fiche demballage et le produit sont
compareacutes avec la commande dachat on
veacuterifie le bon conditionnement du
produit
Le vendeur envoie la
facture (comptabiliteacute) agrave
lacheteur
On fait correspondre la fiche demballage
avec la commande dachat et la facture
on enregistre lachat dans les comptes
financiers dans la comptabiliteacute
fournisseurs
On enregistre la vente dans les
comptes financiers dans la
comptabiliteacute clients
Lacheteur paie le
vendeur
Paiement en espegraveces par chegraveque ou
paiement eacutelectronique enregistrement
du paiement sur la commande dachat
Reacuteception des espegraveces du
chegraveque ou du paiement
eacutelectronique enregistrement du
paiement sur la commande de
vente
Sommaire
Chapitre 01 Introduction a la maintenance
Chapitre 02 Concept de la maintenance
Chapitre 03 Le conducteur et son veacutehicule
Chapitre 04 Controcircle technique automobile en Algeacuterie
Chapitre 05 Meacutethodes drsquoanalyses
Chapitre 06 Documentation technique
Chapitre 07 Moteurs agrave combustion interne
Chapitre 08 Identification du veacutehicule
Chapitre 09 Organisation du garage
Chapitre 10 Devis
Chapitre 11 Bon de commande
Chapitre 12 Planification des reacuteparations
Chapitre 13 Facturation
Chapitre 14 Service Apres Vente
Chapitre 6
La documentation
technique
1- LA DOCUMENTATION TECHNIQUE
Elle contient
- des informations techniques
- les proceacutedures de deacutemontage montage
- les proceacutedures de reacuteglage
- les proceacutedures de diagnostic
Ces renseignements aident le personnel de maintenance dans la
reacutealisation de ses tacircches
Chaque numeacutero consacre un dossier complet agrave leacutetude technique et
pratique dune automobile
Le modegravele choisi est geacuteneacuteralement un veacutehicule courant agrave leacutepoque de leacutedition de la revue
quelle que soit sa marque
Le dossier comprend
- la description deacutetailleacutee du veacutehicule
- les recommandations dentretien courant et laide pas agrave pas au deacutemontage et remontage
des principaux eacuteleacutements avec agrave lappui de nombreux scheacutemas
Le reste de la revue est consacreacutee selon les numeacuteros agrave
- loutillage
- leacutelectriciteacute
- les accessoires
- leacutevolution de certains modegraveles de veacutehicules etc
Geacuteneacuteralement en fin de document se trouve une feuille cartonneacutee deacutetachable nommeacutee
Fiche descriptive
retraccedilant les principales caracteacuteristiques du veacutehicule qui fait lobjet du dossier
Exemple drsquoexploitation drsquoune Revue Technique Automobile
- Preacutesentation drsquoune revue technique
- Page de garde
- Identification du veacutehicule
- Chapitre moteur
Chapitre 7
Moteurs
agrave combustion interne
Moteurs agrave allumage commandeacute (essence)
Introduction
Cest une deacuteflagration (explosion) qui se produit au sein de ces moteurs
Les moteurs agrave allumage commandeacute
neacutecessitent une eacutetincelle pour le
deacuteclenchement de la combustion du meacutelange
carburantair
Tous les moteurs utilisant comme carburant
de lessence ou de lalcool voire un gaz
(GPL) ou autre dont le deacuteclenchement de la
combustion est deacutependant dune source
deacutenergie externe (bougie trembleur)sont
appelles
Moteur Renault Energy 14 de la Symbol
laquo moteur agrave allumage commandeacute raquo
Le moteur agrave allumage commandeacute est eacutequipeacute dun systegraveme complet dallumage composeacute de
Bougies Bobine Rupteur Faisceau
Une bougie qui fait des eacutetincelles
Une bobine qui sert agrave geacuteneacuterer une haute tension neacutecessaire agrave la creacuteation de leacutetincelle
Un systegraveme de commande de lallumage (rupteur ou systegraveme eacutelectronique)
Un faisceau eacutelectrique
21 Constitution
Ces moteurs transforment leacutenergie potentielle chimique stockeacutee dans un
carburant en travail (eacutenergie meacutecanique) gracircce agrave des combustions tregraves
rapides dougrave le terme dexplosions
Ils sont constitueacutes dun ou plusieurs cylindres
confinant les combustions
Dans chaque cylindre un piston coulisse en un mouvement
rectiligne alternatif
Mouvement transformeacute en rotation par lintermeacutediaire dune bielle
reliant le piston au vilebrequin (assemblage de manivelles sur un axe)
Chaque cylindre est fermeacute par une culasse munie dau moins deux soupapes
- La premiegravere permet lalimentation en meacutelange airessence du cylindre par le Collecteur
dadmission
- Lautre leacutevacuation des gaz bruleacutes vers leacutechappement
Soupapes drsquoeacutechappement Soupapes dans leurs logement
22 Fonctionnement
Figure II1 Cycle quatre temps agrave allumage commandeacute
Son cycle (de fonctionnement) se deacutecompose analytiquement en quatre temps (ou phases)
Le mouvement du piston est initieacute par la combustion (augmentation rapide du volume des gaz) dun
meacutelange de carburant et dair (comburant) qui a lieu durant le temps moteur
Le moteur fonctionne degraves lors seul et produit un couple sur son arbre de sortie
1 admission dun meacutelange air et de carburant vaporiseacute preacutesent dans le conduit dadmission
meacutelange preacutepareacute par divers composants (carburateur ou systegraveme dinjection) ouverture de la
soupape dadmission et descente du piston ce dernier aspire ainsi ce meacutelange dans le cylindre
agrave une pression de -01 agrave -03 bar
2 compression du meacutelange fermeture de la soupape dadmission puis remonteacutee du piston qui
comprime le meacutelange jusquagrave 12 agrave 18 bars et 400 agrave 500 degC dans la chambre de combustion
3 combustion (deacutetente aux environs du point mort haut) moment ougrave le piston atteint son point
culminant et ou la compression est au maximum la bougie dallumage (connecteacutee agrave un
geacuteneacuterateur deacutelectriciteacute haute tension) produit une eacutetincelle la combustion rapide qui sensuit
constitue le temps moteur les gaz chauds agrave une pression moyenne de 40 bars repoussent le
piston initiant le mouvement
4 eacutechappement ouverture de la soupape deacutechappement et remonteacutee du piston qui chasse les
gaz brucircleacutes deacutetendus dans le collecteur deacutechappement laissant la place agrave une nouvelle charge
de meacutelange Un nouveau cycle recommence
23 Allumage eacutelectronique
Un allumage eacutelectronique est une eacutevolution de lallumage classique par batteriebobine des moteurs agrave
explosion
Il a consisteacute agrave remplacer aussi le meacutecanisme davance agrave lallumage par un systegraveme eacutelectronique (en
reacutealiteacute dans ce cas le systegraveme est reacutegleacute sur
pleine avance) et un retardateur eacutelectronique
introduit le retard neacutecessaire agrave la situation du
moteur
Introduit dans les anneacutees 1970 lallumage
eacutelectronique sest geacuteneacuteraliseacute sur de nombreuses
cateacutegories de moteurs (automobiles motos etc)
agrave partir des anneacutees 1980
Allumage eacutelectronique
24 Avantages et inconveacutenients du moteur agrave allumage commandeacute
bull Plus leacuteger
bull Plus vif
bull Plus silencieux
bull Cout moindre
25 Les pannes
Les pannes dallumage sont une des grandes causes dimmobilisation involontaire des veacutehicules agrave
moteur
bull Usure des rupteurs
bull Deacutereacuteglage du point davance
bull Usure ou grippage du systegraveme davance
26 Combustion
La combustion du meacutelange est une transformation chimique (oxydation vive) du carburant et de
loxygegravene
On utilise geacuteneacuteralement loctane comme moleacutecule permettant de deacutecrire une combustion de ce type
Eacutequation de la combustion de loctane
2 C8H18 + 25 O2 16 CO2 + 18 H2O + Q
2 Moteur Diesel
Principe
Fruit des travaux meneacutes par lingeacutenieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897 le moteur Diesel
est un moteur agrave combustion interne dont lallumage nest pas commandeacute mais spontaneacute par
pheacutenomegravene dauto-inflammation
Il na donc pas besoin de bougies dallumage
Cela est possible gracircce agrave un tregraves fort taux de compression (rapport volumeacutetrique) denviron 141 agrave
251 permettant dobtenir une tempeacuterature de 700 agrave 900 degC
Des bougies de preacutechauffage sont souvent utiliseacutees pour permettre le deacutemarrage du moteur agrave froid en
augmentant la tempeacuterature de la chambre de combustion mais leur preacutesence nest pas systeacutematique
Ce type de moteur agrave taux de compression eacuteleveacute a connu une expansion rapide en automobile agrave partir
de la fin des anneacutees 1980 lorsque la suralimentation par turbocompresseur en a notablement ameacutelioreacute
les performances
Comme le moteur thermique agrave allumage commandeacute le moteur Diesel est constitueacute de pistons
coulissants dans des cylindres fermeacutes par une culasse reliant les cylindres aux collecteurs dadmission
et deacutechappement culasse eacutequipeacutee de soupapes commandeacutees par un ou plusieurs arbres agrave cames
Moteur VW TDI
Le fonctionnement repose sur lauto-inflammation du gazole dans de lair comprimeacute agrave plus de 120
du volume du cylindre a environ
- 35 bar de pression
- 600 degC de tempeacuterature
En brucirclant le meacutelange augmente fortement dans le cylindre
- la pression entre 60 agrave 100 bars
- la tempeacuterature a 1500 degC
Le cycle Diesel agrave quatre temps comporte
- Admission Contrairement au moteur agrave essence crsquoest de lrsquoair pur et non un meacutelange carbureacute qui est
introduit dans le cylindre lors de cette phase
- Compression Lrsquoair fortement comprimeacute est porteacute agrave une pression de 30 agrave 40 bars pour une
tempeacuterature de 500 agrave 600 degC environ
Admission Compression Combustion Echappement
Figure I1 les quatre temps drsquoun moteur Diesel
- combustion A la fin de la compression le gas-oil est alors injecteacute sous forme de fines gouttelettes
soit directement dans la chambre de combustion (injection directe) soit dans une preacute-chambre
turbulente destineacutee agrave favoriser sa combustion au contact de lrsquoair chaud (injection indirecte) La
pression drsquoinjection varie de 80 agrave 250 bars suivant le type de moteur Au contact de lrsquoair agrave tempeacuterature
eacuteleveacutee le combustible srsquoenflamme de lui-mecircme sa tempeacuterature drsquoinflammation eacutetant voisine de 300
degC Il srsquoenflamme spontaneacutement agrave mesure qursquoil est introduit Cependant un certain temps mesurable
srsquoeacutecoule entre le deacutebut drsquoinjection et le deacutebut de la combustion Crsquoest le deacutelai drsquoallumage Les gaz
augmentent tregraves rapidement de volume et chassent le piston vers le bas Crsquoest la deacutetente ou temps
moteur La pression des gaz est de lrsquoordre de 50 agrave 120 bars et la tempeacuterature de 1800 agrave 2000 degC
- Echappement Les gaz brucircleacutes sont chasseacutes par le piston qui remonte gracircce agrave la soupape
drsquoeacutechappement qui srsquoouvre
Les seules bougies preacutesentes sur un moteur diesel sont les bougies de preacutechauffage qui comme leur
nom lindique preacutechauffent les chambres de combustion (ou les preacutechambres suivant le type de diesel)
afin dobtenir lorsque le moteur est froid une tempeacuterature suffisante pour lauto-inflammation du
carburant
332 Vitesse et puissance
Les vitesses de rotation des moteurs diesel sont tregraves diffeacuterentes dun moteur agrave un autre
En effet plus le moteur est gros plus la course du piston est grande et plus le moteur est lent
Trois classes de moteurs sont ainsi deacutefinies
bull moteur lent moins de 200 trmin
bull moteur semi-rapide entre 400 et 1 000 trmin
bull moteur rapide 1 000 trmin et plus
Scheacutematiquement plus le piston est gros plus sa course
est importante
Pour exemplethinsp moteur DW10 ATED de PSA cylindreacutee
1 997 cmsup3 aleacutesage 85 mm course 88 mm reacutegime de
puissance maximale 4 000 trmin
Pour ce moteur la vitesse lineacuteaire du piston dans le
cylindre agrave 4 000 trmin est de 88 x 2 (deux courses par
tour moteur) = 176 mm ou en megravetres 0176 times 4 000
soit 704 mmin ou 70460thinspms = 117 ms
Moteur Diesel PSA
Certains moteurs Diesel lents de type agrave 2 temps atteignent 100 000 ch (voir le porte- conteneurs
Emma Maeligrsk) comme le Waumlrtsilauml RT-flex96C 14 cylindres moteur agrave 2 temps lent
(92102 toursmin)
Les cylindres ont un aleacutesage de 96 cm et le piston une course de
25 m2
Ce moteur a une hauteur denviron 13 megravetres et une longueur de 26
megravetres pour un poids de 2 300 tonnes
333 Combustion
Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le
dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone
et eau
Eacutequation parfaite de la combustion du gazole
hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp
2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q
En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible
334 Usage
On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple
important ou dun bon rendement
- locomotives
- bateaux
- camions
- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier
- tracteurs agricoles
- groupes eacutelectrogegravenes
- engins de travaux publics
- automobiles
335 Circuit drsquoalimentation
Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel
comprend les eacuteleacutements suivants
- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible
Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre
- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est
proteacutegeacutee par un preacute-filtre
- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La
pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre
- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les
cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une
circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe
Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne
- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion
- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent
lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites
Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au
travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal
Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection
dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute
pression vers les injecteurs
Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et
la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent
leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs
le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi
produit
Pompe agrave injection diesel rotative
Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme
temps que les divers deacutebits de deacutegazage
335 Deacutelai drsquoallumage
Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est
deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage
Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera
drsquoautant plus faible que
- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee
- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est
plus basse
- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute
- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee
- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute
336 Moteur agrave injection directe
Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute
sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure
I17)
La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair
important pour favoriser le brassage du meacutelange
Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])
Injection directe
Avantages
- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion
- Les deacutemarrages sont plus faciles
- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs
Inconveacutenients
Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges
Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide
336 Avantages du moteur Diesel
Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de
choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du
moteur agrave essence
Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun
turbocompresseur
Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)
technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)
Turbocompresseur
Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute
p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i
Systegraveme drsquoinjection a rampe commune
Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint
jusquagrave
2thinsp500 bars
Contre
- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune
- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)
Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole
- turbulente
- continue
- constante et
- bien reacutepartie
parametres essentielles pour une bonne combustion
Cette technologie porte le nom de
bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration
bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et
3e geacuteneacuteration
bull HDi Peugeot Citroeumln
bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia
bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart
bull CRD Jeep
bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)
bull d BMW (ex 530d)
bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen
bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)
bull d Lexus (exIS 220 d)
bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection
directe sans rampe commune)
bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi
bull DI-D Mitsubishi
bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)
bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe
commune)
bull MZR-CD Mazda
bull i-CTDi Honda
bull CRDi Hyundai
bull CRDI Kia
bull TCDi VCDi Chevrolet
bull TID Saab
34 Architectures moteurs
341 Introduction
Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont
- meacutediocre rendement
- vibrations
- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution
De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat
de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares
architectures ont eu droit agrave la production industrielle
342 Caracteacuterisation
La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle
Elle est calculeacutee agrave partir
- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)
- de la distance parcourue par un piston (la course) et
- du nombre de cylindres
La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee
selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de
tempeacuterature et de pression
Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912
Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des
pertes dans la transmission
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)
1 cheval-vapeur = 736 Watt
Le couple maximal est exerceacute sur laxe
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant
La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation
Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par
seconde
La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute
- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz
contenus apregraves le cycle dadmission)
Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee
- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses
cylindres au point mort bas et au point mort haut
Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer
(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute
343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur
3431 Eleacutements fixes
34311 Bloc-moteur
Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la
piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)
Ses fonctions principales sont les suivantes
- contenir les cylindres
- supporter le vilebrequin la culasse les
accessoires
- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification
Scheacutema drsquoun bloc moteur
- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de
refroidissement est utiliseacute)
Bloc a 04 cylindres
34312 Chemises
Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)
a) b) c)
Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912
34313 Culasse
La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre
Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou
drsquoaluminium
Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur
La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements
ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur
refroidi agrave eau
Les culasses portent
- les injecteurs
- les soupapes
- les culbuteurs
- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo
Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure
Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres
I322 Eleacutements mobiles
I3221Vilebrequin
Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles
Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des
paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo
Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes
de bielles sont les
laquo manetons raquo (Reacutef [2])
Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques
appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons
Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage
jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)
Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin
I2322 Bielles
Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles
reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et
entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants
Elles sont en acier allieacute
Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la
leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de
- compression
- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons
- flexion
Les trois principales parties dune bielle sont
- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston
- le corps
- la tecircte qui sarticule sur un maneton du
vilebrequin
Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912
Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une
bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est
emmancheacute avec serrage
Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en
I parfois tubulaire
La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en
permettre le montage sur le vilebrequin
La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo
Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans
la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction
Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de
plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis
agrave de tregraves gros efforts
Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils
sont alors en bronze speacutecial
Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons
Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier
eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction
I3223Piston
Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties
principales
- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz
- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure
lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories
reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston
- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe
- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des
calories
- Fonctions du piston
Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la
bielle les efforts dus aux gaz
- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non
suralimenteacutes
- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels
Figure I9 Piston
Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de
calories au fluide de refroidissement
Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage
Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins
encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus
reacuteduite pour avoir un moteur compact)
La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie
peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de
jeu agrave froid un grippage
Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue
Fig 9a Piston pour moteur Diesel
Formes de la tecircte du piston
La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par
lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du
piston est habituellement plate
Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et
forme totalement ou partie la chambre de combustion
Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les
automobiles de course pour une toute autre raison
Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant
de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence
injecteacute dans la chambre
Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la
position de linjecteur selon la technique dinjection
On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection
Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par
linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie
dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes
raquo et stratifieacutee
Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un
tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la
chambre
Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection
Fig9b Illustration des mouvements
tourbillonnaire swirl et tumble
I3224Segmentation
Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans
les gorges du piston
Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement
supeacuterieur agrave celui du cylindre
En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)
- le segment ndeg3 segment coup de feu
(ou segment de feu)
- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute
- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur
Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments
Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression
Les rocircles de la segmentation sont les suivants
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz
ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu
Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion
passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des
segments inteacuterieurs
Figure I10 Segments de piston
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification
crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment
drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance
- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre
Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique
coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston
Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de
lassemblage du moteur (fig10b)
Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est
de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe
Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment
Fig10b Tierccedilages des segments
I3225Axe de piston
Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur
surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee
Trois types de montage sont couramment utiliseacutes
- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est
libre dons le piston
- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans
lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston
- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par
des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires
Lajustement de laxe est agrave
- frottement doux dans la bielle
- frottement dur dans le piston
Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de
faciliter la mise en place de laxe
Figure I11 Axe de piston monteacute flottant
52 La distribution
Mais cest quoi dont la distribution
Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes
dadmission et deacutechappement
Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston
Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les
systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures
Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une
deacutechappement
Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement
deux agrave deux
(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes
Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre
Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des
ressorts en heacutelice
Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave
la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)
La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est
communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune
tige et dun culbuteur
Fig12 Distribution
331 Soupapes
Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre
temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes
Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts
de rappel
Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties
a) Tecircte de la soupape
Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de
soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre
La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est
deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg
b) Collet
Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave
faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet
dentaille ducirc au changement de section
c) Tige
Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure
le guidage vertical de la soupape
La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la
culasse
d) Queue
Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames
Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger
les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6
Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant
Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le
silicium le tungstegravene le nickel
Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee
332 Culbuteurs et poussoirs
Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la
culasse
Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils
reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs
Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD
Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames
soit
- par lintermeacutediaire dun galet
- par intermeacutediaire dun plateau
Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent
Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)
521 Le diagramme de distribution
Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point
le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)
Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB
Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre
Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression
ou rapport volumeacutetrique
Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur
522 Les systegravemes de controcircle des soupapes
Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et
deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes
conditions
Moteurs culbuteacutes
Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave
transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les
soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs
le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou
central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)
Ces moteurs sont dits culbuteacutes
Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees
1970-80
Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute
Tout dabord quest ce quune came
La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves
preacuteciseacutement afin de
-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape
-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial
-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort
Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames
La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche
mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci
contre en haut)
Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les
cylindres afin de les synchroniser
Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages
Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit
relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire
Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte
Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes
dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur
Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came
lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes
peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs
Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte
Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de
placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes
directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)
et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces
en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de
soupapes)
Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir
cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus
du poussoir
Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon
souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des
culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes
Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte
Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de
saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs
dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs
Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en
inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun
culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire
agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes
La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames
Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames
Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner
sans lautre car ils sont relieacutes entre eux
Ceci est souvent appeleacute larbre moteur
Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave
cames en tecircte (sur la droite)
Cest ce quon appelle la chaine de distribution
On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee
Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place
a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee
Figure V4 commande par chaine non 16032016
323 Nombre de soupapes par cylindre
Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de
distribution Mais ceci nest pas la seule raison
Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2
soupapes par cylindre
Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle
entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de
compression eacuteleveacute
Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les
performances du moteur
Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite
impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher
Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile
En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement
moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile
Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les
contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer
En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer
dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie
Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes
Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore
utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme
Ainsi ce moteur comptant
- 3 soupapes dadmission
- 2 soupapes deacutechappement
permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion
La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes
Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents
mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de
culbuteurs
Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique
53 Refroidissement
Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent
sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur
Il faut donc les refroidir sous peine de destruction
Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et
adapteacutee
531 Refroidissement agrave air
En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement
Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un
cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en
contact avec lair
Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les
veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des
automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle
Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions
Moteur de la VW Coccinelle
Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a
toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes
par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation
du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave
air (encombrement poids simpliciteacute prix)
Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours
un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement
liquide
532 Refroidissement liquide
Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les
performances du refroidissement
Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des
cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct
avec lair ambiant
Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le
liquide de refroidissement
Radiateur moderne en aluminium
Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach
Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le
refroidissement tregraves efficace dun liquide
Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair
Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui
Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le
refroidissement du moteur
Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par
le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur
Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau
Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions
permettant une lubrification optimale
Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par
plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques
lubrifiants utiliseacutes
La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat
situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde
thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur
Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer
assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur
533 Refroidissement par huile
Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en
mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans
les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct
Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois
muni dailettes un petit radiateur dhuile
Exemple
Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un
gros radiateur dhuile
Avantages
Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent
inutiles
Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception
Inconveacutenients
Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus
coucircteuses pour lutilisateur
De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges
dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile
54 Architecture des moteurs agrave explosion
Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres
bull Cylindres en ligne
bull Cylindres en V
bull Cylindres en W
bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)
bull Cylindres en H
bull Cylindres en eacutetoile
bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)
541 Monocylindre
Historique
Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz
le 30 janvier 1807
Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il
fonctionne selon le cycle de Lenoir
Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de
Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les
mouvements dans la phase de compression
542 Quatre cylindres
Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-
Paris
Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les
grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la
gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les
voitures courantes de moyennes et basses gammes
Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900
04 cylindres en V
Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader
Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant
1914
Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB
04 cylindres (en ligne) coucheacute
Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre
monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres
accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor
Carriage Company))
On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les
veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo
04 cylindres agrave plat boxer
Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg
Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen
Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de
graviteacute assez bas
Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de
redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC
En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline
compacte en Europe
Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie
du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute
un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement
Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement
convaincant
- Pas de claquement agrave froid
- une quasi absence de vibration
- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel
Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la
premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire
Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)
543 Six cylindres
Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand
il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres
Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)
La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032
Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont
Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg
en faisant appel agrave des six cylindres
La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe
En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon
Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand
nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes
Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur
Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare
On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez
Laverda en endurance (moteur en V)
Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition
Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement
- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)
- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)
- Benelli avec une 750 puis une 900
En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing
544 Huit cylindres et plus
Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron
Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo
Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V
La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne
Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de
puissance
Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres
soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les
reacuteacteurs
Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent
les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes
Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de
cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth
Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1
Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule
Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de
fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute
En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance
sportive
Puissance drsquoun
veacutehicule
1 Calculs de la pesanteur
11 Deacutecliviteacute
Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H
α = H L
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes
12 Poids du veacutehicule
Calculons le poids drsquoun veacutehicule
P = M g
P poids exprimeacute en N
M masse exprimeacutee en kg
g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)
13 Composante du poids
Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture
F = M g α
Avec
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
14 Travail de la force de traction
Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D
E = F D
E travail exprimeacute en J
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
D distance parcourue exprimeacutee en m
15 Energie
Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H
E = M g H
Avec
E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
15 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V
B = F V
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
V vitesse exprimeacutee en ms
En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement
et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse
16 puissance absorbeacutee par une ascension
Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T
B = M g H T
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m
T temps exprimeacute en s
2 Calculs Aeacuterodynamiques
21 Surface frontale
Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave
lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au
produit de la largeur par la hauteur
camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2
autocar 25 m x 32 m = 8 m2
voiture 18 m x 14 m = 25 m 2
motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2
22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair
Le Cx est calculeacute agrave partir
Cx = 2 F (S Mair Vsup2)
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse air exprimeacutee en ms
23 Reacutesistance de lrsquoair
R = frac12 S Cx Mair Vsup2
R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse exprimeacutee en ms
24 SCx
Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx
est le produit de la surface frontale par le Cx
SCx = S Cx
Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute
25 Constante aeacuterodynamique
La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules
A = S Cx M
Avec
A constante aeacuterodynamique [kgm]
S surface frontale [m2]
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]
26 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair
B = F x V
F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]
V vitesse du veacutehicule [ms]
3 Calculs thermiques
31 Calcul de la cylindreacutee
D2
V = π L N
4
Avec
D aleacutesage du cylindre
L course du piston
N nombre de cylindre
32 Calcul du PCI des combustibles
Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of
combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0
Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales
de tempeacuterature et de pression
Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene
(autrement dit la quantiteacute de chaleur)
Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour
donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur
321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)
Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de
C16H34
Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole
Combustion
Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene
des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene
La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune
maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant
Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire
- qui deacutegage de la chaleur
- elle produit du CO2
- de leau
- dautres composeacutes plus ou moins agressif
La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des
proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et
sans gaspillage
Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes
Pour le gazole
C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q
- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene
- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair
- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3
- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg
Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane
La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est
Carbone C = 087
Hydrogegravene H = 0126
Oxygegravene O = 0004
Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute
Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI
PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]
PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]
33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil
Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent
que pour bruler
1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ
- 112 kg drsquoN2
- 34 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 32 kg CO2
- 12 kg drsquoH2O
1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ
- 118 kg drsquoN2
- 035 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 31 kg de CO2
- 14 kg drsquoH2O
1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ
- 12 kg drsquoN2
- 036 kg drsquoO2)
La reacuteaction produit environ
- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 3 kg de CO2
- 16 kg drsquoH2O
La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut
avoir
[kg drsquoairkg]
minus+
= OHCL 8
3
8
230
10
[kmol drsquoairkg]
minus
+
=
32412210
10
OHCL
34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil
Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave
cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on
peut srsquoen approcher
Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du
fonctionnement drsquoun moteur
En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les
pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en
permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique
Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes
tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en
temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres
Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair
Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave
la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055
Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]
35 Quantiteacute des produits produit de combustion
Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un
carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees
Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent
que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)
Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont
indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants
Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour
simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees
meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains
atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire
oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes
complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules
carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de
carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2
lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout
meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves
drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave
haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la
formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre
lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la
particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique
NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene
atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour
les organismes vivants
C
nCO2 = [kmolekg]
12
H
nHO2 = [kmolekg]
2
nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]
nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]
36 Quantiteacute totale des produits de combustion
nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]
37 Puissance nominale
Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile
Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur
la puissance du moteur
Le choix est vaste et on srsquoy perd
80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip
Que signifient reacuteellement ces chiffres
Agrave quoi sert la puissance
Comment la mesure-t-on
Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse
Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses
Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la
transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps
Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)
puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle
(route en deacutecliviteacute)
La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps
mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps
On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs
de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance
Banc drsquoessai moteur
Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun
- frein
- compte-tours
Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le
frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz
restant grande ouverte
En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au
couple de freinage
il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple
moteur
Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple
moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation
In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs
F N
Pf =
10 000
Ougrave
F charge [N]
N = reacutegime de rotation [trmn]
38 Puissance corrigeacutee
Pfc = Pf f
Avec
f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f
= 1085
Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion
f = 1085
Pamb = 719 [mmHg]
39 Consommation speacutecifique
La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire
un travail T donneacute
(3600 v Ps )
Cs = [gkWh]
(t Pf)
Ou
v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]
Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]
t temps de consommation [s]
Pf puissance au frein [kW]
310 Consommation speacutecifique corrigeacutee
Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)
Ou
Pfc puissance corrigeacutee
311 Couple moteur
Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur
Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier
abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour
lrsquoacheteur
Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest
- la masse de la voiture
- son couple moteur
- le reacutegime auquel il est disponible
qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en
situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient
Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs
- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons
- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin
On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et
drsquoun frein
La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres
un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le
maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion
Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur
maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave
mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip
Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation
de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru
se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable
Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas
trop eacuteleveacutehellip
30PN 1000
CN = [Nm]
N π
Ou
PN Puissance nominale [kW]
N Vitesse de rotation [trmn]
312 Couple corrigeacutee
30Pfc 1000
Cc = [Nm]
N π
Ou
Pf Puissance corrigeacutee [kW]
4 Bilan thermique des moteurs
Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion
Elle apparaicirct sous deux formes distinctes
Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel
brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene
normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est
donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement
Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le
cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de
combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin
signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous
forme de mouvement (4)
Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie
En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique
En effet le rendement se deacutefinit comme
eacutenergie reacutecupeacutereacutee
Rendement =
eacutenergie consommeacutee
Dans le cas drsquoun moteur
lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance
exprimeacutee en kilowattheure [kW]
lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en
kilogrammes puis convertie en joules)
Le reacutesultat est une grandeur sans dimension
Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne
QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge
- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible
- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective
- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement
- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement
- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion
incomplegravete frottements etc)
Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur
Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on
trouve
41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion
Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )
Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )
GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )
Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )
Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )
GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )
(PCI Csh)
QT =
36
Calcul de la consommation horaire
- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]
- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]
42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps
Qe = 1000 Pf [Js]
Sachant que
- Pf puissance au frein [W]
43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement
Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante
C i D(1+2m ) Nm
Qr = [Js]
λ Avec
- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie
dans la plage [045 divide 0 53]
- i Nombre de cylindres
- D Aleacutesage du cylindre
- N freacutequence de rotation du vilebrequin
- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par
lrsquointervalle [06 divide 07 ]
- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair
44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement
Csh
Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]
36 Avec
- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de
combustible]
- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]
- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]
- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]
- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]
- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave
pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis
45 Autres pertes de chaleur
QP = QT - (Qe + Qr + Qge)
Chapitre 8
Identification du
veacutehicule
Vehicle Identification Number
Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est
donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950
Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule
ainsi que sur le moteur et dans
lordinateur de bord
Lanceacute dans une forme simplifieacutee en
1950 par les constructeurs ameacutericains
ce code passera aux 17 caractegraveres
actuels en 1980
Le numeacutero inscrit sur la carte grise
dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie
du type raquo correspond bien agrave celui
figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis
Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis
mais son appellation officielle est
Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule
(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe
laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo
Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une
Longueur de 17 caractegraveres
et peut ecirctre diviseacute en 3 sections
bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave
Identification Mondiale du Constructeur
WMI World Manufacturer Identification (anglais)
Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des
variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication
A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1
- Peugeot est VF3
- Citroeumln est VF7
Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur
(WMI)
On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres
Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9
caractegraveres les autres 14
Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les
bus ou les camions comme par exemple
bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en
- 1G1 pour Chevrolet
- 1G2 pour Pontiac et
- 1GC pour Chevrolet camions
bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en
- FA pour Fiat Auto et
- FC pour Fiat VI
Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est
implanteacutee Exemple
- ZFA Fiat Auto Italie
- SUF Fiat Auto Pologne
- 8AF Fiat Auto Argentine
- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie
- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil
bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la
Section de Description du Veacutehicule
VDS Vehicle Description Section (anglais)
ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault
utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines
bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la
Section drsquoIdentification du Veacutehicule
VIS Vehicle Identification Section en anglais
Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur
concerneacute
Emplacement du VIN
Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui
figurant sur la voiture
il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur
chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise
Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens
en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero
reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la
marque
Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre
- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou
- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture
En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer
accidentellement ou salteacuterer
Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire
Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du
veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve
- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur
- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit
La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est
- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire
- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide
Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral
- dans le compartiment moteur
- sur le pied de porte avant droit
- dans le coffre
Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une
petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur
Evolution du code VIN en fonction des types
Mercedes W201
Mercedes W202
Mercedes W203
Mercedes W204
Composition du code
Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un
systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation
- ISO 3779 de 1979 et
- ISO 3780 de 1980
Avant-propos
LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale
dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)
1 Domaine dapplication
La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero
didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme
uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers
La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes
aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833
3 Termes et deacutefinitions
31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN
Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de
son identification
32 Code didentification mondiale du constructeur WMI
Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du
veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification
dudit constructeur
33 Descripteur VDS
Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les
caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule
34 Indicateur VIS
Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une
combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre
veacutehicule
35 Constructeur
Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la
conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service
indeacutependante de lemplacement de lusine de montage
36 Anneacutee
Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule
deacutetermineacutee par le constructeur
37 Seacuteparation
Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du
numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites
Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee
Code
1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A
1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B
1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C
1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D
1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E
1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F
1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G
1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H
1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J
1989 K 2019 K
1990 L 2020 L
1991 M 2021 M
Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries
Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1
5
1
6
1
7
ISO 3779
Code
constructeu
r-WMI
Composition du
veacutehicule Code veacutehicule-VIS
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
plus de 500
veacutehiculesan
Code
constructeu
r-WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Numeacutero progressif
seacuterie
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
moins de 500
veacutehiculesan
WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Code
constructeu
r-WMI
Numeacutero
progressi
f seacuterie
Exemple de code VIN
Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot
- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)
1 VF (Europe S-Z France VF-VR)
3 3 (Peugeot)
- Type au mines (06)
4-6 741 (Composition du veacutehicule)
7 (306)
4 (04 portes)
1 ou A (Moteur D1768 cc)
7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)
9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)
- Anneacutee modegravele (01)
10 F (1985)
- Code VIS (07)
11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)
12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)
Poinccedilon Peugeot
WAUZZZ8GZPA001181
Codes pays
AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe
1ndash5 =
Ameacuterique
du Nord
6ndash7 =
Oceacuteanie
8ndash9 =
Ameacuterique
du Sud
AA-AH Afrique
du Sud
AJ-AN Cocircte
dIvoire
AP-A0 non
attribueacute
BA-BE Angola
BF-BK Kenya
BL-BR Tanzanie
BR Algeacuterie
BS-B0 non
attribueacute
CA-CE Benin
CF-CK
Madagascar
CL-CR Tunisie
CS-C0 non
attribueacute
DA-DE Egypte
DF-DK Maroc
DL-DR Zambie
DS-D0 non
attribueacute
(probable
Algerie)
EA-EE Ethiopie
EF-EK
Mozambique
EL-E0 non
attribueacute
FA-FE Ghana
FF-FK Nigeria
FF-FK
Madagascar
FL-F0 non
attribueacute
GA-G0 non
attribueacute
HA-H0 non
attribueacute
JA-J0 Japon
KA-KE Sri
Lanka
KF-KK
Israel
KL-KR
Coreacutee du Sud
KS-K0 non
attribueacute
LA-L0 Chine
MA-ME Inde
MF-MK
Indoneacutesie
ML-MR
Thaiumllande
MS-M0 non
attribueacute
NF-NK
Pakistan
NL-NR
Turquie
NS-N0 non
attribueacute
PA-PE
Philippines
PF-PK
Singapour
PL-PR
Malaysie
PS-P0 non
attribueacute
RA-RE
Emirat
Arabes Unis
RF-RK
Taiwan
RL-RR
Vietnam
RS-R0 non
attribueacute
SA-SM
Grande
Bretagne
SN-ST
Allemagne
SU-SZ
Pologne
S1-S0 non
attribueacute
TA-TH Suisse
TJ-TP
Reacutepublique
Tchegraveque
TR-TV
Hongrie
TW-T1
Portugal
T2-T0 non
attribueacute
UA-UG non
attribueacute
UH-UM
Danemark
UN-UT Irlande
UU-UZ
Roumanie
U1-U4 non
attribueacute
U5-U7
Slovaquie
U8-U0 non
attribueacute
VA-VE
Autriche
VF-VR France
VS-VW
Espagne
VX-V2
Yougoslavie
V3-V5 Croatie
V6-V0 Estonie
WA-W0
1A-10 Etats
Unis
2A-20
Canada
3A-3W
Mexique
3X-37 Costa
Rica
38-30 non
attribueacute
4A-40 Etats
Unis
5A-50 Etats
Unis
6A-6W
Australie
6X-60 non
attribueacute
7A-7E
Nouvelle
Zeacutelande
7F-70 non
attribueacute
8A-8E
Argentine
8F-8K Chili
8L-8R
Equateur
8S-8W
Peacuterou
8X-82
Veacuteneacutezueacutela
83-80 non
attribueacute
9A-9E Breacutesil
9F-9K
Colombie
9L-9R
Paraguay
9S-9W
Uruguay
9X-92
Trinidad amp
Tobago
93-99 Breacutesil
90 non
attribueacute
Allemagne
XA-XE
Bulgarie
XF-XK Gregravece
XL-XR Pays
Bas
XS-XW Russie
XX-X2
Luxembourg
X3-X0 Russie
YA-YE
Belgique
YF-YK
Finlande
YL-YR Malte
YS-YW Suegravede
YX-Y2
Norvegravege
Y3-Y5
Bielorussie
Y6-Y0 Ukraine
ZA-ZR Italie
ZS-ZW non
attribueacute
ZX-Z2
Sloveacutenie
Z3-Z5 Lituanie
Z6-Z0 non
attribueacute
Chapitre 9
Organisation du
garage
1 Introduction
Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement
appeleacute
garage
est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la
reacuteparation des veacutehicules automobile
Un petit atelier de garagiste en
Nouvelle-Galles du Sud (Australie)
laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et
peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile
- meacutecanicien
- carrossier
- peintre en carrosserie
- vendeur etchellip
Un garage peut faire office de station-service tandis que
bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la
distribution de carburant proposent un service basique
de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule
et les reacuteparations mineures
Certains garages en outre proposent un service de vente
de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine
au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)
Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants
2 Histoire
Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en
mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle
passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -
progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)
Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele
eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport
Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en
- seacutecurisant et regraveglementant son emploi
- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute
le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se
multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations
3 CHOIX DE LIMPLANTATION
Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et
inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix
- Trafic
- Publiciteacute
- Faciliteacute daccegraves
- Coucirct du terrain
- Superficies possibles
- Frais fixes
4 REacutePARTITION DES SURFACES
La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de
- 13 bacircti
- 23 non-bacircti
a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees
- Aires de stationnement Clients magasin de PR
- veacutehicules en attente de reacuteparation
- veacutehicules clients reacutepareacutes
- veacutehicules neufs et occasions
- veacutehicules du personnel
- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets
b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre
- spacieux
- bien eacuteclaireacutes
- ventileacutes
- chauffeacutes
- daccegraves facile
Il faut preacutevoir
Piegraveces agrave usage de bureau
- 6msup2 par personne
Reacuteception et daccueil des clients
- sa localisation doit ecirctre eacutevidente
Salle dattente clients
- spacieuse
- confortable
- agreacutementeacutee
- documenteacutee
- eacutequipeacutee
- eacuteclaireacutee
- peinte toujours en blanc mat
Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes
- clients
- meacutecaniciens
- agents
Atelier de reacuteparation plusieurs zones
- reacuteparations rapides
- interventions longues
- carrosserie
- peinture
- eacutelectriciteacute
- mise au point etc
Piegraveces annexes
- deacutechets
- aire de lavage
- compresseurs
- vestiaires personnels
- sanitaires etc
5 LES MATEacuteRIELS
a) GROS MATEacuteRIELS
Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie
des trains roulants
Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles
Electriciteacute
Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs
b) PETITS MATEacuteRIELS
Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels
6 LES PERSONNELS
La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories
a) ENCADREMENT
Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique
Directeur financier
b) EXEacuteCUTION
Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance
Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs
Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs
a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE
a) RDC
b) Etage Bureaux et administration
b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION
AUTOMOBILE
a) OBJECTIF DE LENTREPRISE
Accroicirctre la productiviteacute
- en structurant les ateliers
- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles
ne se chevauchent pas
b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE
- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous
les secteurs
- Chaque secteur est autonome
- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la
responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe
c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE
LENTREPRISE
a) LE CHEF DENTREPRISE
Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous
les secteurs
b) LE CHEF DATELIER
- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des
employeacutes
- Il coordonne tous les services
c) LE REacuteCEPTIONNAIRE
- accueil le client
- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer
- eacutetablie eacuteventuellement un devis
- preacutecise les deacutelais de reacuteparation
Si le client est daccord
- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule
carburant accessoires)
- charge le planning de latelier
Apregraves les travaux
- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture
d) LE CHEF DEacuteQUIPE
Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation
e) LES COMPAGNONS
Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations
f) LE MAGASINIER
Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele
g) SERVICE FACTURATION
Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe
h) SERVICE COMPTABILITEacute
Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation
Chapitre 10
Devis
1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION
2 Deacutefinition
Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat
dun bien
Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation
Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des
relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable
3 Enjeux dun devis
Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela
permet de comparer les prix et les prestations fournies
Les Destinataires
- un client
- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise
bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans
deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune
erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable
bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave
lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat
ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule
Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits
4 Deacutemarche dutilisation des devis
a) Ce que doit comporter un devis
Identification du prestataire qui reacutedige le devis
bull nom et raison sociale
bull adresse complegravete
bull teacuteleacutephone
bull teacuteleacutecopie
bull email et site internet
Identification de la personne qui a demandeacute le devis
bull nom preacutenom
bull adresse
bull teacuteleacutephone
Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros
La date du devis
La liste des prix et le total
b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis
bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois
selon le projet
5) Estimation
bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui
constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la
puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration
que le reacutesultat
6) Quelles sont les regravegles dun bon devis
- Un prix ferme
- une trace eacutecrite en cas de litigehellip
Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux
Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment
- la somme globale agrave payer
- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes
- le nom et ladresse de lentreprise
- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du
devis
Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client
Des mentions suppleacutementaires
Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres
mentions non obligatoires comme par exemple
- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements
- la date limite preacutevue pour la fin des travaux
- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute
Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip
Si la facture est plus eacuteleveacutee
Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait
pas donneacute son accord preacutealablehellip
Que faire
Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans
certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres
premiegraveres)
si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture
Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence
Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de
reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de
la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel
Chapitre 11
Bon de commande
Commande
Dans le commerce une commande est une intention soit
- verbale
- eacutecrite
dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers
Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande
dachat
Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une
commande de vente
Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte
des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis
Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees
Eacutetapes dans les commandes commerciales
Commerce Action de lacheteur Action du vendeur
Acheteur qui deacutesire le
produit et vendeur qui
vend le produit
Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute
Veacuterification du pricing
du produit disponibiliteacute
speacutecifications coucircts de
livraison
Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes
Accord de transaction
entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat
Enregistrement de la commande
de vente
Le produit est expeacutedieacute du
vendeur agrave lacheteur
Fiche demballage facture pro
forma pour certaines
expeacuteditions internationales
Lacheteur reccediloit le
produit du vendeur
La fiche demballage et le produit sont
compareacutes avec la commande dachat on
veacuterifie le bon conditionnement du
produit
Le vendeur envoie la
facture (comptabiliteacute) agrave
lacheteur
On fait correspondre la fiche demballage
avec la commande dachat et la facture
on enregistre lachat dans les comptes
financiers dans la comptabiliteacute
fournisseurs
On enregistre la vente dans les
comptes financiers dans la
comptabiliteacute clients
Lacheteur paie le
vendeur
Paiement en espegraveces par chegraveque ou
paiement eacutelectronique enregistrement
du paiement sur la commande dachat
Reacuteception des espegraveces du
chegraveque ou du paiement
eacutelectronique enregistrement du
paiement sur la commande de
vente
Chapitre 6
La documentation
technique
1- LA DOCUMENTATION TECHNIQUE
Elle contient
- des informations techniques
- les proceacutedures de deacutemontage montage
- les proceacutedures de reacuteglage
- les proceacutedures de diagnostic
Ces renseignements aident le personnel de maintenance dans la
reacutealisation de ses tacircches
Chaque numeacutero consacre un dossier complet agrave leacutetude technique et
pratique dune automobile
Le modegravele choisi est geacuteneacuteralement un veacutehicule courant agrave leacutepoque de leacutedition de la revue
quelle que soit sa marque
Le dossier comprend
- la description deacutetailleacutee du veacutehicule
- les recommandations dentretien courant et laide pas agrave pas au deacutemontage et remontage
des principaux eacuteleacutements avec agrave lappui de nombreux scheacutemas
Le reste de la revue est consacreacutee selon les numeacuteros agrave
- loutillage
- leacutelectriciteacute
- les accessoires
- leacutevolution de certains modegraveles de veacutehicules etc
Geacuteneacuteralement en fin de document se trouve une feuille cartonneacutee deacutetachable nommeacutee
Fiche descriptive
retraccedilant les principales caracteacuteristiques du veacutehicule qui fait lobjet du dossier
Exemple drsquoexploitation drsquoune Revue Technique Automobile
- Preacutesentation drsquoune revue technique
- Page de garde
- Identification du veacutehicule
- Chapitre moteur
Chapitre 7
Moteurs
agrave combustion interne
Moteurs agrave allumage commandeacute (essence)
Introduction
Cest une deacuteflagration (explosion) qui se produit au sein de ces moteurs
Les moteurs agrave allumage commandeacute
neacutecessitent une eacutetincelle pour le
deacuteclenchement de la combustion du meacutelange
carburantair
Tous les moteurs utilisant comme carburant
de lessence ou de lalcool voire un gaz
(GPL) ou autre dont le deacuteclenchement de la
combustion est deacutependant dune source
deacutenergie externe (bougie trembleur)sont
appelles
Moteur Renault Energy 14 de la Symbol
laquo moteur agrave allumage commandeacute raquo
Le moteur agrave allumage commandeacute est eacutequipeacute dun systegraveme complet dallumage composeacute de
Bougies Bobine Rupteur Faisceau
Une bougie qui fait des eacutetincelles
Une bobine qui sert agrave geacuteneacuterer une haute tension neacutecessaire agrave la creacuteation de leacutetincelle
Un systegraveme de commande de lallumage (rupteur ou systegraveme eacutelectronique)
Un faisceau eacutelectrique
21 Constitution
Ces moteurs transforment leacutenergie potentielle chimique stockeacutee dans un
carburant en travail (eacutenergie meacutecanique) gracircce agrave des combustions tregraves
rapides dougrave le terme dexplosions
Ils sont constitueacutes dun ou plusieurs cylindres
confinant les combustions
Dans chaque cylindre un piston coulisse en un mouvement
rectiligne alternatif
Mouvement transformeacute en rotation par lintermeacutediaire dune bielle
reliant le piston au vilebrequin (assemblage de manivelles sur un axe)
Chaque cylindre est fermeacute par une culasse munie dau moins deux soupapes
- La premiegravere permet lalimentation en meacutelange airessence du cylindre par le Collecteur
dadmission
- Lautre leacutevacuation des gaz bruleacutes vers leacutechappement
Soupapes drsquoeacutechappement Soupapes dans leurs logement
22 Fonctionnement
Figure II1 Cycle quatre temps agrave allumage commandeacute
Son cycle (de fonctionnement) se deacutecompose analytiquement en quatre temps (ou phases)
Le mouvement du piston est initieacute par la combustion (augmentation rapide du volume des gaz) dun
meacutelange de carburant et dair (comburant) qui a lieu durant le temps moteur
Le moteur fonctionne degraves lors seul et produit un couple sur son arbre de sortie
1 admission dun meacutelange air et de carburant vaporiseacute preacutesent dans le conduit dadmission
meacutelange preacutepareacute par divers composants (carburateur ou systegraveme dinjection) ouverture de la
soupape dadmission et descente du piston ce dernier aspire ainsi ce meacutelange dans le cylindre
agrave une pression de -01 agrave -03 bar
2 compression du meacutelange fermeture de la soupape dadmission puis remonteacutee du piston qui
comprime le meacutelange jusquagrave 12 agrave 18 bars et 400 agrave 500 degC dans la chambre de combustion
3 combustion (deacutetente aux environs du point mort haut) moment ougrave le piston atteint son point
culminant et ou la compression est au maximum la bougie dallumage (connecteacutee agrave un
geacuteneacuterateur deacutelectriciteacute haute tension) produit une eacutetincelle la combustion rapide qui sensuit
constitue le temps moteur les gaz chauds agrave une pression moyenne de 40 bars repoussent le
piston initiant le mouvement
4 eacutechappement ouverture de la soupape deacutechappement et remonteacutee du piston qui chasse les
gaz brucircleacutes deacutetendus dans le collecteur deacutechappement laissant la place agrave une nouvelle charge
de meacutelange Un nouveau cycle recommence
23 Allumage eacutelectronique
Un allumage eacutelectronique est une eacutevolution de lallumage classique par batteriebobine des moteurs agrave
explosion
Il a consisteacute agrave remplacer aussi le meacutecanisme davance agrave lallumage par un systegraveme eacutelectronique (en
reacutealiteacute dans ce cas le systegraveme est reacutegleacute sur
pleine avance) et un retardateur eacutelectronique
introduit le retard neacutecessaire agrave la situation du
moteur
Introduit dans les anneacutees 1970 lallumage
eacutelectronique sest geacuteneacuteraliseacute sur de nombreuses
cateacutegories de moteurs (automobiles motos etc)
agrave partir des anneacutees 1980
Allumage eacutelectronique
24 Avantages et inconveacutenients du moteur agrave allumage commandeacute
bull Plus leacuteger
bull Plus vif
bull Plus silencieux
bull Cout moindre
25 Les pannes
Les pannes dallumage sont une des grandes causes dimmobilisation involontaire des veacutehicules agrave
moteur
bull Usure des rupteurs
bull Deacutereacuteglage du point davance
bull Usure ou grippage du systegraveme davance
26 Combustion
La combustion du meacutelange est une transformation chimique (oxydation vive) du carburant et de
loxygegravene
On utilise geacuteneacuteralement loctane comme moleacutecule permettant de deacutecrire une combustion de ce type
Eacutequation de la combustion de loctane
2 C8H18 + 25 O2 16 CO2 + 18 H2O + Q
2 Moteur Diesel
Principe
Fruit des travaux meneacutes par lingeacutenieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897 le moteur Diesel
est un moteur agrave combustion interne dont lallumage nest pas commandeacute mais spontaneacute par
pheacutenomegravene dauto-inflammation
Il na donc pas besoin de bougies dallumage
Cela est possible gracircce agrave un tregraves fort taux de compression (rapport volumeacutetrique) denviron 141 agrave
251 permettant dobtenir une tempeacuterature de 700 agrave 900 degC
Des bougies de preacutechauffage sont souvent utiliseacutees pour permettre le deacutemarrage du moteur agrave froid en
augmentant la tempeacuterature de la chambre de combustion mais leur preacutesence nest pas systeacutematique
Ce type de moteur agrave taux de compression eacuteleveacute a connu une expansion rapide en automobile agrave partir
de la fin des anneacutees 1980 lorsque la suralimentation par turbocompresseur en a notablement ameacutelioreacute
les performances
Comme le moteur thermique agrave allumage commandeacute le moteur Diesel est constitueacute de pistons
coulissants dans des cylindres fermeacutes par une culasse reliant les cylindres aux collecteurs dadmission
et deacutechappement culasse eacutequipeacutee de soupapes commandeacutees par un ou plusieurs arbres agrave cames
Moteur VW TDI
Le fonctionnement repose sur lauto-inflammation du gazole dans de lair comprimeacute agrave plus de 120
du volume du cylindre a environ
- 35 bar de pression
- 600 degC de tempeacuterature
En brucirclant le meacutelange augmente fortement dans le cylindre
- la pression entre 60 agrave 100 bars
- la tempeacuterature a 1500 degC
Le cycle Diesel agrave quatre temps comporte
- Admission Contrairement au moteur agrave essence crsquoest de lrsquoair pur et non un meacutelange carbureacute qui est
introduit dans le cylindre lors de cette phase
- Compression Lrsquoair fortement comprimeacute est porteacute agrave une pression de 30 agrave 40 bars pour une
tempeacuterature de 500 agrave 600 degC environ
Admission Compression Combustion Echappement
Figure I1 les quatre temps drsquoun moteur Diesel
- combustion A la fin de la compression le gas-oil est alors injecteacute sous forme de fines gouttelettes
soit directement dans la chambre de combustion (injection directe) soit dans une preacute-chambre
turbulente destineacutee agrave favoriser sa combustion au contact de lrsquoair chaud (injection indirecte) La
pression drsquoinjection varie de 80 agrave 250 bars suivant le type de moteur Au contact de lrsquoair agrave tempeacuterature
eacuteleveacutee le combustible srsquoenflamme de lui-mecircme sa tempeacuterature drsquoinflammation eacutetant voisine de 300
degC Il srsquoenflamme spontaneacutement agrave mesure qursquoil est introduit Cependant un certain temps mesurable
srsquoeacutecoule entre le deacutebut drsquoinjection et le deacutebut de la combustion Crsquoest le deacutelai drsquoallumage Les gaz
augmentent tregraves rapidement de volume et chassent le piston vers le bas Crsquoest la deacutetente ou temps
moteur La pression des gaz est de lrsquoordre de 50 agrave 120 bars et la tempeacuterature de 1800 agrave 2000 degC
- Echappement Les gaz brucircleacutes sont chasseacutes par le piston qui remonte gracircce agrave la soupape
drsquoeacutechappement qui srsquoouvre
Les seules bougies preacutesentes sur un moteur diesel sont les bougies de preacutechauffage qui comme leur
nom lindique preacutechauffent les chambres de combustion (ou les preacutechambres suivant le type de diesel)
afin dobtenir lorsque le moteur est froid une tempeacuterature suffisante pour lauto-inflammation du
carburant
332 Vitesse et puissance
Les vitesses de rotation des moteurs diesel sont tregraves diffeacuterentes dun moteur agrave un autre
En effet plus le moteur est gros plus la course du piston est grande et plus le moteur est lent
Trois classes de moteurs sont ainsi deacutefinies
bull moteur lent moins de 200 trmin
bull moteur semi-rapide entre 400 et 1 000 trmin
bull moteur rapide 1 000 trmin et plus
Scheacutematiquement plus le piston est gros plus sa course
est importante
Pour exemplethinsp moteur DW10 ATED de PSA cylindreacutee
1 997 cmsup3 aleacutesage 85 mm course 88 mm reacutegime de
puissance maximale 4 000 trmin
Pour ce moteur la vitesse lineacuteaire du piston dans le
cylindre agrave 4 000 trmin est de 88 x 2 (deux courses par
tour moteur) = 176 mm ou en megravetres 0176 times 4 000
soit 704 mmin ou 70460thinspms = 117 ms
Moteur Diesel PSA
Certains moteurs Diesel lents de type agrave 2 temps atteignent 100 000 ch (voir le porte- conteneurs
Emma Maeligrsk) comme le Waumlrtsilauml RT-flex96C 14 cylindres moteur agrave 2 temps lent
(92102 toursmin)
Les cylindres ont un aleacutesage de 96 cm et le piston une course de
25 m2
Ce moteur a une hauteur denviron 13 megravetres et une longueur de 26
megravetres pour un poids de 2 300 tonnes
333 Combustion
Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le
dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone
et eau
Eacutequation parfaite de la combustion du gazole
hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp
2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q
En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible
334 Usage
On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple
important ou dun bon rendement
- locomotives
- bateaux
- camions
- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier
- tracteurs agricoles
- groupes eacutelectrogegravenes
- engins de travaux publics
- automobiles
335 Circuit drsquoalimentation
Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel
comprend les eacuteleacutements suivants
- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible
Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre
- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est
proteacutegeacutee par un preacute-filtre
- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La
pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre
- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les
cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une
circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe
Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne
- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion
- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent
lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites
Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au
travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal
Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection
dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute
pression vers les injecteurs
Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et
la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent
leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs
le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi
produit
Pompe agrave injection diesel rotative
Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme
temps que les divers deacutebits de deacutegazage
335 Deacutelai drsquoallumage
Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est
deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage
Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera
drsquoautant plus faible que
- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee
- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est
plus basse
- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute
- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee
- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute
336 Moteur agrave injection directe
Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute
sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure
I17)
La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair
important pour favoriser le brassage du meacutelange
Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])
Injection directe
Avantages
- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion
- Les deacutemarrages sont plus faciles
- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs
Inconveacutenients
Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges
Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide
336 Avantages du moteur Diesel
Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de
choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du
moteur agrave essence
Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun
turbocompresseur
Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)
technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)
Turbocompresseur
Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute
p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i
Systegraveme drsquoinjection a rampe commune
Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint
jusquagrave
2thinsp500 bars
Contre
- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune
- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)
Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole
- turbulente
- continue
- constante et
- bien reacutepartie
parametres essentielles pour une bonne combustion
Cette technologie porte le nom de
bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration
bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et
3e geacuteneacuteration
bull HDi Peugeot Citroeumln
bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia
bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart
bull CRD Jeep
bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)
bull d BMW (ex 530d)
bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen
bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)
bull d Lexus (exIS 220 d)
bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection
directe sans rampe commune)
bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi
bull DI-D Mitsubishi
bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)
bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe
commune)
bull MZR-CD Mazda
bull i-CTDi Honda
bull CRDi Hyundai
bull CRDI Kia
bull TCDi VCDi Chevrolet
bull TID Saab
34 Architectures moteurs
341 Introduction
Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont
- meacutediocre rendement
- vibrations
- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution
De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat
de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares
architectures ont eu droit agrave la production industrielle
342 Caracteacuterisation
La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle
Elle est calculeacutee agrave partir
- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)
- de la distance parcourue par un piston (la course) et
- du nombre de cylindres
La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee
selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de
tempeacuterature et de pression
Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912
Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des
pertes dans la transmission
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)
1 cheval-vapeur = 736 Watt
Le couple maximal est exerceacute sur laxe
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant
La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation
Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par
seconde
La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute
- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz
contenus apregraves le cycle dadmission)
Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee
- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses
cylindres au point mort bas et au point mort haut
Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer
(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute
343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur
3431 Eleacutements fixes
34311 Bloc-moteur
Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la
piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)
Ses fonctions principales sont les suivantes
- contenir les cylindres
- supporter le vilebrequin la culasse les
accessoires
- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification
Scheacutema drsquoun bloc moteur
- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de
refroidissement est utiliseacute)
Bloc a 04 cylindres
34312 Chemises
Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)
a) b) c)
Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912
34313 Culasse
La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre
Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou
drsquoaluminium
Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur
La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements
ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur
refroidi agrave eau
Les culasses portent
- les injecteurs
- les soupapes
- les culbuteurs
- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo
Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure
Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres
I322 Eleacutements mobiles
I3221Vilebrequin
Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles
Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des
paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo
Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes
de bielles sont les
laquo manetons raquo (Reacutef [2])
Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques
appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons
Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage
jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)
Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin
I2322 Bielles
Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles
reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et
entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants
Elles sont en acier allieacute
Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la
leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de
- compression
- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons
- flexion
Les trois principales parties dune bielle sont
- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston
- le corps
- la tecircte qui sarticule sur un maneton du
vilebrequin
Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912
Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une
bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est
emmancheacute avec serrage
Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en
I parfois tubulaire
La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en
permettre le montage sur le vilebrequin
La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo
Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans
la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction
Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de
plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis
agrave de tregraves gros efforts
Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils
sont alors en bronze speacutecial
Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons
Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier
eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction
I3223Piston
Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties
principales
- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz
- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure
lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories
reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston
- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe
- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des
calories
- Fonctions du piston
Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la
bielle les efforts dus aux gaz
- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non
suralimenteacutes
- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels
Figure I9 Piston
Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de
calories au fluide de refroidissement
Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage
Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins
encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus
reacuteduite pour avoir un moteur compact)
La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie
peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de
jeu agrave froid un grippage
Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue
Fig 9a Piston pour moteur Diesel
Formes de la tecircte du piston
La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par
lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du
piston est habituellement plate
Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et
forme totalement ou partie la chambre de combustion
Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les
automobiles de course pour une toute autre raison
Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant
de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence
injecteacute dans la chambre
Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la
position de linjecteur selon la technique dinjection
On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection
Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par
linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie
dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes
raquo et stratifieacutee
Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un
tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la
chambre
Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection
Fig9b Illustration des mouvements
tourbillonnaire swirl et tumble
I3224Segmentation
Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans
les gorges du piston
Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement
supeacuterieur agrave celui du cylindre
En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)
- le segment ndeg3 segment coup de feu
(ou segment de feu)
- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute
- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur
Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments
Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression
Les rocircles de la segmentation sont les suivants
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz
ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu
Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion
passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des
segments inteacuterieurs
Figure I10 Segments de piston
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification
crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment
drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance
- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre
Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique
coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston
Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de
lassemblage du moteur (fig10b)
Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est
de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe
Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment
Fig10b Tierccedilages des segments
I3225Axe de piston
Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur
surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee
Trois types de montage sont couramment utiliseacutes
- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est
libre dons le piston
- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans
lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston
- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par
des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires
Lajustement de laxe est agrave
- frottement doux dans la bielle
- frottement dur dans le piston
Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de
faciliter la mise en place de laxe
Figure I11 Axe de piston monteacute flottant
52 La distribution
Mais cest quoi dont la distribution
Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes
dadmission et deacutechappement
Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston
Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les
systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures
Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une
deacutechappement
Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement
deux agrave deux
(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes
Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre
Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des
ressorts en heacutelice
Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave
la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)
La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est
communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune
tige et dun culbuteur
Fig12 Distribution
331 Soupapes
Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre
temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes
Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts
de rappel
Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties
a) Tecircte de la soupape
Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de
soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre
La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est
deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg
b) Collet
Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave
faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet
dentaille ducirc au changement de section
c) Tige
Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure
le guidage vertical de la soupape
La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la
culasse
d) Queue
Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames
Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger
les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6
Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant
Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le
silicium le tungstegravene le nickel
Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee
332 Culbuteurs et poussoirs
Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la
culasse
Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils
reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs
Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD
Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames
soit
- par lintermeacutediaire dun galet
- par intermeacutediaire dun plateau
Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent
Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)
521 Le diagramme de distribution
Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point
le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)
Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB
Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre
Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression
ou rapport volumeacutetrique
Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur
522 Les systegravemes de controcircle des soupapes
Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et
deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes
conditions
Moteurs culbuteacutes
Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave
transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les
soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs
le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou
central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)
Ces moteurs sont dits culbuteacutes
Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees
1970-80
Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute
Tout dabord quest ce quune came
La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves
preacuteciseacutement afin de
-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape
-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial
-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort
Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames
La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche
mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci
contre en haut)
Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les
cylindres afin de les synchroniser
Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages
Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit
relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire
Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte
Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes
dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur
Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came
lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes
peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs
Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte
Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de
placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes
directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)
et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces
en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de
soupapes)
Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir
cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus
du poussoir
Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon
souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des
culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes
Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte
Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de
saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs
dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs
Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en
inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun
culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire
agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes
La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames
Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames
Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner
sans lautre car ils sont relieacutes entre eux
Ceci est souvent appeleacute larbre moteur
Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave
cames en tecircte (sur la droite)
Cest ce quon appelle la chaine de distribution
On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee
Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place
a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee
Figure V4 commande par chaine non 16032016
323 Nombre de soupapes par cylindre
Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de
distribution Mais ceci nest pas la seule raison
Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2
soupapes par cylindre
Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle
entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de
compression eacuteleveacute
Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les
performances du moteur
Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite
impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher
Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile
En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement
moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile
Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les
contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer
En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer
dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie
Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes
Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore
utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme
Ainsi ce moteur comptant
- 3 soupapes dadmission
- 2 soupapes deacutechappement
permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion
La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes
Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents
mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de
culbuteurs
Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique
53 Refroidissement
Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent
sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur
Il faut donc les refroidir sous peine de destruction
Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et
adapteacutee
531 Refroidissement agrave air
En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement
Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un
cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en
contact avec lair
Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les
veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des
automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle
Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions
Moteur de la VW Coccinelle
Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a
toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes
par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation
du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave
air (encombrement poids simpliciteacute prix)
Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours
un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement
liquide
532 Refroidissement liquide
Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les
performances du refroidissement
Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des
cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct
avec lair ambiant
Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le
liquide de refroidissement
Radiateur moderne en aluminium
Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach
Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le
refroidissement tregraves efficace dun liquide
Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair
Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui
Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le
refroidissement du moteur
Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par
le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur
Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau
Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions
permettant une lubrification optimale
Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par
plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques
lubrifiants utiliseacutes
La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat
situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde
thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur
Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer
assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur
533 Refroidissement par huile
Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en
mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans
les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct
Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois
muni dailettes un petit radiateur dhuile
Exemple
Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un
gros radiateur dhuile
Avantages
Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent
inutiles
Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception
Inconveacutenients
Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus
coucircteuses pour lutilisateur
De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges
dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile
54 Architecture des moteurs agrave explosion
Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres
bull Cylindres en ligne
bull Cylindres en V
bull Cylindres en W
bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)
bull Cylindres en H
bull Cylindres en eacutetoile
bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)
541 Monocylindre
Historique
Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz
le 30 janvier 1807
Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il
fonctionne selon le cycle de Lenoir
Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de
Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les
mouvements dans la phase de compression
542 Quatre cylindres
Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-
Paris
Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les
grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la
gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les
voitures courantes de moyennes et basses gammes
Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900
04 cylindres en V
Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader
Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant
1914
Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB
04 cylindres (en ligne) coucheacute
Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre
monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres
accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor
Carriage Company))
On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les
veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo
04 cylindres agrave plat boxer
Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg
Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen
Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de
graviteacute assez bas
Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de
redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC
En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline
compacte en Europe
Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie
du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute
un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement
Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement
convaincant
- Pas de claquement agrave froid
- une quasi absence de vibration
- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel
Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la
premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire
Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)
543 Six cylindres
Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand
il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres
Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)
La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032
Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont
Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg
en faisant appel agrave des six cylindres
La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe
En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon
Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand
nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes
Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur
Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare
On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez
Laverda en endurance (moteur en V)
Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition
Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement
- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)
- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)
- Benelli avec une 750 puis une 900
En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing
544 Huit cylindres et plus
Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron
Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo
Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V
La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne
Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de
puissance
Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres
soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les
reacuteacteurs
Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent
les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes
Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de
cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth
Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1
Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule
Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de
fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute
En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance
sportive
Puissance drsquoun
veacutehicule
1 Calculs de la pesanteur
11 Deacutecliviteacute
Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H
α = H L
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes
12 Poids du veacutehicule
Calculons le poids drsquoun veacutehicule
P = M g
P poids exprimeacute en N
M masse exprimeacutee en kg
g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)
13 Composante du poids
Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture
F = M g α
Avec
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
14 Travail de la force de traction
Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D
E = F D
E travail exprimeacute en J
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
D distance parcourue exprimeacutee en m
15 Energie
Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H
E = M g H
Avec
E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
15 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V
B = F V
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
V vitesse exprimeacutee en ms
En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement
et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse
16 puissance absorbeacutee par une ascension
Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T
B = M g H T
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m
T temps exprimeacute en s
2 Calculs Aeacuterodynamiques
21 Surface frontale
Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave
lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au
produit de la largeur par la hauteur
camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2
autocar 25 m x 32 m = 8 m2
voiture 18 m x 14 m = 25 m 2
motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2
22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair
Le Cx est calculeacute agrave partir
Cx = 2 F (S Mair Vsup2)
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse air exprimeacutee en ms
23 Reacutesistance de lrsquoair
R = frac12 S Cx Mair Vsup2
R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse exprimeacutee en ms
24 SCx
Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx
est le produit de la surface frontale par le Cx
SCx = S Cx
Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute
25 Constante aeacuterodynamique
La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules
A = S Cx M
Avec
A constante aeacuterodynamique [kgm]
S surface frontale [m2]
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]
26 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair
B = F x V
F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]
V vitesse du veacutehicule [ms]
3 Calculs thermiques
31 Calcul de la cylindreacutee
D2
V = π L N
4
Avec
D aleacutesage du cylindre
L course du piston
N nombre de cylindre
32 Calcul du PCI des combustibles
Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of
combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0
Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales
de tempeacuterature et de pression
Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene
(autrement dit la quantiteacute de chaleur)
Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour
donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur
321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)
Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de
C16H34
Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole
Combustion
Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene
des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene
La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune
maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant
Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire
- qui deacutegage de la chaleur
- elle produit du CO2
- de leau
- dautres composeacutes plus ou moins agressif
La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des
proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et
sans gaspillage
Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes
Pour le gazole
C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q
- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene
- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair
- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3
- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg
Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane
La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est
Carbone C = 087
Hydrogegravene H = 0126
Oxygegravene O = 0004
Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute
Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI
PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]
PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]
33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil
Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent
que pour bruler
1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ
- 112 kg drsquoN2
- 34 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 32 kg CO2
- 12 kg drsquoH2O
1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ
- 118 kg drsquoN2
- 035 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 31 kg de CO2
- 14 kg drsquoH2O
1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ
- 12 kg drsquoN2
- 036 kg drsquoO2)
La reacuteaction produit environ
- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 3 kg de CO2
- 16 kg drsquoH2O
La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut
avoir
[kg drsquoairkg]
minus+
= OHCL 8
3
8
230
10
[kmol drsquoairkg]
minus
+
=
32412210
10
OHCL
34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil
Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave
cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on
peut srsquoen approcher
Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du
fonctionnement drsquoun moteur
En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les
pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en
permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique
Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes
tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en
temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres
Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair
Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave
la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055
Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]
35 Quantiteacute des produits produit de combustion
Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un
carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees
Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent
que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)
Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont
indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants
Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour
simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees
meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains
atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire
oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes
complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules
carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de
carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2
lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout
meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves
drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave
haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la
formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre
lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la
particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique
NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene
atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour
les organismes vivants
C
nCO2 = [kmolekg]
12
H
nHO2 = [kmolekg]
2
nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]
nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]
36 Quantiteacute totale des produits de combustion
nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]
37 Puissance nominale
Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile
Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur
la puissance du moteur
Le choix est vaste et on srsquoy perd
80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip
Que signifient reacuteellement ces chiffres
Agrave quoi sert la puissance
Comment la mesure-t-on
Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse
Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses
Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la
transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps
Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)
puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle
(route en deacutecliviteacute)
La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps
mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps
On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs
de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance
Banc drsquoessai moteur
Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun
- frein
- compte-tours
Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le
frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz
restant grande ouverte
En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au
couple de freinage
il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple
moteur
Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple
moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation
In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs
F N
Pf =
10 000
Ougrave
F charge [N]
N = reacutegime de rotation [trmn]
38 Puissance corrigeacutee
Pfc = Pf f
Avec
f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f
= 1085
Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion
f = 1085
Pamb = 719 [mmHg]
39 Consommation speacutecifique
La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire
un travail T donneacute
(3600 v Ps )
Cs = [gkWh]
(t Pf)
Ou
v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]
Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]
t temps de consommation [s]
Pf puissance au frein [kW]
310 Consommation speacutecifique corrigeacutee
Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)
Ou
Pfc puissance corrigeacutee
311 Couple moteur
Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur
Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier
abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour
lrsquoacheteur
Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest
- la masse de la voiture
- son couple moteur
- le reacutegime auquel il est disponible
qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en
situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient
Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs
- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons
- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin
On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et
drsquoun frein
La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres
un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le
maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion
Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur
maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave
mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip
Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation
de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru
se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable
Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas
trop eacuteleveacutehellip
30PN 1000
CN = [Nm]
N π
Ou
PN Puissance nominale [kW]
N Vitesse de rotation [trmn]
312 Couple corrigeacutee
30Pfc 1000
Cc = [Nm]
N π
Ou
Pf Puissance corrigeacutee [kW]
4 Bilan thermique des moteurs
Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion
Elle apparaicirct sous deux formes distinctes
Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel
brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene
normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est
donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement
Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le
cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de
combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin
signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous
forme de mouvement (4)
Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie
En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique
En effet le rendement se deacutefinit comme
eacutenergie reacutecupeacutereacutee
Rendement =
eacutenergie consommeacutee
Dans le cas drsquoun moteur
lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance
exprimeacutee en kilowattheure [kW]
lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en
kilogrammes puis convertie en joules)
Le reacutesultat est une grandeur sans dimension
Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne
QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge
- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible
- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective
- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement
- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement
- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion
incomplegravete frottements etc)
Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur
Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on
trouve
41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion
Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )
Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )
GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )
Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )
Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )
GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )
(PCI Csh)
QT =
36
Calcul de la consommation horaire
- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]
- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]
42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps
Qe = 1000 Pf [Js]
Sachant que
- Pf puissance au frein [W]
43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement
Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante
C i D(1+2m ) Nm
Qr = [Js]
λ Avec
- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie
dans la plage [045 divide 0 53]
- i Nombre de cylindres
- D Aleacutesage du cylindre
- N freacutequence de rotation du vilebrequin
- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par
lrsquointervalle [06 divide 07 ]
- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair
44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement
Csh
Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]
36 Avec
- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de
combustible]
- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]
- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]
- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]
- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]
- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave
pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis
45 Autres pertes de chaleur
QP = QT - (Qe + Qr + Qge)
Chapitre 8
Identification du
veacutehicule
Vehicle Identification Number
Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est
donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950
Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule
ainsi que sur le moteur et dans
lordinateur de bord
Lanceacute dans une forme simplifieacutee en
1950 par les constructeurs ameacutericains
ce code passera aux 17 caractegraveres
actuels en 1980
Le numeacutero inscrit sur la carte grise
dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie
du type raquo correspond bien agrave celui
figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis
Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis
mais son appellation officielle est
Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule
(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe
laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo
Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une
Longueur de 17 caractegraveres
et peut ecirctre diviseacute en 3 sections
bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave
Identification Mondiale du Constructeur
WMI World Manufacturer Identification (anglais)
Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des
variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication
A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1
- Peugeot est VF3
- Citroeumln est VF7
Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur
(WMI)
On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres
Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9
caractegraveres les autres 14
Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les
bus ou les camions comme par exemple
bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en
- 1G1 pour Chevrolet
- 1G2 pour Pontiac et
- 1GC pour Chevrolet camions
bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en
- FA pour Fiat Auto et
- FC pour Fiat VI
Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est
implanteacutee Exemple
- ZFA Fiat Auto Italie
- SUF Fiat Auto Pologne
- 8AF Fiat Auto Argentine
- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie
- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil
bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la
Section de Description du Veacutehicule
VDS Vehicle Description Section (anglais)
ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault
utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines
bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la
Section drsquoIdentification du Veacutehicule
VIS Vehicle Identification Section en anglais
Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur
concerneacute
Emplacement du VIN
Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui
figurant sur la voiture
il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur
chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise
Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens
en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero
reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la
marque
Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre
- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou
- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture
En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer
accidentellement ou salteacuterer
Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire
Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du
veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve
- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur
- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit
La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est
- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire
- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide
Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral
- dans le compartiment moteur
- sur le pied de porte avant droit
- dans le coffre
Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une
petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur
Evolution du code VIN en fonction des types
Mercedes W201
Mercedes W202
Mercedes W203
Mercedes W204
Composition du code
Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un
systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation
- ISO 3779 de 1979 et
- ISO 3780 de 1980
Avant-propos
LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale
dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)
1 Domaine dapplication
La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero
didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme
uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers
La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes
aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833
3 Termes et deacutefinitions
31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN
Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de
son identification
32 Code didentification mondiale du constructeur WMI
Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du
veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification
dudit constructeur
33 Descripteur VDS
Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les
caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule
34 Indicateur VIS
Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une
combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre
veacutehicule
35 Constructeur
Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la
conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service
indeacutependante de lemplacement de lusine de montage
36 Anneacutee
Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule
deacutetermineacutee par le constructeur
37 Seacuteparation
Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du
numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites
Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee
Code
1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A
1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B
1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C
1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D
1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E
1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F
1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G
1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H
1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J
1989 K 2019 K
1990 L 2020 L
1991 M 2021 M
Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries
Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1
5
1
6
1
7
ISO 3779
Code
constructeu
r-WMI
Composition du
veacutehicule Code veacutehicule-VIS
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
plus de 500
veacutehiculesan
Code
constructeu
r-WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Numeacutero progressif
seacuterie
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
moins de 500
veacutehiculesan
WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Code
constructeu
r-WMI
Numeacutero
progressi
f seacuterie
Exemple de code VIN
Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot
- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)
1 VF (Europe S-Z France VF-VR)
3 3 (Peugeot)
- Type au mines (06)
4-6 741 (Composition du veacutehicule)
7 (306)
4 (04 portes)
1 ou A (Moteur D1768 cc)
7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)
9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)
- Anneacutee modegravele (01)
10 F (1985)
- Code VIS (07)
11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)
12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)
Poinccedilon Peugeot
WAUZZZ8GZPA001181
Codes pays
AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe
1ndash5 =
Ameacuterique
du Nord
6ndash7 =
Oceacuteanie
8ndash9 =
Ameacuterique
du Sud
AA-AH Afrique
du Sud
AJ-AN Cocircte
dIvoire
AP-A0 non
attribueacute
BA-BE Angola
BF-BK Kenya
BL-BR Tanzanie
BR Algeacuterie
BS-B0 non
attribueacute
CA-CE Benin
CF-CK
Madagascar
CL-CR Tunisie
CS-C0 non
attribueacute
DA-DE Egypte
DF-DK Maroc
DL-DR Zambie
DS-D0 non
attribueacute
(probable
Algerie)
EA-EE Ethiopie
EF-EK
Mozambique
EL-E0 non
attribueacute
FA-FE Ghana
FF-FK Nigeria
FF-FK
Madagascar
FL-F0 non
attribueacute
GA-G0 non
attribueacute
HA-H0 non
attribueacute
JA-J0 Japon
KA-KE Sri
Lanka
KF-KK
Israel
KL-KR
Coreacutee du Sud
KS-K0 non
attribueacute
LA-L0 Chine
MA-ME Inde
MF-MK
Indoneacutesie
ML-MR
Thaiumllande
MS-M0 non
attribueacute
NF-NK
Pakistan
NL-NR
Turquie
NS-N0 non
attribueacute
PA-PE
Philippines
PF-PK
Singapour
PL-PR
Malaysie
PS-P0 non
attribueacute
RA-RE
Emirat
Arabes Unis
RF-RK
Taiwan
RL-RR
Vietnam
RS-R0 non
attribueacute
SA-SM
Grande
Bretagne
SN-ST
Allemagne
SU-SZ
Pologne
S1-S0 non
attribueacute
TA-TH Suisse
TJ-TP
Reacutepublique
Tchegraveque
TR-TV
Hongrie
TW-T1
Portugal
T2-T0 non
attribueacute
UA-UG non
attribueacute
UH-UM
Danemark
UN-UT Irlande
UU-UZ
Roumanie
U1-U4 non
attribueacute
U5-U7
Slovaquie
U8-U0 non
attribueacute
VA-VE
Autriche
VF-VR France
VS-VW
Espagne
VX-V2
Yougoslavie
V3-V5 Croatie
V6-V0 Estonie
WA-W0
1A-10 Etats
Unis
2A-20
Canada
3A-3W
Mexique
3X-37 Costa
Rica
38-30 non
attribueacute
4A-40 Etats
Unis
5A-50 Etats
Unis
6A-6W
Australie
6X-60 non
attribueacute
7A-7E
Nouvelle
Zeacutelande
7F-70 non
attribueacute
8A-8E
Argentine
8F-8K Chili
8L-8R
Equateur
8S-8W
Peacuterou
8X-82
Veacuteneacutezueacutela
83-80 non
attribueacute
9A-9E Breacutesil
9F-9K
Colombie
9L-9R
Paraguay
9S-9W
Uruguay
9X-92
Trinidad amp
Tobago
93-99 Breacutesil
90 non
attribueacute
Allemagne
XA-XE
Bulgarie
XF-XK Gregravece
XL-XR Pays
Bas
XS-XW Russie
XX-X2
Luxembourg
X3-X0 Russie
YA-YE
Belgique
YF-YK
Finlande
YL-YR Malte
YS-YW Suegravede
YX-Y2
Norvegravege
Y3-Y5
Bielorussie
Y6-Y0 Ukraine
ZA-ZR Italie
ZS-ZW non
attribueacute
ZX-Z2
Sloveacutenie
Z3-Z5 Lituanie
Z6-Z0 non
attribueacute
Chapitre 9
Organisation du
garage
1 Introduction
Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement
appeleacute
garage
est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la
reacuteparation des veacutehicules automobile
Un petit atelier de garagiste en
Nouvelle-Galles du Sud (Australie)
laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et
peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile
- meacutecanicien
- carrossier
- peintre en carrosserie
- vendeur etchellip
Un garage peut faire office de station-service tandis que
bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la
distribution de carburant proposent un service basique
de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule
et les reacuteparations mineures
Certains garages en outre proposent un service de vente
de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine
au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)
Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants
2 Histoire
Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en
mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle
passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -
progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)
Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele
eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport
Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en
- seacutecurisant et regraveglementant son emploi
- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute
le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se
multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations
3 CHOIX DE LIMPLANTATION
Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et
inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix
- Trafic
- Publiciteacute
- Faciliteacute daccegraves
- Coucirct du terrain
- Superficies possibles
- Frais fixes
4 REacutePARTITION DES SURFACES
La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de
- 13 bacircti
- 23 non-bacircti
a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees
- Aires de stationnement Clients magasin de PR
- veacutehicules en attente de reacuteparation
- veacutehicules clients reacutepareacutes
- veacutehicules neufs et occasions
- veacutehicules du personnel
- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets
b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre
- spacieux
- bien eacuteclaireacutes
- ventileacutes
- chauffeacutes
- daccegraves facile
Il faut preacutevoir
Piegraveces agrave usage de bureau
- 6msup2 par personne
Reacuteception et daccueil des clients
- sa localisation doit ecirctre eacutevidente
Salle dattente clients
- spacieuse
- confortable
- agreacutementeacutee
- documenteacutee
- eacutequipeacutee
- eacuteclaireacutee
- peinte toujours en blanc mat
Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes
- clients
- meacutecaniciens
- agents
Atelier de reacuteparation plusieurs zones
- reacuteparations rapides
- interventions longues
- carrosserie
- peinture
- eacutelectriciteacute
- mise au point etc
Piegraveces annexes
- deacutechets
- aire de lavage
- compresseurs
- vestiaires personnels
- sanitaires etc
5 LES MATEacuteRIELS
a) GROS MATEacuteRIELS
Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie
des trains roulants
Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles
Electriciteacute
Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs
b) PETITS MATEacuteRIELS
Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels
6 LES PERSONNELS
La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories
a) ENCADREMENT
Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique
Directeur financier
b) EXEacuteCUTION
Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance
Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs
Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs
a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE
a) RDC
b) Etage Bureaux et administration
b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION
AUTOMOBILE
a) OBJECTIF DE LENTREPRISE
Accroicirctre la productiviteacute
- en structurant les ateliers
- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles
ne se chevauchent pas
b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE
- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous
les secteurs
- Chaque secteur est autonome
- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la
responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe
c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE
LENTREPRISE
a) LE CHEF DENTREPRISE
Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous
les secteurs
b) LE CHEF DATELIER
- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des
employeacutes
- Il coordonne tous les services
c) LE REacuteCEPTIONNAIRE
- accueil le client
- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer
- eacutetablie eacuteventuellement un devis
- preacutecise les deacutelais de reacuteparation
Si le client est daccord
- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule
carburant accessoires)
- charge le planning de latelier
Apregraves les travaux
- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture
d) LE CHEF DEacuteQUIPE
Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation
e) LES COMPAGNONS
Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations
f) LE MAGASINIER
Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele
g) SERVICE FACTURATION
Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe
h) SERVICE COMPTABILITEacute
Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation
Chapitre 10
Devis
1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION
2 Deacutefinition
Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat
dun bien
Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation
Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des
relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable
3 Enjeux dun devis
Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela
permet de comparer les prix et les prestations fournies
Les Destinataires
- un client
- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise
bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans
deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune
erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable
bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave
lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat
ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule
Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits
4 Deacutemarche dutilisation des devis
a) Ce que doit comporter un devis
Identification du prestataire qui reacutedige le devis
bull nom et raison sociale
bull adresse complegravete
bull teacuteleacutephone
bull teacuteleacutecopie
bull email et site internet
Identification de la personne qui a demandeacute le devis
bull nom preacutenom
bull adresse
bull teacuteleacutephone
Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros
La date du devis
La liste des prix et le total
b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis
bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois
selon le projet
5) Estimation
bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui
constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la
puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration
que le reacutesultat
6) Quelles sont les regravegles dun bon devis
- Un prix ferme
- une trace eacutecrite en cas de litigehellip
Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux
Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment
- la somme globale agrave payer
- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes
- le nom et ladresse de lentreprise
- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du
devis
Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client
Des mentions suppleacutementaires
Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres
mentions non obligatoires comme par exemple
- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements
- la date limite preacutevue pour la fin des travaux
- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute
Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip
Si la facture est plus eacuteleveacutee
Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait
pas donneacute son accord preacutealablehellip
Que faire
Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans
certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres
premiegraveres)
si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture
Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence
Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de
reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de
la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel
Chapitre 11
Bon de commande
Commande
Dans le commerce une commande est une intention soit
- verbale
- eacutecrite
dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers
Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande
dachat
Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une
commande de vente
Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte
des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis
Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees
Eacutetapes dans les commandes commerciales
Commerce Action de lacheteur Action du vendeur
Acheteur qui deacutesire le
produit et vendeur qui
vend le produit
Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute
Veacuterification du pricing
du produit disponibiliteacute
speacutecifications coucircts de
livraison
Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes
Accord de transaction
entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat
Enregistrement de la commande
de vente
Le produit est expeacutedieacute du
vendeur agrave lacheteur
Fiche demballage facture pro
forma pour certaines
expeacuteditions internationales
Lacheteur reccediloit le
produit du vendeur
La fiche demballage et le produit sont
compareacutes avec la commande dachat on
veacuterifie le bon conditionnement du
produit
Le vendeur envoie la
facture (comptabiliteacute) agrave
lacheteur
On fait correspondre la fiche demballage
avec la commande dachat et la facture
on enregistre lachat dans les comptes
financiers dans la comptabiliteacute
fournisseurs
On enregistre la vente dans les
comptes financiers dans la
comptabiliteacute clients
Lacheteur paie le
vendeur
Paiement en espegraveces par chegraveque ou
paiement eacutelectronique enregistrement
du paiement sur la commande dachat
Reacuteception des espegraveces du
chegraveque ou du paiement
eacutelectronique enregistrement du
paiement sur la commande de
vente
1- LA DOCUMENTATION TECHNIQUE
Elle contient
- des informations techniques
- les proceacutedures de deacutemontage montage
- les proceacutedures de reacuteglage
- les proceacutedures de diagnostic
Ces renseignements aident le personnel de maintenance dans la
reacutealisation de ses tacircches
Chaque numeacutero consacre un dossier complet agrave leacutetude technique et
pratique dune automobile
Le modegravele choisi est geacuteneacuteralement un veacutehicule courant agrave leacutepoque de leacutedition de la revue
quelle que soit sa marque
Le dossier comprend
- la description deacutetailleacutee du veacutehicule
- les recommandations dentretien courant et laide pas agrave pas au deacutemontage et remontage
des principaux eacuteleacutements avec agrave lappui de nombreux scheacutemas
Le reste de la revue est consacreacutee selon les numeacuteros agrave
- loutillage
- leacutelectriciteacute
- les accessoires
- leacutevolution de certains modegraveles de veacutehicules etc
Geacuteneacuteralement en fin de document se trouve une feuille cartonneacutee deacutetachable nommeacutee
Fiche descriptive
retraccedilant les principales caracteacuteristiques du veacutehicule qui fait lobjet du dossier
Exemple drsquoexploitation drsquoune Revue Technique Automobile
- Preacutesentation drsquoune revue technique
- Page de garde
- Identification du veacutehicule
- Chapitre moteur
Chapitre 7
Moteurs
agrave combustion interne
Moteurs agrave allumage commandeacute (essence)
Introduction
Cest une deacuteflagration (explosion) qui se produit au sein de ces moteurs
Les moteurs agrave allumage commandeacute
neacutecessitent une eacutetincelle pour le
deacuteclenchement de la combustion du meacutelange
carburantair
Tous les moteurs utilisant comme carburant
de lessence ou de lalcool voire un gaz
(GPL) ou autre dont le deacuteclenchement de la
combustion est deacutependant dune source
deacutenergie externe (bougie trembleur)sont
appelles
Moteur Renault Energy 14 de la Symbol
laquo moteur agrave allumage commandeacute raquo
Le moteur agrave allumage commandeacute est eacutequipeacute dun systegraveme complet dallumage composeacute de
Bougies Bobine Rupteur Faisceau
Une bougie qui fait des eacutetincelles
Une bobine qui sert agrave geacuteneacuterer une haute tension neacutecessaire agrave la creacuteation de leacutetincelle
Un systegraveme de commande de lallumage (rupteur ou systegraveme eacutelectronique)
Un faisceau eacutelectrique
21 Constitution
Ces moteurs transforment leacutenergie potentielle chimique stockeacutee dans un
carburant en travail (eacutenergie meacutecanique) gracircce agrave des combustions tregraves
rapides dougrave le terme dexplosions
Ils sont constitueacutes dun ou plusieurs cylindres
confinant les combustions
Dans chaque cylindre un piston coulisse en un mouvement
rectiligne alternatif
Mouvement transformeacute en rotation par lintermeacutediaire dune bielle
reliant le piston au vilebrequin (assemblage de manivelles sur un axe)
Chaque cylindre est fermeacute par une culasse munie dau moins deux soupapes
- La premiegravere permet lalimentation en meacutelange airessence du cylindre par le Collecteur
dadmission
- Lautre leacutevacuation des gaz bruleacutes vers leacutechappement
Soupapes drsquoeacutechappement Soupapes dans leurs logement
22 Fonctionnement
Figure II1 Cycle quatre temps agrave allumage commandeacute
Son cycle (de fonctionnement) se deacutecompose analytiquement en quatre temps (ou phases)
Le mouvement du piston est initieacute par la combustion (augmentation rapide du volume des gaz) dun
meacutelange de carburant et dair (comburant) qui a lieu durant le temps moteur
Le moteur fonctionne degraves lors seul et produit un couple sur son arbre de sortie
1 admission dun meacutelange air et de carburant vaporiseacute preacutesent dans le conduit dadmission
meacutelange preacutepareacute par divers composants (carburateur ou systegraveme dinjection) ouverture de la
soupape dadmission et descente du piston ce dernier aspire ainsi ce meacutelange dans le cylindre
agrave une pression de -01 agrave -03 bar
2 compression du meacutelange fermeture de la soupape dadmission puis remonteacutee du piston qui
comprime le meacutelange jusquagrave 12 agrave 18 bars et 400 agrave 500 degC dans la chambre de combustion
3 combustion (deacutetente aux environs du point mort haut) moment ougrave le piston atteint son point
culminant et ou la compression est au maximum la bougie dallumage (connecteacutee agrave un
geacuteneacuterateur deacutelectriciteacute haute tension) produit une eacutetincelle la combustion rapide qui sensuit
constitue le temps moteur les gaz chauds agrave une pression moyenne de 40 bars repoussent le
piston initiant le mouvement
4 eacutechappement ouverture de la soupape deacutechappement et remonteacutee du piston qui chasse les
gaz brucircleacutes deacutetendus dans le collecteur deacutechappement laissant la place agrave une nouvelle charge
de meacutelange Un nouveau cycle recommence
23 Allumage eacutelectronique
Un allumage eacutelectronique est une eacutevolution de lallumage classique par batteriebobine des moteurs agrave
explosion
Il a consisteacute agrave remplacer aussi le meacutecanisme davance agrave lallumage par un systegraveme eacutelectronique (en
reacutealiteacute dans ce cas le systegraveme est reacutegleacute sur
pleine avance) et un retardateur eacutelectronique
introduit le retard neacutecessaire agrave la situation du
moteur
Introduit dans les anneacutees 1970 lallumage
eacutelectronique sest geacuteneacuteraliseacute sur de nombreuses
cateacutegories de moteurs (automobiles motos etc)
agrave partir des anneacutees 1980
Allumage eacutelectronique
24 Avantages et inconveacutenients du moteur agrave allumage commandeacute
bull Plus leacuteger
bull Plus vif
bull Plus silencieux
bull Cout moindre
25 Les pannes
Les pannes dallumage sont une des grandes causes dimmobilisation involontaire des veacutehicules agrave
moteur
bull Usure des rupteurs
bull Deacutereacuteglage du point davance
bull Usure ou grippage du systegraveme davance
26 Combustion
La combustion du meacutelange est une transformation chimique (oxydation vive) du carburant et de
loxygegravene
On utilise geacuteneacuteralement loctane comme moleacutecule permettant de deacutecrire une combustion de ce type
Eacutequation de la combustion de loctane
2 C8H18 + 25 O2 16 CO2 + 18 H2O + Q
2 Moteur Diesel
Principe
Fruit des travaux meneacutes par lingeacutenieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897 le moteur Diesel
est un moteur agrave combustion interne dont lallumage nest pas commandeacute mais spontaneacute par
pheacutenomegravene dauto-inflammation
Il na donc pas besoin de bougies dallumage
Cela est possible gracircce agrave un tregraves fort taux de compression (rapport volumeacutetrique) denviron 141 agrave
251 permettant dobtenir une tempeacuterature de 700 agrave 900 degC
Des bougies de preacutechauffage sont souvent utiliseacutees pour permettre le deacutemarrage du moteur agrave froid en
augmentant la tempeacuterature de la chambre de combustion mais leur preacutesence nest pas systeacutematique
Ce type de moteur agrave taux de compression eacuteleveacute a connu une expansion rapide en automobile agrave partir
de la fin des anneacutees 1980 lorsque la suralimentation par turbocompresseur en a notablement ameacutelioreacute
les performances
Comme le moteur thermique agrave allumage commandeacute le moteur Diesel est constitueacute de pistons
coulissants dans des cylindres fermeacutes par une culasse reliant les cylindres aux collecteurs dadmission
et deacutechappement culasse eacutequipeacutee de soupapes commandeacutees par un ou plusieurs arbres agrave cames
Moteur VW TDI
Le fonctionnement repose sur lauto-inflammation du gazole dans de lair comprimeacute agrave plus de 120
du volume du cylindre a environ
- 35 bar de pression
- 600 degC de tempeacuterature
En brucirclant le meacutelange augmente fortement dans le cylindre
- la pression entre 60 agrave 100 bars
- la tempeacuterature a 1500 degC
Le cycle Diesel agrave quatre temps comporte
- Admission Contrairement au moteur agrave essence crsquoest de lrsquoair pur et non un meacutelange carbureacute qui est
introduit dans le cylindre lors de cette phase
- Compression Lrsquoair fortement comprimeacute est porteacute agrave une pression de 30 agrave 40 bars pour une
tempeacuterature de 500 agrave 600 degC environ
Admission Compression Combustion Echappement
Figure I1 les quatre temps drsquoun moteur Diesel
- combustion A la fin de la compression le gas-oil est alors injecteacute sous forme de fines gouttelettes
soit directement dans la chambre de combustion (injection directe) soit dans une preacute-chambre
turbulente destineacutee agrave favoriser sa combustion au contact de lrsquoair chaud (injection indirecte) La
pression drsquoinjection varie de 80 agrave 250 bars suivant le type de moteur Au contact de lrsquoair agrave tempeacuterature
eacuteleveacutee le combustible srsquoenflamme de lui-mecircme sa tempeacuterature drsquoinflammation eacutetant voisine de 300
degC Il srsquoenflamme spontaneacutement agrave mesure qursquoil est introduit Cependant un certain temps mesurable
srsquoeacutecoule entre le deacutebut drsquoinjection et le deacutebut de la combustion Crsquoest le deacutelai drsquoallumage Les gaz
augmentent tregraves rapidement de volume et chassent le piston vers le bas Crsquoest la deacutetente ou temps
moteur La pression des gaz est de lrsquoordre de 50 agrave 120 bars et la tempeacuterature de 1800 agrave 2000 degC
- Echappement Les gaz brucircleacutes sont chasseacutes par le piston qui remonte gracircce agrave la soupape
drsquoeacutechappement qui srsquoouvre
Les seules bougies preacutesentes sur un moteur diesel sont les bougies de preacutechauffage qui comme leur
nom lindique preacutechauffent les chambres de combustion (ou les preacutechambres suivant le type de diesel)
afin dobtenir lorsque le moteur est froid une tempeacuterature suffisante pour lauto-inflammation du
carburant
332 Vitesse et puissance
Les vitesses de rotation des moteurs diesel sont tregraves diffeacuterentes dun moteur agrave un autre
En effet plus le moteur est gros plus la course du piston est grande et plus le moteur est lent
Trois classes de moteurs sont ainsi deacutefinies
bull moteur lent moins de 200 trmin
bull moteur semi-rapide entre 400 et 1 000 trmin
bull moteur rapide 1 000 trmin et plus
Scheacutematiquement plus le piston est gros plus sa course
est importante
Pour exemplethinsp moteur DW10 ATED de PSA cylindreacutee
1 997 cmsup3 aleacutesage 85 mm course 88 mm reacutegime de
puissance maximale 4 000 trmin
Pour ce moteur la vitesse lineacuteaire du piston dans le
cylindre agrave 4 000 trmin est de 88 x 2 (deux courses par
tour moteur) = 176 mm ou en megravetres 0176 times 4 000
soit 704 mmin ou 70460thinspms = 117 ms
Moteur Diesel PSA
Certains moteurs Diesel lents de type agrave 2 temps atteignent 100 000 ch (voir le porte- conteneurs
Emma Maeligrsk) comme le Waumlrtsilauml RT-flex96C 14 cylindres moteur agrave 2 temps lent
(92102 toursmin)
Les cylindres ont un aleacutesage de 96 cm et le piston une course de
25 m2
Ce moteur a une hauteur denviron 13 megravetres et une longueur de 26
megravetres pour un poids de 2 300 tonnes
333 Combustion
Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le
dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone
et eau
Eacutequation parfaite de la combustion du gazole
hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp
2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q
En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible
334 Usage
On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple
important ou dun bon rendement
- locomotives
- bateaux
- camions
- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier
- tracteurs agricoles
- groupes eacutelectrogegravenes
- engins de travaux publics
- automobiles
335 Circuit drsquoalimentation
Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel
comprend les eacuteleacutements suivants
- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible
Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre
- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est
proteacutegeacutee par un preacute-filtre
- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La
pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre
- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les
cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une
circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe
Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne
- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion
- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent
lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites
Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au
travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal
Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection
dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute
pression vers les injecteurs
Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et
la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent
leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs
le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi
produit
Pompe agrave injection diesel rotative
Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme
temps que les divers deacutebits de deacutegazage
335 Deacutelai drsquoallumage
Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est
deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage
Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera
drsquoautant plus faible que
- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee
- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est
plus basse
- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute
- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee
- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute
336 Moteur agrave injection directe
Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute
sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure
I17)
La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair
important pour favoriser le brassage du meacutelange
Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])
Injection directe
Avantages
- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion
- Les deacutemarrages sont plus faciles
- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs
Inconveacutenients
Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges
Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide
336 Avantages du moteur Diesel
Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de
choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du
moteur agrave essence
Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun
turbocompresseur
Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)
technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)
Turbocompresseur
Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute
p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i
Systegraveme drsquoinjection a rampe commune
Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint
jusquagrave
2thinsp500 bars
Contre
- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune
- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)
Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole
- turbulente
- continue
- constante et
- bien reacutepartie
parametres essentielles pour une bonne combustion
Cette technologie porte le nom de
bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration
bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et
3e geacuteneacuteration
bull HDi Peugeot Citroeumln
bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia
bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart
bull CRD Jeep
bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)
bull d BMW (ex 530d)
bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen
bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)
bull d Lexus (exIS 220 d)
bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection
directe sans rampe commune)
bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi
bull DI-D Mitsubishi
bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)
bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe
commune)
bull MZR-CD Mazda
bull i-CTDi Honda
bull CRDi Hyundai
bull CRDI Kia
bull TCDi VCDi Chevrolet
bull TID Saab
34 Architectures moteurs
341 Introduction
Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont
- meacutediocre rendement
- vibrations
- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution
De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat
de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares
architectures ont eu droit agrave la production industrielle
342 Caracteacuterisation
La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle
Elle est calculeacutee agrave partir
- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)
- de la distance parcourue par un piston (la course) et
- du nombre de cylindres
La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee
selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de
tempeacuterature et de pression
Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912
Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des
pertes dans la transmission
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)
1 cheval-vapeur = 736 Watt
Le couple maximal est exerceacute sur laxe
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant
La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation
Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par
seconde
La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute
- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz
contenus apregraves le cycle dadmission)
Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee
- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses
cylindres au point mort bas et au point mort haut
Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer
(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute
343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur
3431 Eleacutements fixes
34311 Bloc-moteur
Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la
piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)
Ses fonctions principales sont les suivantes
- contenir les cylindres
- supporter le vilebrequin la culasse les
accessoires
- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification
Scheacutema drsquoun bloc moteur
- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de
refroidissement est utiliseacute)
Bloc a 04 cylindres
34312 Chemises
Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)
a) b) c)
Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912
34313 Culasse
La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre
Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou
drsquoaluminium
Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur
La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements
ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur
refroidi agrave eau
Les culasses portent
- les injecteurs
- les soupapes
- les culbuteurs
- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo
Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure
Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres
I322 Eleacutements mobiles
I3221Vilebrequin
Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles
Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des
paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo
Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes
de bielles sont les
laquo manetons raquo (Reacutef [2])
Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques
appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons
Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage
jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)
Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin
I2322 Bielles
Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles
reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et
entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants
Elles sont en acier allieacute
Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la
leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de
- compression
- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons
- flexion
Les trois principales parties dune bielle sont
- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston
- le corps
- la tecircte qui sarticule sur un maneton du
vilebrequin
Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912
Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une
bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est
emmancheacute avec serrage
Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en
I parfois tubulaire
La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en
permettre le montage sur le vilebrequin
La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo
Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans
la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction
Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de
plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis
agrave de tregraves gros efforts
Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils
sont alors en bronze speacutecial
Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons
Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier
eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction
I3223Piston
Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties
principales
- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz
- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure
lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories
reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston
- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe
- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des
calories
- Fonctions du piston
Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la
bielle les efforts dus aux gaz
- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non
suralimenteacutes
- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels
Figure I9 Piston
Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de
calories au fluide de refroidissement
Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage
Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins
encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus
reacuteduite pour avoir un moteur compact)
La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie
peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de
jeu agrave froid un grippage
Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue
Fig 9a Piston pour moteur Diesel
Formes de la tecircte du piston
La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par
lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du
piston est habituellement plate
Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et
forme totalement ou partie la chambre de combustion
Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les
automobiles de course pour une toute autre raison
Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant
de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence
injecteacute dans la chambre
Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la
position de linjecteur selon la technique dinjection
On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection
Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par
linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie
dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes
raquo et stratifieacutee
Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un
tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la
chambre
Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection
Fig9b Illustration des mouvements
tourbillonnaire swirl et tumble
I3224Segmentation
Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans
les gorges du piston
Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement
supeacuterieur agrave celui du cylindre
En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)
- le segment ndeg3 segment coup de feu
(ou segment de feu)
- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute
- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur
Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments
Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression
Les rocircles de la segmentation sont les suivants
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz
ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu
Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion
passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des
segments inteacuterieurs
Figure I10 Segments de piston
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification
crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment
drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance
- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre
Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique
coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston
Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de
lassemblage du moteur (fig10b)
Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est
de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe
Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment
Fig10b Tierccedilages des segments
I3225Axe de piston
Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur
surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee
Trois types de montage sont couramment utiliseacutes
- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est
libre dons le piston
- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans
lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston
- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par
des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires
Lajustement de laxe est agrave
- frottement doux dans la bielle
- frottement dur dans le piston
Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de
faciliter la mise en place de laxe
Figure I11 Axe de piston monteacute flottant
52 La distribution
Mais cest quoi dont la distribution
Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes
dadmission et deacutechappement
Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston
Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les
systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures
Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une
deacutechappement
Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement
deux agrave deux
(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes
Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre
Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des
ressorts en heacutelice
Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave
la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)
La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est
communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune
tige et dun culbuteur
Fig12 Distribution
331 Soupapes
Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre
temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes
Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts
de rappel
Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties
a) Tecircte de la soupape
Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de
soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre
La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est
deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg
b) Collet
Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave
faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet
dentaille ducirc au changement de section
c) Tige
Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure
le guidage vertical de la soupape
La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la
culasse
d) Queue
Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames
Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger
les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6
Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant
Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le
silicium le tungstegravene le nickel
Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee
332 Culbuteurs et poussoirs
Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la
culasse
Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils
reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs
Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD
Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames
soit
- par lintermeacutediaire dun galet
- par intermeacutediaire dun plateau
Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent
Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)
521 Le diagramme de distribution
Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point
le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)
Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB
Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre
Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression
ou rapport volumeacutetrique
Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur
522 Les systegravemes de controcircle des soupapes
Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et
deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes
conditions
Moteurs culbuteacutes
Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave
transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les
soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs
le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou
central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)
Ces moteurs sont dits culbuteacutes
Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees
1970-80
Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute
Tout dabord quest ce quune came
La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves
preacuteciseacutement afin de
-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape
-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial
-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort
Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames
La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche
mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci
contre en haut)
Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les
cylindres afin de les synchroniser
Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages
Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit
relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire
Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte
Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes
dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur
Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came
lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes
peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs
Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte
Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de
placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes
directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)
et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces
en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de
soupapes)
Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir
cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus
du poussoir
Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon
souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des
culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes
Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte
Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de
saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs
dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs
Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en
inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun
culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire
agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes
La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames
Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames
Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner
sans lautre car ils sont relieacutes entre eux
Ceci est souvent appeleacute larbre moteur
Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave
cames en tecircte (sur la droite)
Cest ce quon appelle la chaine de distribution
On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee
Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place
a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee
Figure V4 commande par chaine non 16032016
323 Nombre de soupapes par cylindre
Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de
distribution Mais ceci nest pas la seule raison
Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2
soupapes par cylindre
Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle
entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de
compression eacuteleveacute
Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les
performances du moteur
Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite
impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher
Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile
En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement
moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile
Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les
contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer
En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer
dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie
Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes
Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore
utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme
Ainsi ce moteur comptant
- 3 soupapes dadmission
- 2 soupapes deacutechappement
permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion
La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes
Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents
mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de
culbuteurs
Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique
53 Refroidissement
Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent
sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur
Il faut donc les refroidir sous peine de destruction
Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et
adapteacutee
531 Refroidissement agrave air
En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement
Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un
cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en
contact avec lair
Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les
veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des
automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle
Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions
Moteur de la VW Coccinelle
Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a
toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes
par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation
du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave
air (encombrement poids simpliciteacute prix)
Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours
un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement
liquide
532 Refroidissement liquide
Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les
performances du refroidissement
Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des
cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct
avec lair ambiant
Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le
liquide de refroidissement
Radiateur moderne en aluminium
Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach
Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le
refroidissement tregraves efficace dun liquide
Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair
Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui
Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le
refroidissement du moteur
Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par
le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur
Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau
Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions
permettant une lubrification optimale
Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par
plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques
lubrifiants utiliseacutes
La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat
situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde
thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur
Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer
assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur
533 Refroidissement par huile
Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en
mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans
les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct
Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois
muni dailettes un petit radiateur dhuile
Exemple
Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un
gros radiateur dhuile
Avantages
Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent
inutiles
Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception
Inconveacutenients
Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus
coucircteuses pour lutilisateur
De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges
dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile
54 Architecture des moteurs agrave explosion
Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres
bull Cylindres en ligne
bull Cylindres en V
bull Cylindres en W
bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)
bull Cylindres en H
bull Cylindres en eacutetoile
bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)
541 Monocylindre
Historique
Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz
le 30 janvier 1807
Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il
fonctionne selon le cycle de Lenoir
Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de
Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les
mouvements dans la phase de compression
542 Quatre cylindres
Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-
Paris
Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les
grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la
gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les
voitures courantes de moyennes et basses gammes
Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900
04 cylindres en V
Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader
Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant
1914
Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB
04 cylindres (en ligne) coucheacute
Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre
monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres
accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor
Carriage Company))
On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les
veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo
04 cylindres agrave plat boxer
Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg
Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen
Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de
graviteacute assez bas
Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de
redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC
En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline
compacte en Europe
Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie
du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute
un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement
Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement
convaincant
- Pas de claquement agrave froid
- une quasi absence de vibration
- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel
Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la
premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire
Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)
543 Six cylindres
Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand
il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres
Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)
La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032
Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont
Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg
en faisant appel agrave des six cylindres
La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe
En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon
Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand
nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes
Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur
Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare
On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez
Laverda en endurance (moteur en V)
Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition
Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement
- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)
- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)
- Benelli avec une 750 puis une 900
En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing
544 Huit cylindres et plus
Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron
Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo
Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V
La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne
Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de
puissance
Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres
soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les
reacuteacteurs
Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent
les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes
Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de
cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth
Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1
Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule
Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de
fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute
En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance
sportive
Puissance drsquoun
veacutehicule
1 Calculs de la pesanteur
11 Deacutecliviteacute
Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H
α = H L
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes
12 Poids du veacutehicule
Calculons le poids drsquoun veacutehicule
P = M g
P poids exprimeacute en N
M masse exprimeacutee en kg
g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)
13 Composante du poids
Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture
F = M g α
Avec
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
14 Travail de la force de traction
Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D
E = F D
E travail exprimeacute en J
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
D distance parcourue exprimeacutee en m
15 Energie
Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H
E = M g H
Avec
E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
15 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V
B = F V
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
V vitesse exprimeacutee en ms
En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement
et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse
16 puissance absorbeacutee par une ascension
Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T
B = M g H T
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m
T temps exprimeacute en s
2 Calculs Aeacuterodynamiques
21 Surface frontale
Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave
lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au
produit de la largeur par la hauteur
camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2
autocar 25 m x 32 m = 8 m2
voiture 18 m x 14 m = 25 m 2
motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2
22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair
Le Cx est calculeacute agrave partir
Cx = 2 F (S Mair Vsup2)
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse air exprimeacutee en ms
23 Reacutesistance de lrsquoair
R = frac12 S Cx Mair Vsup2
R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse exprimeacutee en ms
24 SCx
Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx
est le produit de la surface frontale par le Cx
SCx = S Cx
Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute
25 Constante aeacuterodynamique
La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules
A = S Cx M
Avec
A constante aeacuterodynamique [kgm]
S surface frontale [m2]
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]
26 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair
B = F x V
F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]
V vitesse du veacutehicule [ms]
3 Calculs thermiques
31 Calcul de la cylindreacutee
D2
V = π L N
4
Avec
D aleacutesage du cylindre
L course du piston
N nombre de cylindre
32 Calcul du PCI des combustibles
Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of
combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0
Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales
de tempeacuterature et de pression
Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene
(autrement dit la quantiteacute de chaleur)
Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour
donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur
321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)
Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de
C16H34
Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole
Combustion
Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene
des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene
La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune
maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant
Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire
- qui deacutegage de la chaleur
- elle produit du CO2
- de leau
- dautres composeacutes plus ou moins agressif
La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des
proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et
sans gaspillage
Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes
Pour le gazole
C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q
- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene
- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair
- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3
- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg
Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane
La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est
Carbone C = 087
Hydrogegravene H = 0126
Oxygegravene O = 0004
Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute
Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI
PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]
PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]
33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil
Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent
que pour bruler
1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ
- 112 kg drsquoN2
- 34 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 32 kg CO2
- 12 kg drsquoH2O
1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ
- 118 kg drsquoN2
- 035 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 31 kg de CO2
- 14 kg drsquoH2O
1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ
- 12 kg drsquoN2
- 036 kg drsquoO2)
La reacuteaction produit environ
- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 3 kg de CO2
- 16 kg drsquoH2O
La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut
avoir
[kg drsquoairkg]
minus+
= OHCL 8
3
8
230
10
[kmol drsquoairkg]
minus
+
=
32412210
10
OHCL
34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil
Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave
cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on
peut srsquoen approcher
Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du
fonctionnement drsquoun moteur
En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les
pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en
permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique
Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes
tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en
temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres
Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair
Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave
la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055
Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]
35 Quantiteacute des produits produit de combustion
Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un
carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees
Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent
que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)
Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont
indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants
Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour
simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees
meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains
atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire
oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes
complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules
carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de
carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2
lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout
meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves
drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave
haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la
formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre
lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la
particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique
NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene
atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour
les organismes vivants
C
nCO2 = [kmolekg]
12
H
nHO2 = [kmolekg]
2
nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]
nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]
36 Quantiteacute totale des produits de combustion
nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]
37 Puissance nominale
Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile
Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur
la puissance du moteur
Le choix est vaste et on srsquoy perd
80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip
Que signifient reacuteellement ces chiffres
Agrave quoi sert la puissance
Comment la mesure-t-on
Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse
Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses
Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la
transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps
Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)
puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle
(route en deacutecliviteacute)
La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps
mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps
On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs
de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance
Banc drsquoessai moteur
Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun
- frein
- compte-tours
Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le
frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz
restant grande ouverte
En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au
couple de freinage
il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple
moteur
Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple
moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation
In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs
F N
Pf =
10 000
Ougrave
F charge [N]
N = reacutegime de rotation [trmn]
38 Puissance corrigeacutee
Pfc = Pf f
Avec
f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f
= 1085
Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion
f = 1085
Pamb = 719 [mmHg]
39 Consommation speacutecifique
La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire
un travail T donneacute
(3600 v Ps )
Cs = [gkWh]
(t Pf)
Ou
v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]
Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]
t temps de consommation [s]
Pf puissance au frein [kW]
310 Consommation speacutecifique corrigeacutee
Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)
Ou
Pfc puissance corrigeacutee
311 Couple moteur
Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur
Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier
abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour
lrsquoacheteur
Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest
- la masse de la voiture
- son couple moteur
- le reacutegime auquel il est disponible
qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en
situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient
Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs
- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons
- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin
On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et
drsquoun frein
La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres
un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le
maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion
Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur
maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave
mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip
Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation
de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru
se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable
Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas
trop eacuteleveacutehellip
30PN 1000
CN = [Nm]
N π
Ou
PN Puissance nominale [kW]
N Vitesse de rotation [trmn]
312 Couple corrigeacutee
30Pfc 1000
Cc = [Nm]
N π
Ou
Pf Puissance corrigeacutee [kW]
4 Bilan thermique des moteurs
Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion
Elle apparaicirct sous deux formes distinctes
Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel
brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene
normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est
donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement
Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le
cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de
combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin
signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous
forme de mouvement (4)
Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie
En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique
En effet le rendement se deacutefinit comme
eacutenergie reacutecupeacutereacutee
Rendement =
eacutenergie consommeacutee
Dans le cas drsquoun moteur
lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance
exprimeacutee en kilowattheure [kW]
lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en
kilogrammes puis convertie en joules)
Le reacutesultat est une grandeur sans dimension
Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne
QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge
- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible
- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective
- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement
- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement
- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion
incomplegravete frottements etc)
Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur
Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on
trouve
41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion
Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )
Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )
GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )
Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )
Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )
GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )
(PCI Csh)
QT =
36
Calcul de la consommation horaire
- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]
- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]
42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps
Qe = 1000 Pf [Js]
Sachant que
- Pf puissance au frein [W]
43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement
Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante
C i D(1+2m ) Nm
Qr = [Js]
λ Avec
- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie
dans la plage [045 divide 0 53]
- i Nombre de cylindres
- D Aleacutesage du cylindre
- N freacutequence de rotation du vilebrequin
- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par
lrsquointervalle [06 divide 07 ]
- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair
44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement
Csh
Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]
36 Avec
- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de
combustible]
- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]
- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]
- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]
- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]
- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave
pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis
45 Autres pertes de chaleur
QP = QT - (Qe + Qr + Qge)
Chapitre 8
Identification du
veacutehicule
Vehicle Identification Number
Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est
donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950
Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule
ainsi que sur le moteur et dans
lordinateur de bord
Lanceacute dans une forme simplifieacutee en
1950 par les constructeurs ameacutericains
ce code passera aux 17 caractegraveres
actuels en 1980
Le numeacutero inscrit sur la carte grise
dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie
du type raquo correspond bien agrave celui
figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis
Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis
mais son appellation officielle est
Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule
(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe
laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo
Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une
Longueur de 17 caractegraveres
et peut ecirctre diviseacute en 3 sections
bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave
Identification Mondiale du Constructeur
WMI World Manufacturer Identification (anglais)
Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des
variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication
A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1
- Peugeot est VF3
- Citroeumln est VF7
Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur
(WMI)
On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres
Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9
caractegraveres les autres 14
Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les
bus ou les camions comme par exemple
bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en
- 1G1 pour Chevrolet
- 1G2 pour Pontiac et
- 1GC pour Chevrolet camions
bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en
- FA pour Fiat Auto et
- FC pour Fiat VI
Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est
implanteacutee Exemple
- ZFA Fiat Auto Italie
- SUF Fiat Auto Pologne
- 8AF Fiat Auto Argentine
- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie
- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil
bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la
Section de Description du Veacutehicule
VDS Vehicle Description Section (anglais)
ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault
utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines
bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la
Section drsquoIdentification du Veacutehicule
VIS Vehicle Identification Section en anglais
Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur
concerneacute
Emplacement du VIN
Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui
figurant sur la voiture
il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur
chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise
Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens
en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero
reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la
marque
Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre
- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou
- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture
En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer
accidentellement ou salteacuterer
Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire
Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du
veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve
- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur
- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit
La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est
- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire
- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide
Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral
- dans le compartiment moteur
- sur le pied de porte avant droit
- dans le coffre
Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une
petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur
Evolution du code VIN en fonction des types
Mercedes W201
Mercedes W202
Mercedes W203
Mercedes W204
Composition du code
Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un
systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation
- ISO 3779 de 1979 et
- ISO 3780 de 1980
Avant-propos
LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale
dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)
1 Domaine dapplication
La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero
didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme
uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers
La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes
aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833
3 Termes et deacutefinitions
31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN
Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de
son identification
32 Code didentification mondiale du constructeur WMI
Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du
veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification
dudit constructeur
33 Descripteur VDS
Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les
caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule
34 Indicateur VIS
Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une
combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre
veacutehicule
35 Constructeur
Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la
conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service
indeacutependante de lemplacement de lusine de montage
36 Anneacutee
Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule
deacutetermineacutee par le constructeur
37 Seacuteparation
Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du
numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites
Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee
Code
1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A
1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B
1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C
1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D
1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E
1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F
1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G
1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H
1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J
1989 K 2019 K
1990 L 2020 L
1991 M 2021 M
Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries
Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1
5
1
6
1
7
ISO 3779
Code
constructeu
r-WMI
Composition du
veacutehicule Code veacutehicule-VIS
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
plus de 500
veacutehiculesan
Code
constructeu
r-WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Numeacutero progressif
seacuterie
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
moins de 500
veacutehiculesan
WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Code
constructeu
r-WMI
Numeacutero
progressi
f seacuterie
Exemple de code VIN
Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot
- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)
1 VF (Europe S-Z France VF-VR)
3 3 (Peugeot)
- Type au mines (06)
4-6 741 (Composition du veacutehicule)
7 (306)
4 (04 portes)
1 ou A (Moteur D1768 cc)
7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)
9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)
- Anneacutee modegravele (01)
10 F (1985)
- Code VIS (07)
11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)
12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)
Poinccedilon Peugeot
WAUZZZ8GZPA001181
Codes pays
AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe
1ndash5 =
Ameacuterique
du Nord
6ndash7 =
Oceacuteanie
8ndash9 =
Ameacuterique
du Sud
AA-AH Afrique
du Sud
AJ-AN Cocircte
dIvoire
AP-A0 non
attribueacute
BA-BE Angola
BF-BK Kenya
BL-BR Tanzanie
BR Algeacuterie
BS-B0 non
attribueacute
CA-CE Benin
CF-CK
Madagascar
CL-CR Tunisie
CS-C0 non
attribueacute
DA-DE Egypte
DF-DK Maroc
DL-DR Zambie
DS-D0 non
attribueacute
(probable
Algerie)
EA-EE Ethiopie
EF-EK
Mozambique
EL-E0 non
attribueacute
FA-FE Ghana
FF-FK Nigeria
FF-FK
Madagascar
FL-F0 non
attribueacute
GA-G0 non
attribueacute
HA-H0 non
attribueacute
JA-J0 Japon
KA-KE Sri
Lanka
KF-KK
Israel
KL-KR
Coreacutee du Sud
KS-K0 non
attribueacute
LA-L0 Chine
MA-ME Inde
MF-MK
Indoneacutesie
ML-MR
Thaiumllande
MS-M0 non
attribueacute
NF-NK
Pakistan
NL-NR
Turquie
NS-N0 non
attribueacute
PA-PE
Philippines
PF-PK
Singapour
PL-PR
Malaysie
PS-P0 non
attribueacute
RA-RE
Emirat
Arabes Unis
RF-RK
Taiwan
RL-RR
Vietnam
RS-R0 non
attribueacute
SA-SM
Grande
Bretagne
SN-ST
Allemagne
SU-SZ
Pologne
S1-S0 non
attribueacute
TA-TH Suisse
TJ-TP
Reacutepublique
Tchegraveque
TR-TV
Hongrie
TW-T1
Portugal
T2-T0 non
attribueacute
UA-UG non
attribueacute
UH-UM
Danemark
UN-UT Irlande
UU-UZ
Roumanie
U1-U4 non
attribueacute
U5-U7
Slovaquie
U8-U0 non
attribueacute
VA-VE
Autriche
VF-VR France
VS-VW
Espagne
VX-V2
Yougoslavie
V3-V5 Croatie
V6-V0 Estonie
WA-W0
1A-10 Etats
Unis
2A-20
Canada
3A-3W
Mexique
3X-37 Costa
Rica
38-30 non
attribueacute
4A-40 Etats
Unis
5A-50 Etats
Unis
6A-6W
Australie
6X-60 non
attribueacute
7A-7E
Nouvelle
Zeacutelande
7F-70 non
attribueacute
8A-8E
Argentine
8F-8K Chili
8L-8R
Equateur
8S-8W
Peacuterou
8X-82
Veacuteneacutezueacutela
83-80 non
attribueacute
9A-9E Breacutesil
9F-9K
Colombie
9L-9R
Paraguay
9S-9W
Uruguay
9X-92
Trinidad amp
Tobago
93-99 Breacutesil
90 non
attribueacute
Allemagne
XA-XE
Bulgarie
XF-XK Gregravece
XL-XR Pays
Bas
XS-XW Russie
XX-X2
Luxembourg
X3-X0 Russie
YA-YE
Belgique
YF-YK
Finlande
YL-YR Malte
YS-YW Suegravede
YX-Y2
Norvegravege
Y3-Y5
Bielorussie
Y6-Y0 Ukraine
ZA-ZR Italie
ZS-ZW non
attribueacute
ZX-Z2
Sloveacutenie
Z3-Z5 Lituanie
Z6-Z0 non
attribueacute
Chapitre 9
Organisation du
garage
1 Introduction
Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement
appeleacute
garage
est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la
reacuteparation des veacutehicules automobile
Un petit atelier de garagiste en
Nouvelle-Galles du Sud (Australie)
laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et
peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile
- meacutecanicien
- carrossier
- peintre en carrosserie
- vendeur etchellip
Un garage peut faire office de station-service tandis que
bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la
distribution de carburant proposent un service basique
de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule
et les reacuteparations mineures
Certains garages en outre proposent un service de vente
de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine
au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)
Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants
2 Histoire
Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en
mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle
passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -
progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)
Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele
eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport
Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en
- seacutecurisant et regraveglementant son emploi
- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute
le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se
multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations
3 CHOIX DE LIMPLANTATION
Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et
inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix
- Trafic
- Publiciteacute
- Faciliteacute daccegraves
- Coucirct du terrain
- Superficies possibles
- Frais fixes
4 REacutePARTITION DES SURFACES
La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de
- 13 bacircti
- 23 non-bacircti
a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees
- Aires de stationnement Clients magasin de PR
- veacutehicules en attente de reacuteparation
- veacutehicules clients reacutepareacutes
- veacutehicules neufs et occasions
- veacutehicules du personnel
- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets
b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre
- spacieux
- bien eacuteclaireacutes
- ventileacutes
- chauffeacutes
- daccegraves facile
Il faut preacutevoir
Piegraveces agrave usage de bureau
- 6msup2 par personne
Reacuteception et daccueil des clients
- sa localisation doit ecirctre eacutevidente
Salle dattente clients
- spacieuse
- confortable
- agreacutementeacutee
- documenteacutee
- eacutequipeacutee
- eacuteclaireacutee
- peinte toujours en blanc mat
Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes
- clients
- meacutecaniciens
- agents
Atelier de reacuteparation plusieurs zones
- reacuteparations rapides
- interventions longues
- carrosserie
- peinture
- eacutelectriciteacute
- mise au point etc
Piegraveces annexes
- deacutechets
- aire de lavage
- compresseurs
- vestiaires personnels
- sanitaires etc
5 LES MATEacuteRIELS
a) GROS MATEacuteRIELS
Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie
des trains roulants
Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles
Electriciteacute
Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs
b) PETITS MATEacuteRIELS
Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels
6 LES PERSONNELS
La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories
a) ENCADREMENT
Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique
Directeur financier
b) EXEacuteCUTION
Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance
Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs
Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs
a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE
a) RDC
b) Etage Bureaux et administration
b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION
AUTOMOBILE
a) OBJECTIF DE LENTREPRISE
Accroicirctre la productiviteacute
- en structurant les ateliers
- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles
ne se chevauchent pas
b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE
- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous
les secteurs
- Chaque secteur est autonome
- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la
responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe
c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE
LENTREPRISE
a) LE CHEF DENTREPRISE
Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous
les secteurs
b) LE CHEF DATELIER
- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des
employeacutes
- Il coordonne tous les services
c) LE REacuteCEPTIONNAIRE
- accueil le client
- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer
- eacutetablie eacuteventuellement un devis
- preacutecise les deacutelais de reacuteparation
Si le client est daccord
- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule
carburant accessoires)
- charge le planning de latelier
Apregraves les travaux
- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture
d) LE CHEF DEacuteQUIPE
Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation
e) LES COMPAGNONS
Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations
f) LE MAGASINIER
Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele
g) SERVICE FACTURATION
Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe
h) SERVICE COMPTABILITEacute
Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation
Chapitre 10
Devis
1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION
2 Deacutefinition
Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat
dun bien
Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation
Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des
relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable
3 Enjeux dun devis
Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela
permet de comparer les prix et les prestations fournies
Les Destinataires
- un client
- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise
bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans
deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune
erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable
bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave
lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat
ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule
Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits
4 Deacutemarche dutilisation des devis
a) Ce que doit comporter un devis
Identification du prestataire qui reacutedige le devis
bull nom et raison sociale
bull adresse complegravete
bull teacuteleacutephone
bull teacuteleacutecopie
bull email et site internet
Identification de la personne qui a demandeacute le devis
bull nom preacutenom
bull adresse
bull teacuteleacutephone
Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros
La date du devis
La liste des prix et le total
b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis
bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois
selon le projet
5) Estimation
bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui
constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la
puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration
que le reacutesultat
6) Quelles sont les regravegles dun bon devis
- Un prix ferme
- une trace eacutecrite en cas de litigehellip
Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux
Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment
- la somme globale agrave payer
- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes
- le nom et ladresse de lentreprise
- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du
devis
Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client
Des mentions suppleacutementaires
Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres
mentions non obligatoires comme par exemple
- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements
- la date limite preacutevue pour la fin des travaux
- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute
Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip
Si la facture est plus eacuteleveacutee
Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait
pas donneacute son accord preacutealablehellip
Que faire
Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans
certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres
premiegraveres)
si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture
Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence
Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de
reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de
la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel
Chapitre 11
Bon de commande
Commande
Dans le commerce une commande est une intention soit
- verbale
- eacutecrite
dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers
Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande
dachat
Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une
commande de vente
Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte
des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis
Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees
Eacutetapes dans les commandes commerciales
Commerce Action de lacheteur Action du vendeur
Acheteur qui deacutesire le
produit et vendeur qui
vend le produit
Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute
Veacuterification du pricing
du produit disponibiliteacute
speacutecifications coucircts de
livraison
Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes
Accord de transaction
entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat
Enregistrement de la commande
de vente
Le produit est expeacutedieacute du
vendeur agrave lacheteur
Fiche demballage facture pro
forma pour certaines
expeacuteditions internationales
Lacheteur reccediloit le
produit du vendeur
La fiche demballage et le produit sont
compareacutes avec la commande dachat on
veacuterifie le bon conditionnement du
produit
Le vendeur envoie la
facture (comptabiliteacute) agrave
lacheteur
On fait correspondre la fiche demballage
avec la commande dachat et la facture
on enregistre lachat dans les comptes
financiers dans la comptabiliteacute
fournisseurs
On enregistre la vente dans les
comptes financiers dans la
comptabiliteacute clients
Lacheteur paie le
vendeur
Paiement en espegraveces par chegraveque ou
paiement eacutelectronique enregistrement
du paiement sur la commande dachat
Reacuteception des espegraveces du
chegraveque ou du paiement
eacutelectronique enregistrement du
paiement sur la commande de
vente
Exemple drsquoexploitation drsquoune Revue Technique Automobile
- Preacutesentation drsquoune revue technique
- Page de garde
- Identification du veacutehicule
- Chapitre moteur
Chapitre 7
Moteurs
agrave combustion interne
Moteurs agrave allumage commandeacute (essence)
Introduction
Cest une deacuteflagration (explosion) qui se produit au sein de ces moteurs
Les moteurs agrave allumage commandeacute
neacutecessitent une eacutetincelle pour le
deacuteclenchement de la combustion du meacutelange
carburantair
Tous les moteurs utilisant comme carburant
de lessence ou de lalcool voire un gaz
(GPL) ou autre dont le deacuteclenchement de la
combustion est deacutependant dune source
deacutenergie externe (bougie trembleur)sont
appelles
Moteur Renault Energy 14 de la Symbol
laquo moteur agrave allumage commandeacute raquo
Le moteur agrave allumage commandeacute est eacutequipeacute dun systegraveme complet dallumage composeacute de
Bougies Bobine Rupteur Faisceau
Une bougie qui fait des eacutetincelles
Une bobine qui sert agrave geacuteneacuterer une haute tension neacutecessaire agrave la creacuteation de leacutetincelle
Un systegraveme de commande de lallumage (rupteur ou systegraveme eacutelectronique)
Un faisceau eacutelectrique
21 Constitution
Ces moteurs transforment leacutenergie potentielle chimique stockeacutee dans un
carburant en travail (eacutenergie meacutecanique) gracircce agrave des combustions tregraves
rapides dougrave le terme dexplosions
Ils sont constitueacutes dun ou plusieurs cylindres
confinant les combustions
Dans chaque cylindre un piston coulisse en un mouvement
rectiligne alternatif
Mouvement transformeacute en rotation par lintermeacutediaire dune bielle
reliant le piston au vilebrequin (assemblage de manivelles sur un axe)
Chaque cylindre est fermeacute par une culasse munie dau moins deux soupapes
- La premiegravere permet lalimentation en meacutelange airessence du cylindre par le Collecteur
dadmission
- Lautre leacutevacuation des gaz bruleacutes vers leacutechappement
Soupapes drsquoeacutechappement Soupapes dans leurs logement
22 Fonctionnement
Figure II1 Cycle quatre temps agrave allumage commandeacute
Son cycle (de fonctionnement) se deacutecompose analytiquement en quatre temps (ou phases)
Le mouvement du piston est initieacute par la combustion (augmentation rapide du volume des gaz) dun
meacutelange de carburant et dair (comburant) qui a lieu durant le temps moteur
Le moteur fonctionne degraves lors seul et produit un couple sur son arbre de sortie
1 admission dun meacutelange air et de carburant vaporiseacute preacutesent dans le conduit dadmission
meacutelange preacutepareacute par divers composants (carburateur ou systegraveme dinjection) ouverture de la
soupape dadmission et descente du piston ce dernier aspire ainsi ce meacutelange dans le cylindre
agrave une pression de -01 agrave -03 bar
2 compression du meacutelange fermeture de la soupape dadmission puis remonteacutee du piston qui
comprime le meacutelange jusquagrave 12 agrave 18 bars et 400 agrave 500 degC dans la chambre de combustion
3 combustion (deacutetente aux environs du point mort haut) moment ougrave le piston atteint son point
culminant et ou la compression est au maximum la bougie dallumage (connecteacutee agrave un
geacuteneacuterateur deacutelectriciteacute haute tension) produit une eacutetincelle la combustion rapide qui sensuit
constitue le temps moteur les gaz chauds agrave une pression moyenne de 40 bars repoussent le
piston initiant le mouvement
4 eacutechappement ouverture de la soupape deacutechappement et remonteacutee du piston qui chasse les
gaz brucircleacutes deacutetendus dans le collecteur deacutechappement laissant la place agrave une nouvelle charge
de meacutelange Un nouveau cycle recommence
23 Allumage eacutelectronique
Un allumage eacutelectronique est une eacutevolution de lallumage classique par batteriebobine des moteurs agrave
explosion
Il a consisteacute agrave remplacer aussi le meacutecanisme davance agrave lallumage par un systegraveme eacutelectronique (en
reacutealiteacute dans ce cas le systegraveme est reacutegleacute sur
pleine avance) et un retardateur eacutelectronique
introduit le retard neacutecessaire agrave la situation du
moteur
Introduit dans les anneacutees 1970 lallumage
eacutelectronique sest geacuteneacuteraliseacute sur de nombreuses
cateacutegories de moteurs (automobiles motos etc)
agrave partir des anneacutees 1980
Allumage eacutelectronique
24 Avantages et inconveacutenients du moteur agrave allumage commandeacute
bull Plus leacuteger
bull Plus vif
bull Plus silencieux
bull Cout moindre
25 Les pannes
Les pannes dallumage sont une des grandes causes dimmobilisation involontaire des veacutehicules agrave
moteur
bull Usure des rupteurs
bull Deacutereacuteglage du point davance
bull Usure ou grippage du systegraveme davance
26 Combustion
La combustion du meacutelange est une transformation chimique (oxydation vive) du carburant et de
loxygegravene
On utilise geacuteneacuteralement loctane comme moleacutecule permettant de deacutecrire une combustion de ce type
Eacutequation de la combustion de loctane
2 C8H18 + 25 O2 16 CO2 + 18 H2O + Q
2 Moteur Diesel
Principe
Fruit des travaux meneacutes par lingeacutenieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897 le moteur Diesel
est un moteur agrave combustion interne dont lallumage nest pas commandeacute mais spontaneacute par
pheacutenomegravene dauto-inflammation
Il na donc pas besoin de bougies dallumage
Cela est possible gracircce agrave un tregraves fort taux de compression (rapport volumeacutetrique) denviron 141 agrave
251 permettant dobtenir une tempeacuterature de 700 agrave 900 degC
Des bougies de preacutechauffage sont souvent utiliseacutees pour permettre le deacutemarrage du moteur agrave froid en
augmentant la tempeacuterature de la chambre de combustion mais leur preacutesence nest pas systeacutematique
Ce type de moteur agrave taux de compression eacuteleveacute a connu une expansion rapide en automobile agrave partir
de la fin des anneacutees 1980 lorsque la suralimentation par turbocompresseur en a notablement ameacutelioreacute
les performances
Comme le moteur thermique agrave allumage commandeacute le moteur Diesel est constitueacute de pistons
coulissants dans des cylindres fermeacutes par une culasse reliant les cylindres aux collecteurs dadmission
et deacutechappement culasse eacutequipeacutee de soupapes commandeacutees par un ou plusieurs arbres agrave cames
Moteur VW TDI
Le fonctionnement repose sur lauto-inflammation du gazole dans de lair comprimeacute agrave plus de 120
du volume du cylindre a environ
- 35 bar de pression
- 600 degC de tempeacuterature
En brucirclant le meacutelange augmente fortement dans le cylindre
- la pression entre 60 agrave 100 bars
- la tempeacuterature a 1500 degC
Le cycle Diesel agrave quatre temps comporte
- Admission Contrairement au moteur agrave essence crsquoest de lrsquoair pur et non un meacutelange carbureacute qui est
introduit dans le cylindre lors de cette phase
- Compression Lrsquoair fortement comprimeacute est porteacute agrave une pression de 30 agrave 40 bars pour une
tempeacuterature de 500 agrave 600 degC environ
Admission Compression Combustion Echappement
Figure I1 les quatre temps drsquoun moteur Diesel
- combustion A la fin de la compression le gas-oil est alors injecteacute sous forme de fines gouttelettes
soit directement dans la chambre de combustion (injection directe) soit dans une preacute-chambre
turbulente destineacutee agrave favoriser sa combustion au contact de lrsquoair chaud (injection indirecte) La
pression drsquoinjection varie de 80 agrave 250 bars suivant le type de moteur Au contact de lrsquoair agrave tempeacuterature
eacuteleveacutee le combustible srsquoenflamme de lui-mecircme sa tempeacuterature drsquoinflammation eacutetant voisine de 300
degC Il srsquoenflamme spontaneacutement agrave mesure qursquoil est introduit Cependant un certain temps mesurable
srsquoeacutecoule entre le deacutebut drsquoinjection et le deacutebut de la combustion Crsquoest le deacutelai drsquoallumage Les gaz
augmentent tregraves rapidement de volume et chassent le piston vers le bas Crsquoest la deacutetente ou temps
moteur La pression des gaz est de lrsquoordre de 50 agrave 120 bars et la tempeacuterature de 1800 agrave 2000 degC
- Echappement Les gaz brucircleacutes sont chasseacutes par le piston qui remonte gracircce agrave la soupape
drsquoeacutechappement qui srsquoouvre
Les seules bougies preacutesentes sur un moteur diesel sont les bougies de preacutechauffage qui comme leur
nom lindique preacutechauffent les chambres de combustion (ou les preacutechambres suivant le type de diesel)
afin dobtenir lorsque le moteur est froid une tempeacuterature suffisante pour lauto-inflammation du
carburant
332 Vitesse et puissance
Les vitesses de rotation des moteurs diesel sont tregraves diffeacuterentes dun moteur agrave un autre
En effet plus le moteur est gros plus la course du piston est grande et plus le moteur est lent
Trois classes de moteurs sont ainsi deacutefinies
bull moteur lent moins de 200 trmin
bull moteur semi-rapide entre 400 et 1 000 trmin
bull moteur rapide 1 000 trmin et plus
Scheacutematiquement plus le piston est gros plus sa course
est importante
Pour exemplethinsp moteur DW10 ATED de PSA cylindreacutee
1 997 cmsup3 aleacutesage 85 mm course 88 mm reacutegime de
puissance maximale 4 000 trmin
Pour ce moteur la vitesse lineacuteaire du piston dans le
cylindre agrave 4 000 trmin est de 88 x 2 (deux courses par
tour moteur) = 176 mm ou en megravetres 0176 times 4 000
soit 704 mmin ou 70460thinspms = 117 ms
Moteur Diesel PSA
Certains moteurs Diesel lents de type agrave 2 temps atteignent 100 000 ch (voir le porte- conteneurs
Emma Maeligrsk) comme le Waumlrtsilauml RT-flex96C 14 cylindres moteur agrave 2 temps lent
(92102 toursmin)
Les cylindres ont un aleacutesage de 96 cm et le piston une course de
25 m2
Ce moteur a une hauteur denviron 13 megravetres et une longueur de 26
megravetres pour un poids de 2 300 tonnes
333 Combustion
Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le
dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone
et eau
Eacutequation parfaite de la combustion du gazole
hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp
2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q
En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible
334 Usage
On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple
important ou dun bon rendement
- locomotives
- bateaux
- camions
- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier
- tracteurs agricoles
- groupes eacutelectrogegravenes
- engins de travaux publics
- automobiles
335 Circuit drsquoalimentation
Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel
comprend les eacuteleacutements suivants
- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible
Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre
- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est
proteacutegeacutee par un preacute-filtre
- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La
pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre
- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les
cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une
circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe
Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne
- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion
- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent
lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites
Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au
travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal
Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection
dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute
pression vers les injecteurs
Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et
la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent
leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs
le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi
produit
Pompe agrave injection diesel rotative
Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme
temps que les divers deacutebits de deacutegazage
335 Deacutelai drsquoallumage
Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est
deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage
Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera
drsquoautant plus faible que
- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee
- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est
plus basse
- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute
- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee
- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute
336 Moteur agrave injection directe
Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute
sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure
I17)
La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair
important pour favoriser le brassage du meacutelange
Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])
Injection directe
Avantages
- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion
- Les deacutemarrages sont plus faciles
- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs
Inconveacutenients
Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges
Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide
336 Avantages du moteur Diesel
Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de
choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du
moteur agrave essence
Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun
turbocompresseur
Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)
technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)
Turbocompresseur
Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute
p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i
Systegraveme drsquoinjection a rampe commune
Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint
jusquagrave
2thinsp500 bars
Contre
- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune
- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)
Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole
- turbulente
- continue
- constante et
- bien reacutepartie
parametres essentielles pour une bonne combustion
Cette technologie porte le nom de
bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration
bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et
3e geacuteneacuteration
bull HDi Peugeot Citroeumln
bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia
bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart
bull CRD Jeep
bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)
bull d BMW (ex 530d)
bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen
bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)
bull d Lexus (exIS 220 d)
bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection
directe sans rampe commune)
bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi
bull DI-D Mitsubishi
bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)
bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe
commune)
bull MZR-CD Mazda
bull i-CTDi Honda
bull CRDi Hyundai
bull CRDI Kia
bull TCDi VCDi Chevrolet
bull TID Saab
34 Architectures moteurs
341 Introduction
Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont
- meacutediocre rendement
- vibrations
- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution
De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat
de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares
architectures ont eu droit agrave la production industrielle
342 Caracteacuterisation
La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle
Elle est calculeacutee agrave partir
- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)
- de la distance parcourue par un piston (la course) et
- du nombre de cylindres
La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee
selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de
tempeacuterature et de pression
Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912
Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des
pertes dans la transmission
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)
1 cheval-vapeur = 736 Watt
Le couple maximal est exerceacute sur laxe
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant
La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation
Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par
seconde
La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute
- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz
contenus apregraves le cycle dadmission)
Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee
- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses
cylindres au point mort bas et au point mort haut
Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer
(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute
343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur
3431 Eleacutements fixes
34311 Bloc-moteur
Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la
piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)
Ses fonctions principales sont les suivantes
- contenir les cylindres
- supporter le vilebrequin la culasse les
accessoires
- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification
Scheacutema drsquoun bloc moteur
- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de
refroidissement est utiliseacute)
Bloc a 04 cylindres
34312 Chemises
Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)
a) b) c)
Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912
34313 Culasse
La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre
Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou
drsquoaluminium
Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur
La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements
ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur
refroidi agrave eau
Les culasses portent
- les injecteurs
- les soupapes
- les culbuteurs
- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo
Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure
Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres
I322 Eleacutements mobiles
I3221Vilebrequin
Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles
Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des
paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo
Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes
de bielles sont les
laquo manetons raquo (Reacutef [2])
Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques
appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons
Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage
jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)
Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin
I2322 Bielles
Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles
reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et
entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants
Elles sont en acier allieacute
Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la
leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de
- compression
- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons
- flexion
Les trois principales parties dune bielle sont
- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston
- le corps
- la tecircte qui sarticule sur un maneton du
vilebrequin
Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912
Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une
bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est
emmancheacute avec serrage
Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en
I parfois tubulaire
La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en
permettre le montage sur le vilebrequin
La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo
Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans
la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction
Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de
plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis
agrave de tregraves gros efforts
Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils
sont alors en bronze speacutecial
Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons
Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier
eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction
I3223Piston
Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties
principales
- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz
- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure
lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories
reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston
- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe
- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des
calories
- Fonctions du piston
Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la
bielle les efforts dus aux gaz
- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non
suralimenteacutes
- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels
Figure I9 Piston
Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de
calories au fluide de refroidissement
Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage
Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins
encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus
reacuteduite pour avoir un moteur compact)
La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie
peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de
jeu agrave froid un grippage
Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue
Fig 9a Piston pour moteur Diesel
Formes de la tecircte du piston
La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par
lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du
piston est habituellement plate
Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et
forme totalement ou partie la chambre de combustion
Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les
automobiles de course pour une toute autre raison
Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant
de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence
injecteacute dans la chambre
Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la
position de linjecteur selon la technique dinjection
On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection
Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par
linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie
dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes
raquo et stratifieacutee
Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un
tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la
chambre
Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection
Fig9b Illustration des mouvements
tourbillonnaire swirl et tumble
I3224Segmentation
Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans
les gorges du piston
Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement
supeacuterieur agrave celui du cylindre
En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)
- le segment ndeg3 segment coup de feu
(ou segment de feu)
- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute
- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur
Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments
Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression
Les rocircles de la segmentation sont les suivants
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz
ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu
Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion
passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des
segments inteacuterieurs
Figure I10 Segments de piston
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification
crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment
drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance
- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre
Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique
coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston
Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de
lassemblage du moteur (fig10b)
Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est
de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe
Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment
Fig10b Tierccedilages des segments
I3225Axe de piston
Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur
surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee
Trois types de montage sont couramment utiliseacutes
- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est
libre dons le piston
- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans
lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston
- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par
des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires
Lajustement de laxe est agrave
- frottement doux dans la bielle
- frottement dur dans le piston
Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de
faciliter la mise en place de laxe
Figure I11 Axe de piston monteacute flottant
52 La distribution
Mais cest quoi dont la distribution
Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes
dadmission et deacutechappement
Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston
Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les
systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures
Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une
deacutechappement
Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement
deux agrave deux
(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes
Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre
Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des
ressorts en heacutelice
Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave
la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)
La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est
communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune
tige et dun culbuteur
Fig12 Distribution
331 Soupapes
Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre
temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes
Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts
de rappel
Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties
a) Tecircte de la soupape
Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de
soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre
La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est
deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg
b) Collet
Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave
faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet
dentaille ducirc au changement de section
c) Tige
Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure
le guidage vertical de la soupape
La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la
culasse
d) Queue
Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames
Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger
les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6
Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant
Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le
silicium le tungstegravene le nickel
Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee
332 Culbuteurs et poussoirs
Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la
culasse
Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils
reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs
Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD
Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames
soit
- par lintermeacutediaire dun galet
- par intermeacutediaire dun plateau
Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent
Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)
521 Le diagramme de distribution
Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point
le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)
Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB
Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre
Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression
ou rapport volumeacutetrique
Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur
522 Les systegravemes de controcircle des soupapes
Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et
deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes
conditions
Moteurs culbuteacutes
Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave
transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les
soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs
le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou
central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)
Ces moteurs sont dits culbuteacutes
Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees
1970-80
Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute
Tout dabord quest ce quune came
La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves
preacuteciseacutement afin de
-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape
-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial
-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort
Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames
La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche
mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci
contre en haut)
Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les
cylindres afin de les synchroniser
Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages
Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit
relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire
Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte
Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes
dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur
Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came
lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes
peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs
Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte
Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de
placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes
directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)
et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces
en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de
soupapes)
Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir
cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus
du poussoir
Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon
souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des
culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes
Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte
Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de
saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs
dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs
Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en
inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun
culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire
agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes
La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames
Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames
Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner
sans lautre car ils sont relieacutes entre eux
Ceci est souvent appeleacute larbre moteur
Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave
cames en tecircte (sur la droite)
Cest ce quon appelle la chaine de distribution
On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee
Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place
a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee
Figure V4 commande par chaine non 16032016
323 Nombre de soupapes par cylindre
Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de
distribution Mais ceci nest pas la seule raison
Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2
soupapes par cylindre
Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle
entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de
compression eacuteleveacute
Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les
performances du moteur
Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite
impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher
Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile
En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement
moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile
Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les
contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer
En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer
dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie
Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes
Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore
utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme
Ainsi ce moteur comptant
- 3 soupapes dadmission
- 2 soupapes deacutechappement
permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion
La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes
Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents
mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de
culbuteurs
Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique
53 Refroidissement
Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent
sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur
Il faut donc les refroidir sous peine de destruction
Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et
adapteacutee
531 Refroidissement agrave air
En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement
Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un
cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en
contact avec lair
Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les
veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des
automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle
Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions
Moteur de la VW Coccinelle
Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a
toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes
par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation
du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave
air (encombrement poids simpliciteacute prix)
Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours
un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement
liquide
532 Refroidissement liquide
Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les
performances du refroidissement
Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des
cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct
avec lair ambiant
Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le
liquide de refroidissement
Radiateur moderne en aluminium
Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach
Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le
refroidissement tregraves efficace dun liquide
Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair
Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui
Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le
refroidissement du moteur
Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par
le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur
Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau
Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions
permettant une lubrification optimale
Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par
plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques
lubrifiants utiliseacutes
La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat
situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde
thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur
Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer
assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur
533 Refroidissement par huile
Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en
mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans
les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct
Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois
muni dailettes un petit radiateur dhuile
Exemple
Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un
gros radiateur dhuile
Avantages
Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent
inutiles
Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception
Inconveacutenients
Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus
coucircteuses pour lutilisateur
De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges
dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile
54 Architecture des moteurs agrave explosion
Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres
bull Cylindres en ligne
bull Cylindres en V
bull Cylindres en W
bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)
bull Cylindres en H
bull Cylindres en eacutetoile
bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)
541 Monocylindre
Historique
Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz
le 30 janvier 1807
Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il
fonctionne selon le cycle de Lenoir
Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de
Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les
mouvements dans la phase de compression
542 Quatre cylindres
Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-
Paris
Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les
grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la
gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les
voitures courantes de moyennes et basses gammes
Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900
04 cylindres en V
Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader
Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant
1914
Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB
04 cylindres (en ligne) coucheacute
Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre
monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres
accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor
Carriage Company))
On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les
veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo
04 cylindres agrave plat boxer
Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg
Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen
Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de
graviteacute assez bas
Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de
redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC
En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline
compacte en Europe
Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie
du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute
un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement
Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement
convaincant
- Pas de claquement agrave froid
- une quasi absence de vibration
- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel
Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la
premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire
Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)
543 Six cylindres
Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand
il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres
Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)
La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032
Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont
Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg
en faisant appel agrave des six cylindres
La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe
En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon
Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand
nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes
Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur
Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare
On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez
Laverda en endurance (moteur en V)
Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition
Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement
- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)
- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)
- Benelli avec une 750 puis une 900
En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing
544 Huit cylindres et plus
Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron
Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo
Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V
La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne
Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de
puissance
Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres
soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les
reacuteacteurs
Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent
les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes
Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de
cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth
Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1
Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule
Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de
fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute
En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance
sportive
Puissance drsquoun
veacutehicule
1 Calculs de la pesanteur
11 Deacutecliviteacute
Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H
α = H L
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes
12 Poids du veacutehicule
Calculons le poids drsquoun veacutehicule
P = M g
P poids exprimeacute en N
M masse exprimeacutee en kg
g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)
13 Composante du poids
Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture
F = M g α
Avec
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
14 Travail de la force de traction
Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D
E = F D
E travail exprimeacute en J
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
D distance parcourue exprimeacutee en m
15 Energie
Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H
E = M g H
Avec
E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
15 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V
B = F V
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
V vitesse exprimeacutee en ms
En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement
et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse
16 puissance absorbeacutee par une ascension
Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T
B = M g H T
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m
T temps exprimeacute en s
2 Calculs Aeacuterodynamiques
21 Surface frontale
Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave
lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au
produit de la largeur par la hauteur
camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2
autocar 25 m x 32 m = 8 m2
voiture 18 m x 14 m = 25 m 2
motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2
22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair
Le Cx est calculeacute agrave partir
Cx = 2 F (S Mair Vsup2)
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse air exprimeacutee en ms
23 Reacutesistance de lrsquoair
R = frac12 S Cx Mair Vsup2
R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse exprimeacutee en ms
24 SCx
Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx
est le produit de la surface frontale par le Cx
SCx = S Cx
Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute
25 Constante aeacuterodynamique
La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules
A = S Cx M
Avec
A constante aeacuterodynamique [kgm]
S surface frontale [m2]
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]
26 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair
B = F x V
F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]
V vitesse du veacutehicule [ms]
3 Calculs thermiques
31 Calcul de la cylindreacutee
D2
V = π L N
4
Avec
D aleacutesage du cylindre
L course du piston
N nombre de cylindre
32 Calcul du PCI des combustibles
Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of
combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0
Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales
de tempeacuterature et de pression
Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene
(autrement dit la quantiteacute de chaleur)
Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour
donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur
321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)
Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de
C16H34
Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole
Combustion
Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene
des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene
La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune
maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant
Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire
- qui deacutegage de la chaleur
- elle produit du CO2
- de leau
- dautres composeacutes plus ou moins agressif
La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des
proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et
sans gaspillage
Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes
Pour le gazole
C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q
- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene
- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair
- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3
- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg
Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane
La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est
Carbone C = 087
Hydrogegravene H = 0126
Oxygegravene O = 0004
Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute
Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI
PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]
PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]
33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil
Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent
que pour bruler
1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ
- 112 kg drsquoN2
- 34 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 32 kg CO2
- 12 kg drsquoH2O
1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ
- 118 kg drsquoN2
- 035 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 31 kg de CO2
- 14 kg drsquoH2O
1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ
- 12 kg drsquoN2
- 036 kg drsquoO2)
La reacuteaction produit environ
- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 3 kg de CO2
- 16 kg drsquoH2O
La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut
avoir
[kg drsquoairkg]
minus+
= OHCL 8
3
8
230
10
[kmol drsquoairkg]
minus
+
=
32412210
10
OHCL
34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil
Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave
cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on
peut srsquoen approcher
Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du
fonctionnement drsquoun moteur
En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les
pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en
permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique
Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes
tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en
temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres
Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair
Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave
la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055
Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]
35 Quantiteacute des produits produit de combustion
Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un
carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees
Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent
que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)
Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont
indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants
Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour
simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees
meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains
atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire
oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes
complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules
carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de
carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2
lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout
meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves
drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave
haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la
formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre
lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la
particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique
NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene
atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour
les organismes vivants
C
nCO2 = [kmolekg]
12
H
nHO2 = [kmolekg]
2
nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]
nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]
36 Quantiteacute totale des produits de combustion
nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]
37 Puissance nominale
Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile
Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur
la puissance du moteur
Le choix est vaste et on srsquoy perd
80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip
Que signifient reacuteellement ces chiffres
Agrave quoi sert la puissance
Comment la mesure-t-on
Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse
Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses
Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la
transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps
Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)
puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle
(route en deacutecliviteacute)
La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps
mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps
On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs
de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance
Banc drsquoessai moteur
Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun
- frein
- compte-tours
Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le
frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz
restant grande ouverte
En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au
couple de freinage
il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple
moteur
Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple
moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation
In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs
F N
Pf =
10 000
Ougrave
F charge [N]
N = reacutegime de rotation [trmn]
38 Puissance corrigeacutee
Pfc = Pf f
Avec
f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f
= 1085
Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion
f = 1085
Pamb = 719 [mmHg]
39 Consommation speacutecifique
La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire
un travail T donneacute
(3600 v Ps )
Cs = [gkWh]
(t Pf)
Ou
v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]
Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]
t temps de consommation [s]
Pf puissance au frein [kW]
310 Consommation speacutecifique corrigeacutee
Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)
Ou
Pfc puissance corrigeacutee
311 Couple moteur
Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur
Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier
abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour
lrsquoacheteur
Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest
- la masse de la voiture
- son couple moteur
- le reacutegime auquel il est disponible
qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en
situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient
Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs
- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons
- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin
On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et
drsquoun frein
La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres
un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le
maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion
Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur
maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave
mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip
Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation
de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru
se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable
Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas
trop eacuteleveacutehellip
30PN 1000
CN = [Nm]
N π
Ou
PN Puissance nominale [kW]
N Vitesse de rotation [trmn]
312 Couple corrigeacutee
30Pfc 1000
Cc = [Nm]
N π
Ou
Pf Puissance corrigeacutee [kW]
4 Bilan thermique des moteurs
Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion
Elle apparaicirct sous deux formes distinctes
Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel
brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene
normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est
donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement
Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le
cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de
combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin
signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous
forme de mouvement (4)
Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie
En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique
En effet le rendement se deacutefinit comme
eacutenergie reacutecupeacutereacutee
Rendement =
eacutenergie consommeacutee
Dans le cas drsquoun moteur
lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance
exprimeacutee en kilowattheure [kW]
lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en
kilogrammes puis convertie en joules)
Le reacutesultat est une grandeur sans dimension
Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne
QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge
- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible
- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective
- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement
- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement
- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion
incomplegravete frottements etc)
Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur
Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on
trouve
41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion
Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )
Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )
GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )
Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )
Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )
GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )
(PCI Csh)
QT =
36
Calcul de la consommation horaire
- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]
- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]
42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps
Qe = 1000 Pf [Js]
Sachant que
- Pf puissance au frein [W]
43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement
Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante
C i D(1+2m ) Nm
Qr = [Js]
λ Avec
- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie
dans la plage [045 divide 0 53]
- i Nombre de cylindres
- D Aleacutesage du cylindre
- N freacutequence de rotation du vilebrequin
- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par
lrsquointervalle [06 divide 07 ]
- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair
44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement
Csh
Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]
36 Avec
- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de
combustible]
- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]
- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]
- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]
- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]
- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave
pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis
45 Autres pertes de chaleur
QP = QT - (Qe + Qr + Qge)
Chapitre 8
Identification du
veacutehicule
Vehicle Identification Number
Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est
donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950
Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule
ainsi que sur le moteur et dans
lordinateur de bord
Lanceacute dans une forme simplifieacutee en
1950 par les constructeurs ameacutericains
ce code passera aux 17 caractegraveres
actuels en 1980
Le numeacutero inscrit sur la carte grise
dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie
du type raquo correspond bien agrave celui
figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis
Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis
mais son appellation officielle est
Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule
(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe
laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo
Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une
Longueur de 17 caractegraveres
et peut ecirctre diviseacute en 3 sections
bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave
Identification Mondiale du Constructeur
WMI World Manufacturer Identification (anglais)
Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des
variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication
A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1
- Peugeot est VF3
- Citroeumln est VF7
Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur
(WMI)
On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres
Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9
caractegraveres les autres 14
Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les
bus ou les camions comme par exemple
bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en
- 1G1 pour Chevrolet
- 1G2 pour Pontiac et
- 1GC pour Chevrolet camions
bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en
- FA pour Fiat Auto et
- FC pour Fiat VI
Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est
implanteacutee Exemple
- ZFA Fiat Auto Italie
- SUF Fiat Auto Pologne
- 8AF Fiat Auto Argentine
- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie
- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil
bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la
Section de Description du Veacutehicule
VDS Vehicle Description Section (anglais)
ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault
utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines
bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la
Section drsquoIdentification du Veacutehicule
VIS Vehicle Identification Section en anglais
Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur
concerneacute
Emplacement du VIN
Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui
figurant sur la voiture
il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur
chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise
Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens
en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero
reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la
marque
Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre
- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou
- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture
En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer
accidentellement ou salteacuterer
Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire
Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du
veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve
- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur
- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit
La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est
- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire
- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide
Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral
- dans le compartiment moteur
- sur le pied de porte avant droit
- dans le coffre
Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une
petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur
Evolution du code VIN en fonction des types
Mercedes W201
Mercedes W202
Mercedes W203
Mercedes W204
Composition du code
Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un
systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation
- ISO 3779 de 1979 et
- ISO 3780 de 1980
Avant-propos
LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale
dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)
1 Domaine dapplication
La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero
didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme
uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers
La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes
aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833
3 Termes et deacutefinitions
31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN
Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de
son identification
32 Code didentification mondiale du constructeur WMI
Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du
veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification
dudit constructeur
33 Descripteur VDS
Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les
caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule
34 Indicateur VIS
Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une
combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre
veacutehicule
35 Constructeur
Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la
conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service
indeacutependante de lemplacement de lusine de montage
36 Anneacutee
Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule
deacutetermineacutee par le constructeur
37 Seacuteparation
Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du
numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites
Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee
Code
1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A
1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B
1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C
1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D
1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E
1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F
1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G
1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H
1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J
1989 K 2019 K
1990 L 2020 L
1991 M 2021 M
Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries
Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1
5
1
6
1
7
ISO 3779
Code
constructeu
r-WMI
Composition du
veacutehicule Code veacutehicule-VIS
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
plus de 500
veacutehiculesan
Code
constructeu
r-WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Numeacutero progressif
seacuterie
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
moins de 500
veacutehiculesan
WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Code
constructeu
r-WMI
Numeacutero
progressi
f seacuterie
Exemple de code VIN
Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot
- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)
1 VF (Europe S-Z France VF-VR)
3 3 (Peugeot)
- Type au mines (06)
4-6 741 (Composition du veacutehicule)
7 (306)
4 (04 portes)
1 ou A (Moteur D1768 cc)
7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)
9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)
- Anneacutee modegravele (01)
10 F (1985)
- Code VIS (07)
11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)
12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)
Poinccedilon Peugeot
WAUZZZ8GZPA001181
Codes pays
AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe
1ndash5 =
Ameacuterique
du Nord
6ndash7 =
Oceacuteanie
8ndash9 =
Ameacuterique
du Sud
AA-AH Afrique
du Sud
AJ-AN Cocircte
dIvoire
AP-A0 non
attribueacute
BA-BE Angola
BF-BK Kenya
BL-BR Tanzanie
BR Algeacuterie
BS-B0 non
attribueacute
CA-CE Benin
CF-CK
Madagascar
CL-CR Tunisie
CS-C0 non
attribueacute
DA-DE Egypte
DF-DK Maroc
DL-DR Zambie
DS-D0 non
attribueacute
(probable
Algerie)
EA-EE Ethiopie
EF-EK
Mozambique
EL-E0 non
attribueacute
FA-FE Ghana
FF-FK Nigeria
FF-FK
Madagascar
FL-F0 non
attribueacute
GA-G0 non
attribueacute
HA-H0 non
attribueacute
JA-J0 Japon
KA-KE Sri
Lanka
KF-KK
Israel
KL-KR
Coreacutee du Sud
KS-K0 non
attribueacute
LA-L0 Chine
MA-ME Inde
MF-MK
Indoneacutesie
ML-MR
Thaiumllande
MS-M0 non
attribueacute
NF-NK
Pakistan
NL-NR
Turquie
NS-N0 non
attribueacute
PA-PE
Philippines
PF-PK
Singapour
PL-PR
Malaysie
PS-P0 non
attribueacute
RA-RE
Emirat
Arabes Unis
RF-RK
Taiwan
RL-RR
Vietnam
RS-R0 non
attribueacute
SA-SM
Grande
Bretagne
SN-ST
Allemagne
SU-SZ
Pologne
S1-S0 non
attribueacute
TA-TH Suisse
TJ-TP
Reacutepublique
Tchegraveque
TR-TV
Hongrie
TW-T1
Portugal
T2-T0 non
attribueacute
UA-UG non
attribueacute
UH-UM
Danemark
UN-UT Irlande
UU-UZ
Roumanie
U1-U4 non
attribueacute
U5-U7
Slovaquie
U8-U0 non
attribueacute
VA-VE
Autriche
VF-VR France
VS-VW
Espagne
VX-V2
Yougoslavie
V3-V5 Croatie
V6-V0 Estonie
WA-W0
1A-10 Etats
Unis
2A-20
Canada
3A-3W
Mexique
3X-37 Costa
Rica
38-30 non
attribueacute
4A-40 Etats
Unis
5A-50 Etats
Unis
6A-6W
Australie
6X-60 non
attribueacute
7A-7E
Nouvelle
Zeacutelande
7F-70 non
attribueacute
8A-8E
Argentine
8F-8K Chili
8L-8R
Equateur
8S-8W
Peacuterou
8X-82
Veacuteneacutezueacutela
83-80 non
attribueacute
9A-9E Breacutesil
9F-9K
Colombie
9L-9R
Paraguay
9S-9W
Uruguay
9X-92
Trinidad amp
Tobago
93-99 Breacutesil
90 non
attribueacute
Allemagne
XA-XE
Bulgarie
XF-XK Gregravece
XL-XR Pays
Bas
XS-XW Russie
XX-X2
Luxembourg
X3-X0 Russie
YA-YE
Belgique
YF-YK
Finlande
YL-YR Malte
YS-YW Suegravede
YX-Y2
Norvegravege
Y3-Y5
Bielorussie
Y6-Y0 Ukraine
ZA-ZR Italie
ZS-ZW non
attribueacute
ZX-Z2
Sloveacutenie
Z3-Z5 Lituanie
Z6-Z0 non
attribueacute
Chapitre 9
Organisation du
garage
1 Introduction
Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement
appeleacute
garage
est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la
reacuteparation des veacutehicules automobile
Un petit atelier de garagiste en
Nouvelle-Galles du Sud (Australie)
laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et
peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile
- meacutecanicien
- carrossier
- peintre en carrosserie
- vendeur etchellip
Un garage peut faire office de station-service tandis que
bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la
distribution de carburant proposent un service basique
de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule
et les reacuteparations mineures
Certains garages en outre proposent un service de vente
de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine
au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)
Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants
2 Histoire
Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en
mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle
passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -
progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)
Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele
eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport
Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en
- seacutecurisant et regraveglementant son emploi
- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute
le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se
multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations
3 CHOIX DE LIMPLANTATION
Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et
inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix
- Trafic
- Publiciteacute
- Faciliteacute daccegraves
- Coucirct du terrain
- Superficies possibles
- Frais fixes
4 REacutePARTITION DES SURFACES
La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de
- 13 bacircti
- 23 non-bacircti
a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees
- Aires de stationnement Clients magasin de PR
- veacutehicules en attente de reacuteparation
- veacutehicules clients reacutepareacutes
- veacutehicules neufs et occasions
- veacutehicules du personnel
- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets
b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre
- spacieux
- bien eacuteclaireacutes
- ventileacutes
- chauffeacutes
- daccegraves facile
Il faut preacutevoir
Piegraveces agrave usage de bureau
- 6msup2 par personne
Reacuteception et daccueil des clients
- sa localisation doit ecirctre eacutevidente
Salle dattente clients
- spacieuse
- confortable
- agreacutementeacutee
- documenteacutee
- eacutequipeacutee
- eacuteclaireacutee
- peinte toujours en blanc mat
Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes
- clients
- meacutecaniciens
- agents
Atelier de reacuteparation plusieurs zones
- reacuteparations rapides
- interventions longues
- carrosserie
- peinture
- eacutelectriciteacute
- mise au point etc
Piegraveces annexes
- deacutechets
- aire de lavage
- compresseurs
- vestiaires personnels
- sanitaires etc
5 LES MATEacuteRIELS
a) GROS MATEacuteRIELS
Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie
des trains roulants
Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles
Electriciteacute
Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs
b) PETITS MATEacuteRIELS
Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels
6 LES PERSONNELS
La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories
a) ENCADREMENT
Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique
Directeur financier
b) EXEacuteCUTION
Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance
Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs
Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs
a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE
a) RDC
b) Etage Bureaux et administration
b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION
AUTOMOBILE
a) OBJECTIF DE LENTREPRISE
Accroicirctre la productiviteacute
- en structurant les ateliers
- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles
ne se chevauchent pas
b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE
- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous
les secteurs
- Chaque secteur est autonome
- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la
responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe
c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE
LENTREPRISE
a) LE CHEF DENTREPRISE
Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous
les secteurs
b) LE CHEF DATELIER
- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des
employeacutes
- Il coordonne tous les services
c) LE REacuteCEPTIONNAIRE
- accueil le client
- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer
- eacutetablie eacuteventuellement un devis
- preacutecise les deacutelais de reacuteparation
Si le client est daccord
- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule
carburant accessoires)
- charge le planning de latelier
Apregraves les travaux
- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture
d) LE CHEF DEacuteQUIPE
Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation
e) LES COMPAGNONS
Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations
f) LE MAGASINIER
Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele
g) SERVICE FACTURATION
Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe
h) SERVICE COMPTABILITEacute
Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation
Chapitre 10
Devis
1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION
2 Deacutefinition
Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat
dun bien
Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation
Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des
relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable
3 Enjeux dun devis
Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela
permet de comparer les prix et les prestations fournies
Les Destinataires
- un client
- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise
bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans
deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune
erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable
bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave
lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat
ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule
Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits
4 Deacutemarche dutilisation des devis
a) Ce que doit comporter un devis
Identification du prestataire qui reacutedige le devis
bull nom et raison sociale
bull adresse complegravete
bull teacuteleacutephone
bull teacuteleacutecopie
bull email et site internet
Identification de la personne qui a demandeacute le devis
bull nom preacutenom
bull adresse
bull teacuteleacutephone
Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros
La date du devis
La liste des prix et le total
b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis
bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois
selon le projet
5) Estimation
bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui
constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la
puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration
que le reacutesultat
6) Quelles sont les regravegles dun bon devis
- Un prix ferme
- une trace eacutecrite en cas de litigehellip
Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux
Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment
- la somme globale agrave payer
- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes
- le nom et ladresse de lentreprise
- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du
devis
Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client
Des mentions suppleacutementaires
Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres
mentions non obligatoires comme par exemple
- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements
- la date limite preacutevue pour la fin des travaux
- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute
Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip
Si la facture est plus eacuteleveacutee
Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait
pas donneacute son accord preacutealablehellip
Que faire
Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans
certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres
premiegraveres)
si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture
Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence
Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de
reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de
la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel
Chapitre 11
Bon de commande
Commande
Dans le commerce une commande est une intention soit
- verbale
- eacutecrite
dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers
Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande
dachat
Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une
commande de vente
Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte
des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis
Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees
Eacutetapes dans les commandes commerciales
Commerce Action de lacheteur Action du vendeur
Acheteur qui deacutesire le
produit et vendeur qui
vend le produit
Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute
Veacuterification du pricing
du produit disponibiliteacute
speacutecifications coucircts de
livraison
Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes
Accord de transaction
entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat
Enregistrement de la commande
de vente
Le produit est expeacutedieacute du
vendeur agrave lacheteur
Fiche demballage facture pro
forma pour certaines
expeacuteditions internationales
Lacheteur reccediloit le
produit du vendeur
La fiche demballage et le produit sont
compareacutes avec la commande dachat on
veacuterifie le bon conditionnement du
produit
Le vendeur envoie la
facture (comptabiliteacute) agrave
lacheteur
On fait correspondre la fiche demballage
avec la commande dachat et la facture
on enregistre lachat dans les comptes
financiers dans la comptabiliteacute
fournisseurs
On enregistre la vente dans les
comptes financiers dans la
comptabiliteacute clients
Lacheteur paie le
vendeur
Paiement en espegraveces par chegraveque ou
paiement eacutelectronique enregistrement
du paiement sur la commande dachat
Reacuteception des espegraveces du
chegraveque ou du paiement
eacutelectronique enregistrement du
paiement sur la commande de
vente
- Identification du veacutehicule
- Chapitre moteur
Chapitre 7
Moteurs
agrave combustion interne
Moteurs agrave allumage commandeacute (essence)
Introduction
Cest une deacuteflagration (explosion) qui se produit au sein de ces moteurs
Les moteurs agrave allumage commandeacute
neacutecessitent une eacutetincelle pour le
deacuteclenchement de la combustion du meacutelange
carburantair
Tous les moteurs utilisant comme carburant
de lessence ou de lalcool voire un gaz
(GPL) ou autre dont le deacuteclenchement de la
combustion est deacutependant dune source
deacutenergie externe (bougie trembleur)sont
appelles
Moteur Renault Energy 14 de la Symbol
laquo moteur agrave allumage commandeacute raquo
Le moteur agrave allumage commandeacute est eacutequipeacute dun systegraveme complet dallumage composeacute de
Bougies Bobine Rupteur Faisceau
Une bougie qui fait des eacutetincelles
Une bobine qui sert agrave geacuteneacuterer une haute tension neacutecessaire agrave la creacuteation de leacutetincelle
Un systegraveme de commande de lallumage (rupteur ou systegraveme eacutelectronique)
Un faisceau eacutelectrique
21 Constitution
Ces moteurs transforment leacutenergie potentielle chimique stockeacutee dans un
carburant en travail (eacutenergie meacutecanique) gracircce agrave des combustions tregraves
rapides dougrave le terme dexplosions
Ils sont constitueacutes dun ou plusieurs cylindres
confinant les combustions
Dans chaque cylindre un piston coulisse en un mouvement
rectiligne alternatif
Mouvement transformeacute en rotation par lintermeacutediaire dune bielle
reliant le piston au vilebrequin (assemblage de manivelles sur un axe)
Chaque cylindre est fermeacute par une culasse munie dau moins deux soupapes
- La premiegravere permet lalimentation en meacutelange airessence du cylindre par le Collecteur
dadmission
- Lautre leacutevacuation des gaz bruleacutes vers leacutechappement
Soupapes drsquoeacutechappement Soupapes dans leurs logement
22 Fonctionnement
Figure II1 Cycle quatre temps agrave allumage commandeacute
Son cycle (de fonctionnement) se deacutecompose analytiquement en quatre temps (ou phases)
Le mouvement du piston est initieacute par la combustion (augmentation rapide du volume des gaz) dun
meacutelange de carburant et dair (comburant) qui a lieu durant le temps moteur
Le moteur fonctionne degraves lors seul et produit un couple sur son arbre de sortie
1 admission dun meacutelange air et de carburant vaporiseacute preacutesent dans le conduit dadmission
meacutelange preacutepareacute par divers composants (carburateur ou systegraveme dinjection) ouverture de la
soupape dadmission et descente du piston ce dernier aspire ainsi ce meacutelange dans le cylindre
agrave une pression de -01 agrave -03 bar
2 compression du meacutelange fermeture de la soupape dadmission puis remonteacutee du piston qui
comprime le meacutelange jusquagrave 12 agrave 18 bars et 400 agrave 500 degC dans la chambre de combustion
3 combustion (deacutetente aux environs du point mort haut) moment ougrave le piston atteint son point
culminant et ou la compression est au maximum la bougie dallumage (connecteacutee agrave un
geacuteneacuterateur deacutelectriciteacute haute tension) produit une eacutetincelle la combustion rapide qui sensuit
constitue le temps moteur les gaz chauds agrave une pression moyenne de 40 bars repoussent le
piston initiant le mouvement
4 eacutechappement ouverture de la soupape deacutechappement et remonteacutee du piston qui chasse les
gaz brucircleacutes deacutetendus dans le collecteur deacutechappement laissant la place agrave une nouvelle charge
de meacutelange Un nouveau cycle recommence
23 Allumage eacutelectronique
Un allumage eacutelectronique est une eacutevolution de lallumage classique par batteriebobine des moteurs agrave
explosion
Il a consisteacute agrave remplacer aussi le meacutecanisme davance agrave lallumage par un systegraveme eacutelectronique (en
reacutealiteacute dans ce cas le systegraveme est reacutegleacute sur
pleine avance) et un retardateur eacutelectronique
introduit le retard neacutecessaire agrave la situation du
moteur
Introduit dans les anneacutees 1970 lallumage
eacutelectronique sest geacuteneacuteraliseacute sur de nombreuses
cateacutegories de moteurs (automobiles motos etc)
agrave partir des anneacutees 1980
Allumage eacutelectronique
24 Avantages et inconveacutenients du moteur agrave allumage commandeacute
bull Plus leacuteger
bull Plus vif
bull Plus silencieux
bull Cout moindre
25 Les pannes
Les pannes dallumage sont une des grandes causes dimmobilisation involontaire des veacutehicules agrave
moteur
bull Usure des rupteurs
bull Deacutereacuteglage du point davance
bull Usure ou grippage du systegraveme davance
26 Combustion
La combustion du meacutelange est une transformation chimique (oxydation vive) du carburant et de
loxygegravene
On utilise geacuteneacuteralement loctane comme moleacutecule permettant de deacutecrire une combustion de ce type
Eacutequation de la combustion de loctane
2 C8H18 + 25 O2 16 CO2 + 18 H2O + Q
2 Moteur Diesel
Principe
Fruit des travaux meneacutes par lingeacutenieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897 le moteur Diesel
est un moteur agrave combustion interne dont lallumage nest pas commandeacute mais spontaneacute par
pheacutenomegravene dauto-inflammation
Il na donc pas besoin de bougies dallumage
Cela est possible gracircce agrave un tregraves fort taux de compression (rapport volumeacutetrique) denviron 141 agrave
251 permettant dobtenir une tempeacuterature de 700 agrave 900 degC
Des bougies de preacutechauffage sont souvent utiliseacutees pour permettre le deacutemarrage du moteur agrave froid en
augmentant la tempeacuterature de la chambre de combustion mais leur preacutesence nest pas systeacutematique
Ce type de moteur agrave taux de compression eacuteleveacute a connu une expansion rapide en automobile agrave partir
de la fin des anneacutees 1980 lorsque la suralimentation par turbocompresseur en a notablement ameacutelioreacute
les performances
Comme le moteur thermique agrave allumage commandeacute le moteur Diesel est constitueacute de pistons
coulissants dans des cylindres fermeacutes par une culasse reliant les cylindres aux collecteurs dadmission
et deacutechappement culasse eacutequipeacutee de soupapes commandeacutees par un ou plusieurs arbres agrave cames
Moteur VW TDI
Le fonctionnement repose sur lauto-inflammation du gazole dans de lair comprimeacute agrave plus de 120
du volume du cylindre a environ
- 35 bar de pression
- 600 degC de tempeacuterature
En brucirclant le meacutelange augmente fortement dans le cylindre
- la pression entre 60 agrave 100 bars
- la tempeacuterature a 1500 degC
Le cycle Diesel agrave quatre temps comporte
- Admission Contrairement au moteur agrave essence crsquoest de lrsquoair pur et non un meacutelange carbureacute qui est
introduit dans le cylindre lors de cette phase
- Compression Lrsquoair fortement comprimeacute est porteacute agrave une pression de 30 agrave 40 bars pour une
tempeacuterature de 500 agrave 600 degC environ
Admission Compression Combustion Echappement
Figure I1 les quatre temps drsquoun moteur Diesel
- combustion A la fin de la compression le gas-oil est alors injecteacute sous forme de fines gouttelettes
soit directement dans la chambre de combustion (injection directe) soit dans une preacute-chambre
turbulente destineacutee agrave favoriser sa combustion au contact de lrsquoair chaud (injection indirecte) La
pression drsquoinjection varie de 80 agrave 250 bars suivant le type de moteur Au contact de lrsquoair agrave tempeacuterature
eacuteleveacutee le combustible srsquoenflamme de lui-mecircme sa tempeacuterature drsquoinflammation eacutetant voisine de 300
degC Il srsquoenflamme spontaneacutement agrave mesure qursquoil est introduit Cependant un certain temps mesurable
srsquoeacutecoule entre le deacutebut drsquoinjection et le deacutebut de la combustion Crsquoest le deacutelai drsquoallumage Les gaz
augmentent tregraves rapidement de volume et chassent le piston vers le bas Crsquoest la deacutetente ou temps
moteur La pression des gaz est de lrsquoordre de 50 agrave 120 bars et la tempeacuterature de 1800 agrave 2000 degC
- Echappement Les gaz brucircleacutes sont chasseacutes par le piston qui remonte gracircce agrave la soupape
drsquoeacutechappement qui srsquoouvre
Les seules bougies preacutesentes sur un moteur diesel sont les bougies de preacutechauffage qui comme leur
nom lindique preacutechauffent les chambres de combustion (ou les preacutechambres suivant le type de diesel)
afin dobtenir lorsque le moteur est froid une tempeacuterature suffisante pour lauto-inflammation du
carburant
332 Vitesse et puissance
Les vitesses de rotation des moteurs diesel sont tregraves diffeacuterentes dun moteur agrave un autre
En effet plus le moteur est gros plus la course du piston est grande et plus le moteur est lent
Trois classes de moteurs sont ainsi deacutefinies
bull moteur lent moins de 200 trmin
bull moteur semi-rapide entre 400 et 1 000 trmin
bull moteur rapide 1 000 trmin et plus
Scheacutematiquement plus le piston est gros plus sa course
est importante
Pour exemplethinsp moteur DW10 ATED de PSA cylindreacutee
1 997 cmsup3 aleacutesage 85 mm course 88 mm reacutegime de
puissance maximale 4 000 trmin
Pour ce moteur la vitesse lineacuteaire du piston dans le
cylindre agrave 4 000 trmin est de 88 x 2 (deux courses par
tour moteur) = 176 mm ou en megravetres 0176 times 4 000
soit 704 mmin ou 70460thinspms = 117 ms
Moteur Diesel PSA
Certains moteurs Diesel lents de type agrave 2 temps atteignent 100 000 ch (voir le porte- conteneurs
Emma Maeligrsk) comme le Waumlrtsilauml RT-flex96C 14 cylindres moteur agrave 2 temps lent
(92102 toursmin)
Les cylindres ont un aleacutesage de 96 cm et le piston une course de
25 m2
Ce moteur a une hauteur denviron 13 megravetres et une longueur de 26
megravetres pour un poids de 2 300 tonnes
333 Combustion
Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le
dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone
et eau
Eacutequation parfaite de la combustion du gazole
hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp
2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q
En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible
334 Usage
On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple
important ou dun bon rendement
- locomotives
- bateaux
- camions
- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier
- tracteurs agricoles
- groupes eacutelectrogegravenes
- engins de travaux publics
- automobiles
335 Circuit drsquoalimentation
Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel
comprend les eacuteleacutements suivants
- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible
Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre
- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est
proteacutegeacutee par un preacute-filtre
- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La
pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre
- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les
cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une
circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe
Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne
- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion
- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent
lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites
Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au
travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal
Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection
dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute
pression vers les injecteurs
Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et
la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent
leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs
le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi
produit
Pompe agrave injection diesel rotative
Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme
temps que les divers deacutebits de deacutegazage
335 Deacutelai drsquoallumage
Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est
deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage
Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera
drsquoautant plus faible que
- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee
- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est
plus basse
- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute
- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee
- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute
336 Moteur agrave injection directe
Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute
sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure
I17)
La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair
important pour favoriser le brassage du meacutelange
Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])
Injection directe
Avantages
- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion
- Les deacutemarrages sont plus faciles
- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs
Inconveacutenients
Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges
Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide
336 Avantages du moteur Diesel
Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de
choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du
moteur agrave essence
Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun
turbocompresseur
Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)
technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)
Turbocompresseur
Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute
p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i
Systegraveme drsquoinjection a rampe commune
Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint
jusquagrave
2thinsp500 bars
Contre
- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune
- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)
Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole
- turbulente
- continue
- constante et
- bien reacutepartie
parametres essentielles pour une bonne combustion
Cette technologie porte le nom de
bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration
bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et
3e geacuteneacuteration
bull HDi Peugeot Citroeumln
bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia
bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart
bull CRD Jeep
bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)
bull d BMW (ex 530d)
bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen
bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)
bull d Lexus (exIS 220 d)
bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection
directe sans rampe commune)
bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi
bull DI-D Mitsubishi
bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)
bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe
commune)
bull MZR-CD Mazda
bull i-CTDi Honda
bull CRDi Hyundai
bull CRDI Kia
bull TCDi VCDi Chevrolet
bull TID Saab
34 Architectures moteurs
341 Introduction
Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont
- meacutediocre rendement
- vibrations
- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution
De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat
de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares
architectures ont eu droit agrave la production industrielle
342 Caracteacuterisation
La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle
Elle est calculeacutee agrave partir
- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)
- de la distance parcourue par un piston (la course) et
- du nombre de cylindres
La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee
selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de
tempeacuterature et de pression
Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912
Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des
pertes dans la transmission
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)
1 cheval-vapeur = 736 Watt
Le couple maximal est exerceacute sur laxe
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant
La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation
Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par
seconde
La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute
- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz
contenus apregraves le cycle dadmission)
Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee
- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses
cylindres au point mort bas et au point mort haut
Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer
(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute
343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur
3431 Eleacutements fixes
34311 Bloc-moteur
Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la
piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)
Ses fonctions principales sont les suivantes
- contenir les cylindres
- supporter le vilebrequin la culasse les
accessoires
- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification
Scheacutema drsquoun bloc moteur
- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de
refroidissement est utiliseacute)
Bloc a 04 cylindres
34312 Chemises
Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)
a) b) c)
Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912
34313 Culasse
La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre
Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou
drsquoaluminium
Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur
La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements
ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur
refroidi agrave eau
Les culasses portent
- les injecteurs
- les soupapes
- les culbuteurs
- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo
Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure
Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres
I322 Eleacutements mobiles
I3221Vilebrequin
Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles
Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des
paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo
Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes
de bielles sont les
laquo manetons raquo (Reacutef [2])
Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques
appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons
Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage
jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)
Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin
I2322 Bielles
Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles
reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et
entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants
Elles sont en acier allieacute
Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la
leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de
- compression
- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons
- flexion
Les trois principales parties dune bielle sont
- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston
- le corps
- la tecircte qui sarticule sur un maneton du
vilebrequin
Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912
Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une
bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est
emmancheacute avec serrage
Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en
I parfois tubulaire
La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en
permettre le montage sur le vilebrequin
La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo
Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans
la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction
Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de
plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis
agrave de tregraves gros efforts
Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils
sont alors en bronze speacutecial
Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons
Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier
eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction
I3223Piston
Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties
principales
- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz
- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure
lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories
reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston
- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe
- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des
calories
- Fonctions du piston
Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la
bielle les efforts dus aux gaz
- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non
suralimenteacutes
- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels
Figure I9 Piston
Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de
calories au fluide de refroidissement
Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage
Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins
encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus
reacuteduite pour avoir un moteur compact)
La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie
peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de
jeu agrave froid un grippage
Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue
Fig 9a Piston pour moteur Diesel
Formes de la tecircte du piston
La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par
lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du
piston est habituellement plate
Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et
forme totalement ou partie la chambre de combustion
Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les
automobiles de course pour une toute autre raison
Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant
de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence
injecteacute dans la chambre
Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la
position de linjecteur selon la technique dinjection
On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection
Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par
linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie
dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes
raquo et stratifieacutee
Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un
tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la
chambre
Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection
Fig9b Illustration des mouvements
tourbillonnaire swirl et tumble
I3224Segmentation
Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans
les gorges du piston
Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement
supeacuterieur agrave celui du cylindre
En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)
- le segment ndeg3 segment coup de feu
(ou segment de feu)
- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute
- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur
Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments
Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression
Les rocircles de la segmentation sont les suivants
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz
ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu
Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion
passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des
segments inteacuterieurs
Figure I10 Segments de piston
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification
crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment
drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance
- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre
Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique
coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston
Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de
lassemblage du moteur (fig10b)
Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est
de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe
Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment
Fig10b Tierccedilages des segments
I3225Axe de piston
Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur
surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee
Trois types de montage sont couramment utiliseacutes
- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est
libre dons le piston
- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans
lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston
- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par
des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires
Lajustement de laxe est agrave
- frottement doux dans la bielle
- frottement dur dans le piston
Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de
faciliter la mise en place de laxe
Figure I11 Axe de piston monteacute flottant
52 La distribution
Mais cest quoi dont la distribution
Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes
dadmission et deacutechappement
Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston
Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les
systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures
Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une
deacutechappement
Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement
deux agrave deux
(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes
Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre
Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des
ressorts en heacutelice
Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave
la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)
La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est
communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune
tige et dun culbuteur
Fig12 Distribution
331 Soupapes
Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre
temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes
Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts
de rappel
Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties
a) Tecircte de la soupape
Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de
soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre
La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est
deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg
b) Collet
Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave
faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet
dentaille ducirc au changement de section
c) Tige
Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure
le guidage vertical de la soupape
La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la
culasse
d) Queue
Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames
Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger
les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6
Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant
Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le
silicium le tungstegravene le nickel
Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee
332 Culbuteurs et poussoirs
Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la
culasse
Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils
reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs
Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD
Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames
soit
- par lintermeacutediaire dun galet
- par intermeacutediaire dun plateau
Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent
Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)
521 Le diagramme de distribution
Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point
le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)
Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB
Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre
Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression
ou rapport volumeacutetrique
Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur
522 Les systegravemes de controcircle des soupapes
Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et
deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes
conditions
Moteurs culbuteacutes
Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave
transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les
soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs
le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou
central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)
Ces moteurs sont dits culbuteacutes
Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees
1970-80
Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute
Tout dabord quest ce quune came
La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves
preacuteciseacutement afin de
-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape
-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial
-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort
Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames
La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche
mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci
contre en haut)
Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les
cylindres afin de les synchroniser
Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages
Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit
relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire
Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte
Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes
dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur
Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came
lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes
peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs
Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte
Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de
placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes
directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)
et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces
en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de
soupapes)
Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir
cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus
du poussoir
Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon
souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des
culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes
Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte
Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de
saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs
dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs
Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en
inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun
culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire
agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes
La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames
Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames
Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner
sans lautre car ils sont relieacutes entre eux
Ceci est souvent appeleacute larbre moteur
Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave
cames en tecircte (sur la droite)
Cest ce quon appelle la chaine de distribution
On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee
Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place
a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee
Figure V4 commande par chaine non 16032016
323 Nombre de soupapes par cylindre
Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de
distribution Mais ceci nest pas la seule raison
Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2
soupapes par cylindre
Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle
entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de
compression eacuteleveacute
Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les
performances du moteur
Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite
impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher
Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile
En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement
moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile
Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les
contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer
En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer
dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie
Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes
Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore
utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme
Ainsi ce moteur comptant
- 3 soupapes dadmission
- 2 soupapes deacutechappement
permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion
La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes
Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents
mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de
culbuteurs
Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique
53 Refroidissement
Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent
sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur
Il faut donc les refroidir sous peine de destruction
Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et
adapteacutee
531 Refroidissement agrave air
En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement
Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un
cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en
contact avec lair
Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les
veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des
automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle
Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions
Moteur de la VW Coccinelle
Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a
toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes
par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation
du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave
air (encombrement poids simpliciteacute prix)
Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours
un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement
liquide
532 Refroidissement liquide
Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les
performances du refroidissement
Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des
cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct
avec lair ambiant
Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le
liquide de refroidissement
Radiateur moderne en aluminium
Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach
Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le
refroidissement tregraves efficace dun liquide
Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair
Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui
Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le
refroidissement du moteur
Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par
le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur
Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau
Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions
permettant une lubrification optimale
Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par
plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques
lubrifiants utiliseacutes
La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat
situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde
thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur
Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer
assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur
533 Refroidissement par huile
Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en
mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans
les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct
Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois
muni dailettes un petit radiateur dhuile
Exemple
Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un
gros radiateur dhuile
Avantages
Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent
inutiles
Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception
Inconveacutenients
Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus
coucircteuses pour lutilisateur
De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges
dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile
54 Architecture des moteurs agrave explosion
Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres
bull Cylindres en ligne
bull Cylindres en V
bull Cylindres en W
bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)
bull Cylindres en H
bull Cylindres en eacutetoile
bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)
541 Monocylindre
Historique
Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz
le 30 janvier 1807
Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il
fonctionne selon le cycle de Lenoir
Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de
Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les
mouvements dans la phase de compression
542 Quatre cylindres
Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-
Paris
Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les
grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la
gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les
voitures courantes de moyennes et basses gammes
Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900
04 cylindres en V
Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader
Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant
1914
Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB
04 cylindres (en ligne) coucheacute
Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre
monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres
accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor
Carriage Company))
On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les
veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo
04 cylindres agrave plat boxer
Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg
Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen
Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de
graviteacute assez bas
Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de
redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC
En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline
compacte en Europe
Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie
du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute
un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement
Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement
convaincant
- Pas de claquement agrave froid
- une quasi absence de vibration
- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel
Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la
premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire
Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)
543 Six cylindres
Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand
il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres
Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)
La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032
Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont
Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg
en faisant appel agrave des six cylindres
La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe
En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon
Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand
nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes
Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur
Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare
On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez
Laverda en endurance (moteur en V)
Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition
Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement
- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)
- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)
- Benelli avec une 750 puis une 900
En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing
544 Huit cylindres et plus
Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron
Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo
Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V
La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne
Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de
puissance
Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres
soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les
reacuteacteurs
Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent
les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes
Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de
cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth
Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1
Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule
Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de
fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute
En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance
sportive
Puissance drsquoun
veacutehicule
1 Calculs de la pesanteur
11 Deacutecliviteacute
Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H
α = H L
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes
12 Poids du veacutehicule
Calculons le poids drsquoun veacutehicule
P = M g
P poids exprimeacute en N
M masse exprimeacutee en kg
g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)
13 Composante du poids
Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture
F = M g α
Avec
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
14 Travail de la force de traction
Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D
E = F D
E travail exprimeacute en J
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
D distance parcourue exprimeacutee en m
15 Energie
Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H
E = M g H
Avec
E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
15 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V
B = F V
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
V vitesse exprimeacutee en ms
En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement
et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse
16 puissance absorbeacutee par une ascension
Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T
B = M g H T
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m
T temps exprimeacute en s
2 Calculs Aeacuterodynamiques
21 Surface frontale
Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave
lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au
produit de la largeur par la hauteur
camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2
autocar 25 m x 32 m = 8 m2
voiture 18 m x 14 m = 25 m 2
motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2
22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair
Le Cx est calculeacute agrave partir
Cx = 2 F (S Mair Vsup2)
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse air exprimeacutee en ms
23 Reacutesistance de lrsquoair
R = frac12 S Cx Mair Vsup2
R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse exprimeacutee en ms
24 SCx
Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx
est le produit de la surface frontale par le Cx
SCx = S Cx
Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute
25 Constante aeacuterodynamique
La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules
A = S Cx M
Avec
A constante aeacuterodynamique [kgm]
S surface frontale [m2]
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]
26 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair
B = F x V
F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]
V vitesse du veacutehicule [ms]
3 Calculs thermiques
31 Calcul de la cylindreacutee
D2
V = π L N
4
Avec
D aleacutesage du cylindre
L course du piston
N nombre de cylindre
32 Calcul du PCI des combustibles
Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of
combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0
Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales
de tempeacuterature et de pression
Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene
(autrement dit la quantiteacute de chaleur)
Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour
donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur
321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)
Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de
C16H34
Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole
Combustion
Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene
des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene
La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune
maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant
Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire
- qui deacutegage de la chaleur
- elle produit du CO2
- de leau
- dautres composeacutes plus ou moins agressif
La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des
proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et
sans gaspillage
Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes
Pour le gazole
C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q
- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene
- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair
- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3
- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg
Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane
La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est
Carbone C = 087
Hydrogegravene H = 0126
Oxygegravene O = 0004
Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute
Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI
PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]
PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]
33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil
Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent
que pour bruler
1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ
- 112 kg drsquoN2
- 34 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 32 kg CO2
- 12 kg drsquoH2O
1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ
- 118 kg drsquoN2
- 035 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 31 kg de CO2
- 14 kg drsquoH2O
1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ
- 12 kg drsquoN2
- 036 kg drsquoO2)
La reacuteaction produit environ
- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 3 kg de CO2
- 16 kg drsquoH2O
La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut
avoir
[kg drsquoairkg]
minus+
= OHCL 8
3
8
230
10
[kmol drsquoairkg]
minus
+
=
32412210
10
OHCL
34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil
Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave
cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on
peut srsquoen approcher
Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du
fonctionnement drsquoun moteur
En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les
pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en
permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique
Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes
tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en
temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres
Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair
Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave
la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055
Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]
35 Quantiteacute des produits produit de combustion
Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un
carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees
Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent
que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)
Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont
indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants
Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour
simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees
meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains
atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire
oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes
complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules
carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de
carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2
lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout
meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves
drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave
haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la
formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre
lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la
particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique
NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene
atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour
les organismes vivants
C
nCO2 = [kmolekg]
12
H
nHO2 = [kmolekg]
2
nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]
nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]
36 Quantiteacute totale des produits de combustion
nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]
37 Puissance nominale
Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile
Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur
la puissance du moteur
Le choix est vaste et on srsquoy perd
80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip
Que signifient reacuteellement ces chiffres
Agrave quoi sert la puissance
Comment la mesure-t-on
Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse
Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses
Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la
transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps
Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)
puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle
(route en deacutecliviteacute)
La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps
mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps
On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs
de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance
Banc drsquoessai moteur
Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun
- frein
- compte-tours
Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le
frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz
restant grande ouverte
En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au
couple de freinage
il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple
moteur
Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple
moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation
In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs
F N
Pf =
10 000
Ougrave
F charge [N]
N = reacutegime de rotation [trmn]
38 Puissance corrigeacutee
Pfc = Pf f
Avec
f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f
= 1085
Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion
f = 1085
Pamb = 719 [mmHg]
39 Consommation speacutecifique
La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire
un travail T donneacute
(3600 v Ps )
Cs = [gkWh]
(t Pf)
Ou
v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]
Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]
t temps de consommation [s]
Pf puissance au frein [kW]
310 Consommation speacutecifique corrigeacutee
Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)
Ou
Pfc puissance corrigeacutee
311 Couple moteur
Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur
Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier
abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour
lrsquoacheteur
Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest
- la masse de la voiture
- son couple moteur
- le reacutegime auquel il est disponible
qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en
situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient
Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs
- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons
- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin
On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et
drsquoun frein
La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres
un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le
maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion
Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur
maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave
mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip
Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation
de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru
se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable
Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas
trop eacuteleveacutehellip
30PN 1000
CN = [Nm]
N π
Ou
PN Puissance nominale [kW]
N Vitesse de rotation [trmn]
312 Couple corrigeacutee
30Pfc 1000
Cc = [Nm]
N π
Ou
Pf Puissance corrigeacutee [kW]
4 Bilan thermique des moteurs
Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion
Elle apparaicirct sous deux formes distinctes
Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel
brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene
normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est
donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement
Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le
cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de
combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin
signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous
forme de mouvement (4)
Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie
En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique
En effet le rendement se deacutefinit comme
eacutenergie reacutecupeacutereacutee
Rendement =
eacutenergie consommeacutee
Dans le cas drsquoun moteur
lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance
exprimeacutee en kilowattheure [kW]
lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en
kilogrammes puis convertie en joules)
Le reacutesultat est une grandeur sans dimension
Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne
QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge
- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible
- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective
- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement
- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement
- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion
incomplegravete frottements etc)
Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur
Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on
trouve
41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion
Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )
Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )
GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )
Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )
Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )
GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )
(PCI Csh)
QT =
36
Calcul de la consommation horaire
- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]
- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]
42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps
Qe = 1000 Pf [Js]
Sachant que
- Pf puissance au frein [W]
43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement
Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante
C i D(1+2m ) Nm
Qr = [Js]
λ Avec
- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie
dans la plage [045 divide 0 53]
- i Nombre de cylindres
- D Aleacutesage du cylindre
- N freacutequence de rotation du vilebrequin
- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par
lrsquointervalle [06 divide 07 ]
- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair
44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement
Csh
Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]
36 Avec
- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de
combustible]
- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]
- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]
- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]
- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]
- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave
pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis
45 Autres pertes de chaleur
QP = QT - (Qe + Qr + Qge)
Chapitre 8
Identification du
veacutehicule
Vehicle Identification Number
Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est
donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950
Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule
ainsi que sur le moteur et dans
lordinateur de bord
Lanceacute dans une forme simplifieacutee en
1950 par les constructeurs ameacutericains
ce code passera aux 17 caractegraveres
actuels en 1980
Le numeacutero inscrit sur la carte grise
dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie
du type raquo correspond bien agrave celui
figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis
Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis
mais son appellation officielle est
Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule
(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe
laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo
Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une
Longueur de 17 caractegraveres
et peut ecirctre diviseacute en 3 sections
bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave
Identification Mondiale du Constructeur
WMI World Manufacturer Identification (anglais)
Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des
variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication
A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1
- Peugeot est VF3
- Citroeumln est VF7
Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur
(WMI)
On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres
Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9
caractegraveres les autres 14
Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les
bus ou les camions comme par exemple
bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en
- 1G1 pour Chevrolet
- 1G2 pour Pontiac et
- 1GC pour Chevrolet camions
bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en
- FA pour Fiat Auto et
- FC pour Fiat VI
Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est
implanteacutee Exemple
- ZFA Fiat Auto Italie
- SUF Fiat Auto Pologne
- 8AF Fiat Auto Argentine
- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie
- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil
bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la
Section de Description du Veacutehicule
VDS Vehicle Description Section (anglais)
ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault
utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines
bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la
Section drsquoIdentification du Veacutehicule
VIS Vehicle Identification Section en anglais
Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur
concerneacute
Emplacement du VIN
Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui
figurant sur la voiture
il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur
chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise
Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens
en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero
reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la
marque
Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre
- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou
- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture
En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer
accidentellement ou salteacuterer
Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire
Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du
veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve
- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur
- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit
La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est
- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire
- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide
Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral
- dans le compartiment moteur
- sur le pied de porte avant droit
- dans le coffre
Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une
petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur
Evolution du code VIN en fonction des types
Mercedes W201
Mercedes W202
Mercedes W203
Mercedes W204
Composition du code
Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un
systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation
- ISO 3779 de 1979 et
- ISO 3780 de 1980
Avant-propos
LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale
dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)
1 Domaine dapplication
La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero
didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme
uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers
La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes
aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833
3 Termes et deacutefinitions
31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN
Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de
son identification
32 Code didentification mondiale du constructeur WMI
Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du
veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification
dudit constructeur
33 Descripteur VDS
Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les
caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule
34 Indicateur VIS
Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une
combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre
veacutehicule
35 Constructeur
Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la
conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service
indeacutependante de lemplacement de lusine de montage
36 Anneacutee
Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule
deacutetermineacutee par le constructeur
37 Seacuteparation
Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du
numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites
Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee
Code
1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A
1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B
1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C
1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D
1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E
1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F
1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G
1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H
1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J
1989 K 2019 K
1990 L 2020 L
1991 M 2021 M
Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries
Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1
5
1
6
1
7
ISO 3779
Code
constructeu
r-WMI
Composition du
veacutehicule Code veacutehicule-VIS
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
plus de 500
veacutehiculesan
Code
constructeu
r-WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Numeacutero progressif
seacuterie
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
moins de 500
veacutehiculesan
WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Code
constructeu
r-WMI
Numeacutero
progressi
f seacuterie
Exemple de code VIN
Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot
- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)
1 VF (Europe S-Z France VF-VR)
3 3 (Peugeot)
- Type au mines (06)
4-6 741 (Composition du veacutehicule)
7 (306)
4 (04 portes)
1 ou A (Moteur D1768 cc)
7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)
9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)
- Anneacutee modegravele (01)
10 F (1985)
- Code VIS (07)
11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)
12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)
Poinccedilon Peugeot
WAUZZZ8GZPA001181
Codes pays
AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe
1ndash5 =
Ameacuterique
du Nord
6ndash7 =
Oceacuteanie
8ndash9 =
Ameacuterique
du Sud
AA-AH Afrique
du Sud
AJ-AN Cocircte
dIvoire
AP-A0 non
attribueacute
BA-BE Angola
BF-BK Kenya
BL-BR Tanzanie
BR Algeacuterie
BS-B0 non
attribueacute
CA-CE Benin
CF-CK
Madagascar
CL-CR Tunisie
CS-C0 non
attribueacute
DA-DE Egypte
DF-DK Maroc
DL-DR Zambie
DS-D0 non
attribueacute
(probable
Algerie)
EA-EE Ethiopie
EF-EK
Mozambique
EL-E0 non
attribueacute
FA-FE Ghana
FF-FK Nigeria
FF-FK
Madagascar
FL-F0 non
attribueacute
GA-G0 non
attribueacute
HA-H0 non
attribueacute
JA-J0 Japon
KA-KE Sri
Lanka
KF-KK
Israel
KL-KR
Coreacutee du Sud
KS-K0 non
attribueacute
LA-L0 Chine
MA-ME Inde
MF-MK
Indoneacutesie
ML-MR
Thaiumllande
MS-M0 non
attribueacute
NF-NK
Pakistan
NL-NR
Turquie
NS-N0 non
attribueacute
PA-PE
Philippines
PF-PK
Singapour
PL-PR
Malaysie
PS-P0 non
attribueacute
RA-RE
Emirat
Arabes Unis
RF-RK
Taiwan
RL-RR
Vietnam
RS-R0 non
attribueacute
SA-SM
Grande
Bretagne
SN-ST
Allemagne
SU-SZ
Pologne
S1-S0 non
attribueacute
TA-TH Suisse
TJ-TP
Reacutepublique
Tchegraveque
TR-TV
Hongrie
TW-T1
Portugal
T2-T0 non
attribueacute
UA-UG non
attribueacute
UH-UM
Danemark
UN-UT Irlande
UU-UZ
Roumanie
U1-U4 non
attribueacute
U5-U7
Slovaquie
U8-U0 non
attribueacute
VA-VE
Autriche
VF-VR France
VS-VW
Espagne
VX-V2
Yougoslavie
V3-V5 Croatie
V6-V0 Estonie
WA-W0
1A-10 Etats
Unis
2A-20
Canada
3A-3W
Mexique
3X-37 Costa
Rica
38-30 non
attribueacute
4A-40 Etats
Unis
5A-50 Etats
Unis
6A-6W
Australie
6X-60 non
attribueacute
7A-7E
Nouvelle
Zeacutelande
7F-70 non
attribueacute
8A-8E
Argentine
8F-8K Chili
8L-8R
Equateur
8S-8W
Peacuterou
8X-82
Veacuteneacutezueacutela
83-80 non
attribueacute
9A-9E Breacutesil
9F-9K
Colombie
9L-9R
Paraguay
9S-9W
Uruguay
9X-92
Trinidad amp
Tobago
93-99 Breacutesil
90 non
attribueacute
Allemagne
XA-XE
Bulgarie
XF-XK Gregravece
XL-XR Pays
Bas
XS-XW Russie
XX-X2
Luxembourg
X3-X0 Russie
YA-YE
Belgique
YF-YK
Finlande
YL-YR Malte
YS-YW Suegravede
YX-Y2
Norvegravege
Y3-Y5
Bielorussie
Y6-Y0 Ukraine
ZA-ZR Italie
ZS-ZW non
attribueacute
ZX-Z2
Sloveacutenie
Z3-Z5 Lituanie
Z6-Z0 non
attribueacute
Chapitre 9
Organisation du
garage
1 Introduction
Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement
appeleacute
garage
est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la
reacuteparation des veacutehicules automobile
Un petit atelier de garagiste en
Nouvelle-Galles du Sud (Australie)
laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et
peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile
- meacutecanicien
- carrossier
- peintre en carrosserie
- vendeur etchellip
Un garage peut faire office de station-service tandis que
bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la
distribution de carburant proposent un service basique
de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule
et les reacuteparations mineures
Certains garages en outre proposent un service de vente
de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine
au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)
Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants
2 Histoire
Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en
mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle
passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -
progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)
Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele
eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport
Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en
- seacutecurisant et regraveglementant son emploi
- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute
le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se
multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations
3 CHOIX DE LIMPLANTATION
Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et
inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix
- Trafic
- Publiciteacute
- Faciliteacute daccegraves
- Coucirct du terrain
- Superficies possibles
- Frais fixes
4 REacutePARTITION DES SURFACES
La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de
- 13 bacircti
- 23 non-bacircti
a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees
- Aires de stationnement Clients magasin de PR
- veacutehicules en attente de reacuteparation
- veacutehicules clients reacutepareacutes
- veacutehicules neufs et occasions
- veacutehicules du personnel
- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets
b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre
- spacieux
- bien eacuteclaireacutes
- ventileacutes
- chauffeacutes
- daccegraves facile
Il faut preacutevoir
Piegraveces agrave usage de bureau
- 6msup2 par personne
Reacuteception et daccueil des clients
- sa localisation doit ecirctre eacutevidente
Salle dattente clients
- spacieuse
- confortable
- agreacutementeacutee
- documenteacutee
- eacutequipeacutee
- eacuteclaireacutee
- peinte toujours en blanc mat
Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes
- clients
- meacutecaniciens
- agents
Atelier de reacuteparation plusieurs zones
- reacuteparations rapides
- interventions longues
- carrosserie
- peinture
- eacutelectriciteacute
- mise au point etc
Piegraveces annexes
- deacutechets
- aire de lavage
- compresseurs
- vestiaires personnels
- sanitaires etc
5 LES MATEacuteRIELS
a) GROS MATEacuteRIELS
Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie
des trains roulants
Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles
Electriciteacute
Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs
b) PETITS MATEacuteRIELS
Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels
6 LES PERSONNELS
La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories
a) ENCADREMENT
Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique
Directeur financier
b) EXEacuteCUTION
Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance
Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs
Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs
a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE
a) RDC
b) Etage Bureaux et administration
b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION
AUTOMOBILE
a) OBJECTIF DE LENTREPRISE
Accroicirctre la productiviteacute
- en structurant les ateliers
- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles
ne se chevauchent pas
b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE
- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous
les secteurs
- Chaque secteur est autonome
- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la
responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe
c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE
LENTREPRISE
a) LE CHEF DENTREPRISE
Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous
les secteurs
b) LE CHEF DATELIER
- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des
employeacutes
- Il coordonne tous les services
c) LE REacuteCEPTIONNAIRE
- accueil le client
- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer
- eacutetablie eacuteventuellement un devis
- preacutecise les deacutelais de reacuteparation
Si le client est daccord
- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule
carburant accessoires)
- charge le planning de latelier
Apregraves les travaux
- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture
d) LE CHEF DEacuteQUIPE
Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation
e) LES COMPAGNONS
Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations
f) LE MAGASINIER
Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele
g) SERVICE FACTURATION
Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe
h) SERVICE COMPTABILITEacute
Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation
Chapitre 10
Devis
1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION
2 Deacutefinition
Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat
dun bien
Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation
Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des
relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable
3 Enjeux dun devis
Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela
permet de comparer les prix et les prestations fournies
Les Destinataires
- un client
- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise
bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans
deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune
erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable
bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave
lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat
ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule
Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits
4 Deacutemarche dutilisation des devis
a) Ce que doit comporter un devis
Identification du prestataire qui reacutedige le devis
bull nom et raison sociale
bull adresse complegravete
bull teacuteleacutephone
bull teacuteleacutecopie
bull email et site internet
Identification de la personne qui a demandeacute le devis
bull nom preacutenom
bull adresse
bull teacuteleacutephone
Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros
La date du devis
La liste des prix et le total
b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis
bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois
selon le projet
5) Estimation
bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui
constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la
puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration
que le reacutesultat
6) Quelles sont les regravegles dun bon devis
- Un prix ferme
- une trace eacutecrite en cas de litigehellip
Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux
Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment
- la somme globale agrave payer
- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes
- le nom et ladresse de lentreprise
- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du
devis
Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client
Des mentions suppleacutementaires
Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres
mentions non obligatoires comme par exemple
- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements
- la date limite preacutevue pour la fin des travaux
- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute
Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip
Si la facture est plus eacuteleveacutee
Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait
pas donneacute son accord preacutealablehellip
Que faire
Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans
certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres
premiegraveres)
si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture
Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence
Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de
reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de
la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel
Chapitre 11
Bon de commande
Commande
Dans le commerce une commande est une intention soit
- verbale
- eacutecrite
dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers
Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande
dachat
Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une
commande de vente
Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte
des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis
Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees
Eacutetapes dans les commandes commerciales
Commerce Action de lacheteur Action du vendeur
Acheteur qui deacutesire le
produit et vendeur qui
vend le produit
Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute
Veacuterification du pricing
du produit disponibiliteacute
speacutecifications coucircts de
livraison
Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes
Accord de transaction
entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat
Enregistrement de la commande
de vente
Le produit est expeacutedieacute du
vendeur agrave lacheteur
Fiche demballage facture pro
forma pour certaines
expeacuteditions internationales
Lacheteur reccediloit le
produit du vendeur
La fiche demballage et le produit sont
compareacutes avec la commande dachat on
veacuterifie le bon conditionnement du
produit
Le vendeur envoie la
facture (comptabiliteacute) agrave
lacheteur
On fait correspondre la fiche demballage
avec la commande dachat et la facture
on enregistre lachat dans les comptes
financiers dans la comptabiliteacute
fournisseurs
On enregistre la vente dans les
comptes financiers dans la
comptabiliteacute clients
Lacheteur paie le
vendeur
Paiement en espegraveces par chegraveque ou
paiement eacutelectronique enregistrement
du paiement sur la commande dachat
Reacuteception des espegraveces du
chegraveque ou du paiement
eacutelectronique enregistrement du
paiement sur la commande de
vente
- Chapitre moteur
Chapitre 7
Moteurs
agrave combustion interne
Moteurs agrave allumage commandeacute (essence)
Introduction
Cest une deacuteflagration (explosion) qui se produit au sein de ces moteurs
Les moteurs agrave allumage commandeacute
neacutecessitent une eacutetincelle pour le
deacuteclenchement de la combustion du meacutelange
carburantair
Tous les moteurs utilisant comme carburant
de lessence ou de lalcool voire un gaz
(GPL) ou autre dont le deacuteclenchement de la
combustion est deacutependant dune source
deacutenergie externe (bougie trembleur)sont
appelles
Moteur Renault Energy 14 de la Symbol
laquo moteur agrave allumage commandeacute raquo
Le moteur agrave allumage commandeacute est eacutequipeacute dun systegraveme complet dallumage composeacute de
Bougies Bobine Rupteur Faisceau
Une bougie qui fait des eacutetincelles
Une bobine qui sert agrave geacuteneacuterer une haute tension neacutecessaire agrave la creacuteation de leacutetincelle
Un systegraveme de commande de lallumage (rupteur ou systegraveme eacutelectronique)
Un faisceau eacutelectrique
21 Constitution
Ces moteurs transforment leacutenergie potentielle chimique stockeacutee dans un
carburant en travail (eacutenergie meacutecanique) gracircce agrave des combustions tregraves
rapides dougrave le terme dexplosions
Ils sont constitueacutes dun ou plusieurs cylindres
confinant les combustions
Dans chaque cylindre un piston coulisse en un mouvement
rectiligne alternatif
Mouvement transformeacute en rotation par lintermeacutediaire dune bielle
reliant le piston au vilebrequin (assemblage de manivelles sur un axe)
Chaque cylindre est fermeacute par une culasse munie dau moins deux soupapes
- La premiegravere permet lalimentation en meacutelange airessence du cylindre par le Collecteur
dadmission
- Lautre leacutevacuation des gaz bruleacutes vers leacutechappement
Soupapes drsquoeacutechappement Soupapes dans leurs logement
22 Fonctionnement
Figure II1 Cycle quatre temps agrave allumage commandeacute
Son cycle (de fonctionnement) se deacutecompose analytiquement en quatre temps (ou phases)
Le mouvement du piston est initieacute par la combustion (augmentation rapide du volume des gaz) dun
meacutelange de carburant et dair (comburant) qui a lieu durant le temps moteur
Le moteur fonctionne degraves lors seul et produit un couple sur son arbre de sortie
1 admission dun meacutelange air et de carburant vaporiseacute preacutesent dans le conduit dadmission
meacutelange preacutepareacute par divers composants (carburateur ou systegraveme dinjection) ouverture de la
soupape dadmission et descente du piston ce dernier aspire ainsi ce meacutelange dans le cylindre
agrave une pression de -01 agrave -03 bar
2 compression du meacutelange fermeture de la soupape dadmission puis remonteacutee du piston qui
comprime le meacutelange jusquagrave 12 agrave 18 bars et 400 agrave 500 degC dans la chambre de combustion
3 combustion (deacutetente aux environs du point mort haut) moment ougrave le piston atteint son point
culminant et ou la compression est au maximum la bougie dallumage (connecteacutee agrave un
geacuteneacuterateur deacutelectriciteacute haute tension) produit une eacutetincelle la combustion rapide qui sensuit
constitue le temps moteur les gaz chauds agrave une pression moyenne de 40 bars repoussent le
piston initiant le mouvement
4 eacutechappement ouverture de la soupape deacutechappement et remonteacutee du piston qui chasse les
gaz brucircleacutes deacutetendus dans le collecteur deacutechappement laissant la place agrave une nouvelle charge
de meacutelange Un nouveau cycle recommence
23 Allumage eacutelectronique
Un allumage eacutelectronique est une eacutevolution de lallumage classique par batteriebobine des moteurs agrave
explosion
Il a consisteacute agrave remplacer aussi le meacutecanisme davance agrave lallumage par un systegraveme eacutelectronique (en
reacutealiteacute dans ce cas le systegraveme est reacutegleacute sur
pleine avance) et un retardateur eacutelectronique
introduit le retard neacutecessaire agrave la situation du
moteur
Introduit dans les anneacutees 1970 lallumage
eacutelectronique sest geacuteneacuteraliseacute sur de nombreuses
cateacutegories de moteurs (automobiles motos etc)
agrave partir des anneacutees 1980
Allumage eacutelectronique
24 Avantages et inconveacutenients du moteur agrave allumage commandeacute
bull Plus leacuteger
bull Plus vif
bull Plus silencieux
bull Cout moindre
25 Les pannes
Les pannes dallumage sont une des grandes causes dimmobilisation involontaire des veacutehicules agrave
moteur
bull Usure des rupteurs
bull Deacutereacuteglage du point davance
bull Usure ou grippage du systegraveme davance
26 Combustion
La combustion du meacutelange est une transformation chimique (oxydation vive) du carburant et de
loxygegravene
On utilise geacuteneacuteralement loctane comme moleacutecule permettant de deacutecrire une combustion de ce type
Eacutequation de la combustion de loctane
2 C8H18 + 25 O2 16 CO2 + 18 H2O + Q
2 Moteur Diesel
Principe
Fruit des travaux meneacutes par lingeacutenieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897 le moteur Diesel
est un moteur agrave combustion interne dont lallumage nest pas commandeacute mais spontaneacute par
pheacutenomegravene dauto-inflammation
Il na donc pas besoin de bougies dallumage
Cela est possible gracircce agrave un tregraves fort taux de compression (rapport volumeacutetrique) denviron 141 agrave
251 permettant dobtenir une tempeacuterature de 700 agrave 900 degC
Des bougies de preacutechauffage sont souvent utiliseacutees pour permettre le deacutemarrage du moteur agrave froid en
augmentant la tempeacuterature de la chambre de combustion mais leur preacutesence nest pas systeacutematique
Ce type de moteur agrave taux de compression eacuteleveacute a connu une expansion rapide en automobile agrave partir
de la fin des anneacutees 1980 lorsque la suralimentation par turbocompresseur en a notablement ameacutelioreacute
les performances
Comme le moteur thermique agrave allumage commandeacute le moteur Diesel est constitueacute de pistons
coulissants dans des cylindres fermeacutes par une culasse reliant les cylindres aux collecteurs dadmission
et deacutechappement culasse eacutequipeacutee de soupapes commandeacutees par un ou plusieurs arbres agrave cames
Moteur VW TDI
Le fonctionnement repose sur lauto-inflammation du gazole dans de lair comprimeacute agrave plus de 120
du volume du cylindre a environ
- 35 bar de pression
- 600 degC de tempeacuterature
En brucirclant le meacutelange augmente fortement dans le cylindre
- la pression entre 60 agrave 100 bars
- la tempeacuterature a 1500 degC
Le cycle Diesel agrave quatre temps comporte
- Admission Contrairement au moteur agrave essence crsquoest de lrsquoair pur et non un meacutelange carbureacute qui est
introduit dans le cylindre lors de cette phase
- Compression Lrsquoair fortement comprimeacute est porteacute agrave une pression de 30 agrave 40 bars pour une
tempeacuterature de 500 agrave 600 degC environ
Admission Compression Combustion Echappement
Figure I1 les quatre temps drsquoun moteur Diesel
- combustion A la fin de la compression le gas-oil est alors injecteacute sous forme de fines gouttelettes
soit directement dans la chambre de combustion (injection directe) soit dans une preacute-chambre
turbulente destineacutee agrave favoriser sa combustion au contact de lrsquoair chaud (injection indirecte) La
pression drsquoinjection varie de 80 agrave 250 bars suivant le type de moteur Au contact de lrsquoair agrave tempeacuterature
eacuteleveacutee le combustible srsquoenflamme de lui-mecircme sa tempeacuterature drsquoinflammation eacutetant voisine de 300
degC Il srsquoenflamme spontaneacutement agrave mesure qursquoil est introduit Cependant un certain temps mesurable
srsquoeacutecoule entre le deacutebut drsquoinjection et le deacutebut de la combustion Crsquoest le deacutelai drsquoallumage Les gaz
augmentent tregraves rapidement de volume et chassent le piston vers le bas Crsquoest la deacutetente ou temps
moteur La pression des gaz est de lrsquoordre de 50 agrave 120 bars et la tempeacuterature de 1800 agrave 2000 degC
- Echappement Les gaz brucircleacutes sont chasseacutes par le piston qui remonte gracircce agrave la soupape
drsquoeacutechappement qui srsquoouvre
Les seules bougies preacutesentes sur un moteur diesel sont les bougies de preacutechauffage qui comme leur
nom lindique preacutechauffent les chambres de combustion (ou les preacutechambres suivant le type de diesel)
afin dobtenir lorsque le moteur est froid une tempeacuterature suffisante pour lauto-inflammation du
carburant
332 Vitesse et puissance
Les vitesses de rotation des moteurs diesel sont tregraves diffeacuterentes dun moteur agrave un autre
En effet plus le moteur est gros plus la course du piston est grande et plus le moteur est lent
Trois classes de moteurs sont ainsi deacutefinies
bull moteur lent moins de 200 trmin
bull moteur semi-rapide entre 400 et 1 000 trmin
bull moteur rapide 1 000 trmin et plus
Scheacutematiquement plus le piston est gros plus sa course
est importante
Pour exemplethinsp moteur DW10 ATED de PSA cylindreacutee
1 997 cmsup3 aleacutesage 85 mm course 88 mm reacutegime de
puissance maximale 4 000 trmin
Pour ce moteur la vitesse lineacuteaire du piston dans le
cylindre agrave 4 000 trmin est de 88 x 2 (deux courses par
tour moteur) = 176 mm ou en megravetres 0176 times 4 000
soit 704 mmin ou 70460thinspms = 117 ms
Moteur Diesel PSA
Certains moteurs Diesel lents de type agrave 2 temps atteignent 100 000 ch (voir le porte- conteneurs
Emma Maeligrsk) comme le Waumlrtsilauml RT-flex96C 14 cylindres moteur agrave 2 temps lent
(92102 toursmin)
Les cylindres ont un aleacutesage de 96 cm et le piston une course de
25 m2
Ce moteur a une hauteur denviron 13 megravetres et une longueur de 26
megravetres pour un poids de 2 300 tonnes
333 Combustion
Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le
dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone
et eau
Eacutequation parfaite de la combustion du gazole
hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp
2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q
En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible
334 Usage
On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple
important ou dun bon rendement
- locomotives
- bateaux
- camions
- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier
- tracteurs agricoles
- groupes eacutelectrogegravenes
- engins de travaux publics
- automobiles
335 Circuit drsquoalimentation
Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel
comprend les eacuteleacutements suivants
- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible
Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre
- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est
proteacutegeacutee par un preacute-filtre
- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La
pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre
- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les
cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une
circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe
Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne
- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion
- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent
lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites
Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au
travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal
Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection
dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute
pression vers les injecteurs
Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et
la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent
leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs
le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi
produit
Pompe agrave injection diesel rotative
Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme
temps que les divers deacutebits de deacutegazage
335 Deacutelai drsquoallumage
Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est
deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage
Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera
drsquoautant plus faible que
- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee
- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est
plus basse
- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute
- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee
- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute
336 Moteur agrave injection directe
Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute
sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure
I17)
La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair
important pour favoriser le brassage du meacutelange
Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])
Injection directe
Avantages
- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion
- Les deacutemarrages sont plus faciles
- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs
Inconveacutenients
Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges
Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide
336 Avantages du moteur Diesel
Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de
choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du
moteur agrave essence
Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun
turbocompresseur
Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)
technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)
Turbocompresseur
Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute
p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i
Systegraveme drsquoinjection a rampe commune
Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint
jusquagrave
2thinsp500 bars
Contre
- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune
- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)
Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole
- turbulente
- continue
- constante et
- bien reacutepartie
parametres essentielles pour une bonne combustion
Cette technologie porte le nom de
bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration
bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et
3e geacuteneacuteration
bull HDi Peugeot Citroeumln
bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia
bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart
bull CRD Jeep
bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)
bull d BMW (ex 530d)
bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen
bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)
bull d Lexus (exIS 220 d)
bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection
directe sans rampe commune)
bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi
bull DI-D Mitsubishi
bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)
bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe
commune)
bull MZR-CD Mazda
bull i-CTDi Honda
bull CRDi Hyundai
bull CRDI Kia
bull TCDi VCDi Chevrolet
bull TID Saab
34 Architectures moteurs
341 Introduction
Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont
- meacutediocre rendement
- vibrations
- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution
De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat
de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares
architectures ont eu droit agrave la production industrielle
342 Caracteacuterisation
La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle
Elle est calculeacutee agrave partir
- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)
- de la distance parcourue par un piston (la course) et
- du nombre de cylindres
La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee
selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de
tempeacuterature et de pression
Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912
Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des
pertes dans la transmission
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)
1 cheval-vapeur = 736 Watt
Le couple maximal est exerceacute sur laxe
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant
La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation
Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par
seconde
La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute
- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz
contenus apregraves le cycle dadmission)
Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee
- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses
cylindres au point mort bas et au point mort haut
Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer
(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute
343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur
3431 Eleacutements fixes
34311 Bloc-moteur
Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la
piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)
Ses fonctions principales sont les suivantes
- contenir les cylindres
- supporter le vilebrequin la culasse les
accessoires
- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification
Scheacutema drsquoun bloc moteur
- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de
refroidissement est utiliseacute)
Bloc a 04 cylindres
34312 Chemises
Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)
a) b) c)
Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912
34313 Culasse
La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre
Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou
drsquoaluminium
Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur
La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements
ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur
refroidi agrave eau
Les culasses portent
- les injecteurs
- les soupapes
- les culbuteurs
- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo
Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure
Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres
I322 Eleacutements mobiles
I3221Vilebrequin
Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles
Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des
paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo
Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes
de bielles sont les
laquo manetons raquo (Reacutef [2])
Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques
appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons
Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage
jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)
Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin
I2322 Bielles
Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles
reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et
entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants
Elles sont en acier allieacute
Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la
leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de
- compression
- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons
- flexion
Les trois principales parties dune bielle sont
- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston
- le corps
- la tecircte qui sarticule sur un maneton du
vilebrequin
Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912
Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une
bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est
emmancheacute avec serrage
Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en
I parfois tubulaire
La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en
permettre le montage sur le vilebrequin
La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo
Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans
la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction
Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de
plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis
agrave de tregraves gros efforts
Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils
sont alors en bronze speacutecial
Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons
Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier
eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction
I3223Piston
Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties
principales
- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz
- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure
lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories
reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston
- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe
- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des
calories
- Fonctions du piston
Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la
bielle les efforts dus aux gaz
- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non
suralimenteacutes
- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels
Figure I9 Piston
Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de
calories au fluide de refroidissement
Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage
Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins
encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus
reacuteduite pour avoir un moteur compact)
La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie
peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de
jeu agrave froid un grippage
Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue
Fig 9a Piston pour moteur Diesel
Formes de la tecircte du piston
La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par
lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du
piston est habituellement plate
Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et
forme totalement ou partie la chambre de combustion
Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les
automobiles de course pour une toute autre raison
Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant
de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence
injecteacute dans la chambre
Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la
position de linjecteur selon la technique dinjection
On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection
Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par
linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie
dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes
raquo et stratifieacutee
Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un
tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la
chambre
Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection
Fig9b Illustration des mouvements
tourbillonnaire swirl et tumble
I3224Segmentation
Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans
les gorges du piston
Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement
supeacuterieur agrave celui du cylindre
En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)
- le segment ndeg3 segment coup de feu
(ou segment de feu)
- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute
- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur
Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments
Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression
Les rocircles de la segmentation sont les suivants
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz
ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu
Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion
passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des
segments inteacuterieurs
Figure I10 Segments de piston
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification
crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment
drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance
- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre
Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique
coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston
Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de
lassemblage du moteur (fig10b)
Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est
de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe
Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment
Fig10b Tierccedilages des segments
I3225Axe de piston
Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur
surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee
Trois types de montage sont couramment utiliseacutes
- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est
libre dons le piston
- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans
lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston
- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par
des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires
Lajustement de laxe est agrave
- frottement doux dans la bielle
- frottement dur dans le piston
Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de
faciliter la mise en place de laxe
Figure I11 Axe de piston monteacute flottant
52 La distribution
Mais cest quoi dont la distribution
Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes
dadmission et deacutechappement
Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston
Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les
systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures
Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une
deacutechappement
Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement
deux agrave deux
(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes
Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre
Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des
ressorts en heacutelice
Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave
la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)
La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est
communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune
tige et dun culbuteur
Fig12 Distribution
331 Soupapes
Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre
temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes
Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts
de rappel
Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties
a) Tecircte de la soupape
Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de
soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre
La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est
deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg
b) Collet
Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave
faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet
dentaille ducirc au changement de section
c) Tige
Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure
le guidage vertical de la soupape
La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la
culasse
d) Queue
Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames
Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger
les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6
Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant
Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le
silicium le tungstegravene le nickel
Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee
332 Culbuteurs et poussoirs
Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la
culasse
Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils
reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs
Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD
Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames
soit
- par lintermeacutediaire dun galet
- par intermeacutediaire dun plateau
Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent
Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)
521 Le diagramme de distribution
Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point
le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)
Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB
Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre
Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression
ou rapport volumeacutetrique
Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur
522 Les systegravemes de controcircle des soupapes
Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et
deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes
conditions
Moteurs culbuteacutes
Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave
transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les
soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs
le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou
central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)
Ces moteurs sont dits culbuteacutes
Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees
1970-80
Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute
Tout dabord quest ce quune came
La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves
preacuteciseacutement afin de
-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape
-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial
-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort
Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames
La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche
mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci
contre en haut)
Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les
cylindres afin de les synchroniser
Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages
Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit
relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire
Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte
Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes
dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur
Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came
lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes
peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs
Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte
Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de
placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes
directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)
et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces
en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de
soupapes)
Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir
cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus
du poussoir
Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon
souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des
culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes
Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte
Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de
saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs
dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs
Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en
inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun
culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire
agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes
La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames
Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames
Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner
sans lautre car ils sont relieacutes entre eux
Ceci est souvent appeleacute larbre moteur
Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave
cames en tecircte (sur la droite)
Cest ce quon appelle la chaine de distribution
On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee
Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place
a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee
Figure V4 commande par chaine non 16032016
323 Nombre de soupapes par cylindre
Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de
distribution Mais ceci nest pas la seule raison
Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2
soupapes par cylindre
Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle
entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de
compression eacuteleveacute
Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les
performances du moteur
Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite
impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher
Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile
En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement
moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile
Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les
contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer
En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer
dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie
Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes
Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore
utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme
Ainsi ce moteur comptant
- 3 soupapes dadmission
- 2 soupapes deacutechappement
permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion
La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes
Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents
mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de
culbuteurs
Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique
53 Refroidissement
Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent
sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur
Il faut donc les refroidir sous peine de destruction
Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et
adapteacutee
531 Refroidissement agrave air
En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement
Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un
cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en
contact avec lair
Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les
veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des
automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle
Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions
Moteur de la VW Coccinelle
Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a
toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes
par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation
du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave
air (encombrement poids simpliciteacute prix)
Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours
un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement
liquide
532 Refroidissement liquide
Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les
performances du refroidissement
Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des
cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct
avec lair ambiant
Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le
liquide de refroidissement
Radiateur moderne en aluminium
Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach
Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le
refroidissement tregraves efficace dun liquide
Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair
Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui
Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le
refroidissement du moteur
Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par
le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur
Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau
Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions
permettant une lubrification optimale
Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par
plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques
lubrifiants utiliseacutes
La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat
situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde
thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur
Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer
assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur
533 Refroidissement par huile
Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en
mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans
les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct
Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois
muni dailettes un petit radiateur dhuile
Exemple
Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un
gros radiateur dhuile
Avantages
Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent
inutiles
Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception
Inconveacutenients
Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus
coucircteuses pour lutilisateur
De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges
dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile
54 Architecture des moteurs agrave explosion
Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres
bull Cylindres en ligne
bull Cylindres en V
bull Cylindres en W
bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)
bull Cylindres en H
bull Cylindres en eacutetoile
bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)
541 Monocylindre
Historique
Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz
le 30 janvier 1807
Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il
fonctionne selon le cycle de Lenoir
Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de
Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les
mouvements dans la phase de compression
542 Quatre cylindres
Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-
Paris
Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les
grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la
gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les
voitures courantes de moyennes et basses gammes
Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900
04 cylindres en V
Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader
Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant
1914
Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB
04 cylindres (en ligne) coucheacute
Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre
monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres
accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor
Carriage Company))
On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les
veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo
04 cylindres agrave plat boxer
Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg
Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen
Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de
graviteacute assez bas
Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de
redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC
En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline
compacte en Europe
Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie
du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute
un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement
Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement
convaincant
- Pas de claquement agrave froid
- une quasi absence de vibration
- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel
Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la
premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire
Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)
543 Six cylindres
Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand
il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres
Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)
La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032
Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont
Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg
en faisant appel agrave des six cylindres
La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe
En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon
Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand
nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes
Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur
Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare
On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez
Laverda en endurance (moteur en V)
Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition
Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement
- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)
- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)
- Benelli avec une 750 puis une 900
En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing
544 Huit cylindres et plus
Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron
Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo
Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V
La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne
Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de
puissance
Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres
soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les
reacuteacteurs
Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent
les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes
Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de
cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth
Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1
Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule
Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de
fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute
En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance
sportive
Puissance drsquoun
veacutehicule
1 Calculs de la pesanteur
11 Deacutecliviteacute
Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H
α = H L
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes
12 Poids du veacutehicule
Calculons le poids drsquoun veacutehicule
P = M g
P poids exprimeacute en N
M masse exprimeacutee en kg
g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)
13 Composante du poids
Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture
F = M g α
Avec
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
14 Travail de la force de traction
Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D
E = F D
E travail exprimeacute en J
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
D distance parcourue exprimeacutee en m
15 Energie
Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H
E = M g H
Avec
E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
15 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V
B = F V
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
V vitesse exprimeacutee en ms
En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement
et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse
16 puissance absorbeacutee par une ascension
Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T
B = M g H T
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m
T temps exprimeacute en s
2 Calculs Aeacuterodynamiques
21 Surface frontale
Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave
lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au
produit de la largeur par la hauteur
camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2
autocar 25 m x 32 m = 8 m2
voiture 18 m x 14 m = 25 m 2
motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2
22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair
Le Cx est calculeacute agrave partir
Cx = 2 F (S Mair Vsup2)
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse air exprimeacutee en ms
23 Reacutesistance de lrsquoair
R = frac12 S Cx Mair Vsup2
R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse exprimeacutee en ms
24 SCx
Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx
est le produit de la surface frontale par le Cx
SCx = S Cx
Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute
25 Constante aeacuterodynamique
La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules
A = S Cx M
Avec
A constante aeacuterodynamique [kgm]
S surface frontale [m2]
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]
26 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair
B = F x V
F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]
V vitesse du veacutehicule [ms]
3 Calculs thermiques
31 Calcul de la cylindreacutee
D2
V = π L N
4
Avec
D aleacutesage du cylindre
L course du piston
N nombre de cylindre
32 Calcul du PCI des combustibles
Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of
combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0
Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales
de tempeacuterature et de pression
Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene
(autrement dit la quantiteacute de chaleur)
Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour
donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur
321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)
Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de
C16H34
Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole
Combustion
Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene
des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene
La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune
maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant
Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire
- qui deacutegage de la chaleur
- elle produit du CO2
- de leau
- dautres composeacutes plus ou moins agressif
La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des
proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et
sans gaspillage
Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes
Pour le gazole
C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q
- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene
- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair
- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3
- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg
Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane
La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est
Carbone C = 087
Hydrogegravene H = 0126
Oxygegravene O = 0004
Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute
Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI
PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]
PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]
33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil
Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent
que pour bruler
1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ
- 112 kg drsquoN2
- 34 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 32 kg CO2
- 12 kg drsquoH2O
1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ
- 118 kg drsquoN2
- 035 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 31 kg de CO2
- 14 kg drsquoH2O
1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ
- 12 kg drsquoN2
- 036 kg drsquoO2)
La reacuteaction produit environ
- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 3 kg de CO2
- 16 kg drsquoH2O
La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut
avoir
[kg drsquoairkg]
minus+
= OHCL 8
3
8
230
10
[kmol drsquoairkg]
minus
+
=
32412210
10
OHCL
34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil
Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave
cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on
peut srsquoen approcher
Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du
fonctionnement drsquoun moteur
En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les
pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en
permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique
Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes
tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en
temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres
Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair
Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave
la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055
Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]
35 Quantiteacute des produits produit de combustion
Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un
carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees
Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent
que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)
Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont
indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants
Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour
simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees
meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains
atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire
oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes
complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules
carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de
carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2
lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout
meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves
drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave
haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la
formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre
lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la
particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique
NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene
atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour
les organismes vivants
C
nCO2 = [kmolekg]
12
H
nHO2 = [kmolekg]
2
nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]
nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]
36 Quantiteacute totale des produits de combustion
nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]
37 Puissance nominale
Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile
Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur
la puissance du moteur
Le choix est vaste et on srsquoy perd
80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip
Que signifient reacuteellement ces chiffres
Agrave quoi sert la puissance
Comment la mesure-t-on
Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse
Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses
Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la
transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps
Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)
puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle
(route en deacutecliviteacute)
La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps
mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps
On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs
de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance
Banc drsquoessai moteur
Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun
- frein
- compte-tours
Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le
frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz
restant grande ouverte
En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au
couple de freinage
il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple
moteur
Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple
moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation
In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs
F N
Pf =
10 000
Ougrave
F charge [N]
N = reacutegime de rotation [trmn]
38 Puissance corrigeacutee
Pfc = Pf f
Avec
f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f
= 1085
Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion
f = 1085
Pamb = 719 [mmHg]
39 Consommation speacutecifique
La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire
un travail T donneacute
(3600 v Ps )
Cs = [gkWh]
(t Pf)
Ou
v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]
Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]
t temps de consommation [s]
Pf puissance au frein [kW]
310 Consommation speacutecifique corrigeacutee
Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)
Ou
Pfc puissance corrigeacutee
311 Couple moteur
Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur
Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier
abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour
lrsquoacheteur
Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest
- la masse de la voiture
- son couple moteur
- le reacutegime auquel il est disponible
qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en
situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient
Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs
- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons
- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin
On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et
drsquoun frein
La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres
un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le
maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion
Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur
maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave
mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip
Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation
de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru
se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable
Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas
trop eacuteleveacutehellip
30PN 1000
CN = [Nm]
N π
Ou
PN Puissance nominale [kW]
N Vitesse de rotation [trmn]
312 Couple corrigeacutee
30Pfc 1000
Cc = [Nm]
N π
Ou
Pf Puissance corrigeacutee [kW]
4 Bilan thermique des moteurs
Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion
Elle apparaicirct sous deux formes distinctes
Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel
brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene
normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est
donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement
Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le
cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de
combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin
signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous
forme de mouvement (4)
Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie
En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique
En effet le rendement se deacutefinit comme
eacutenergie reacutecupeacutereacutee
Rendement =
eacutenergie consommeacutee
Dans le cas drsquoun moteur
lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance
exprimeacutee en kilowattheure [kW]
lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en
kilogrammes puis convertie en joules)
Le reacutesultat est une grandeur sans dimension
Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne
QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge
- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible
- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective
- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement
- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement
- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion
incomplegravete frottements etc)
Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur
Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on
trouve
41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion
Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )
Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )
GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )
Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )
Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )
GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )
(PCI Csh)
QT =
36
Calcul de la consommation horaire
- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]
- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]
42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps
Qe = 1000 Pf [Js]
Sachant que
- Pf puissance au frein [W]
43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement
Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante
C i D(1+2m ) Nm
Qr = [Js]
λ Avec
- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie
dans la plage [045 divide 0 53]
- i Nombre de cylindres
- D Aleacutesage du cylindre
- N freacutequence de rotation du vilebrequin
- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par
lrsquointervalle [06 divide 07 ]
- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair
44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement
Csh
Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]
36 Avec
- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de
combustible]
- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]
- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]
- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]
- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]
- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave
pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis
45 Autres pertes de chaleur
QP = QT - (Qe + Qr + Qge)
Chapitre 8
Identification du
veacutehicule
Vehicle Identification Number
Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est
donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950
Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule
ainsi que sur le moteur et dans
lordinateur de bord
Lanceacute dans une forme simplifieacutee en
1950 par les constructeurs ameacutericains
ce code passera aux 17 caractegraveres
actuels en 1980
Le numeacutero inscrit sur la carte grise
dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie
du type raquo correspond bien agrave celui
figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis
Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis
mais son appellation officielle est
Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule
(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe
laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo
Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une
Longueur de 17 caractegraveres
et peut ecirctre diviseacute en 3 sections
bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave
Identification Mondiale du Constructeur
WMI World Manufacturer Identification (anglais)
Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des
variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication
A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1
- Peugeot est VF3
- Citroeumln est VF7
Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur
(WMI)
On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres
Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9
caractegraveres les autres 14
Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les
bus ou les camions comme par exemple
bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en
- 1G1 pour Chevrolet
- 1G2 pour Pontiac et
- 1GC pour Chevrolet camions
bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en
- FA pour Fiat Auto et
- FC pour Fiat VI
Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est
implanteacutee Exemple
- ZFA Fiat Auto Italie
- SUF Fiat Auto Pologne
- 8AF Fiat Auto Argentine
- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie
- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil
bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la
Section de Description du Veacutehicule
VDS Vehicle Description Section (anglais)
ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault
utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines
bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la
Section drsquoIdentification du Veacutehicule
VIS Vehicle Identification Section en anglais
Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur
concerneacute
Emplacement du VIN
Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui
figurant sur la voiture
il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur
chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise
Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens
en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero
reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la
marque
Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre
- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou
- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture
En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer
accidentellement ou salteacuterer
Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire
Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du
veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve
- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur
- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit
La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est
- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire
- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide
Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral
- dans le compartiment moteur
- sur le pied de porte avant droit
- dans le coffre
Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une
petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur
Evolution du code VIN en fonction des types
Mercedes W201
Mercedes W202
Mercedes W203
Mercedes W204
Composition du code
Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un
systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation
- ISO 3779 de 1979 et
- ISO 3780 de 1980
Avant-propos
LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale
dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)
1 Domaine dapplication
La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero
didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme
uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers
La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes
aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833
3 Termes et deacutefinitions
31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN
Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de
son identification
32 Code didentification mondiale du constructeur WMI
Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du
veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification
dudit constructeur
33 Descripteur VDS
Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les
caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule
34 Indicateur VIS
Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une
combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre
veacutehicule
35 Constructeur
Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la
conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service
indeacutependante de lemplacement de lusine de montage
36 Anneacutee
Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule
deacutetermineacutee par le constructeur
37 Seacuteparation
Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du
numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites
Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee
Code
1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A
1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B
1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C
1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D
1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E
1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F
1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G
1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H
1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J
1989 K 2019 K
1990 L 2020 L
1991 M 2021 M
Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries
Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1
5
1
6
1
7
ISO 3779
Code
constructeu
r-WMI
Composition du
veacutehicule Code veacutehicule-VIS
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
plus de 500
veacutehiculesan
Code
constructeu
r-WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Numeacutero progressif
seacuterie
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
moins de 500
veacutehiculesan
WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Code
constructeu
r-WMI
Numeacutero
progressi
f seacuterie
Exemple de code VIN
Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot
- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)
1 VF (Europe S-Z France VF-VR)
3 3 (Peugeot)
- Type au mines (06)
4-6 741 (Composition du veacutehicule)
7 (306)
4 (04 portes)
1 ou A (Moteur D1768 cc)
7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)
9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)
- Anneacutee modegravele (01)
10 F (1985)
- Code VIS (07)
11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)
12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)
Poinccedilon Peugeot
WAUZZZ8GZPA001181
Codes pays
AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe
1ndash5 =
Ameacuterique
du Nord
6ndash7 =
Oceacuteanie
8ndash9 =
Ameacuterique
du Sud
AA-AH Afrique
du Sud
AJ-AN Cocircte
dIvoire
AP-A0 non
attribueacute
BA-BE Angola
BF-BK Kenya
BL-BR Tanzanie
BR Algeacuterie
BS-B0 non
attribueacute
CA-CE Benin
CF-CK
Madagascar
CL-CR Tunisie
CS-C0 non
attribueacute
DA-DE Egypte
DF-DK Maroc
DL-DR Zambie
DS-D0 non
attribueacute
(probable
Algerie)
EA-EE Ethiopie
EF-EK
Mozambique
EL-E0 non
attribueacute
FA-FE Ghana
FF-FK Nigeria
FF-FK
Madagascar
FL-F0 non
attribueacute
GA-G0 non
attribueacute
HA-H0 non
attribueacute
JA-J0 Japon
KA-KE Sri
Lanka
KF-KK
Israel
KL-KR
Coreacutee du Sud
KS-K0 non
attribueacute
LA-L0 Chine
MA-ME Inde
MF-MK
Indoneacutesie
ML-MR
Thaiumllande
MS-M0 non
attribueacute
NF-NK
Pakistan
NL-NR
Turquie
NS-N0 non
attribueacute
PA-PE
Philippines
PF-PK
Singapour
PL-PR
Malaysie
PS-P0 non
attribueacute
RA-RE
Emirat
Arabes Unis
RF-RK
Taiwan
RL-RR
Vietnam
RS-R0 non
attribueacute
SA-SM
Grande
Bretagne
SN-ST
Allemagne
SU-SZ
Pologne
S1-S0 non
attribueacute
TA-TH Suisse
TJ-TP
Reacutepublique
Tchegraveque
TR-TV
Hongrie
TW-T1
Portugal
T2-T0 non
attribueacute
UA-UG non
attribueacute
UH-UM
Danemark
UN-UT Irlande
UU-UZ
Roumanie
U1-U4 non
attribueacute
U5-U7
Slovaquie
U8-U0 non
attribueacute
VA-VE
Autriche
VF-VR France
VS-VW
Espagne
VX-V2
Yougoslavie
V3-V5 Croatie
V6-V0 Estonie
WA-W0
1A-10 Etats
Unis
2A-20
Canada
3A-3W
Mexique
3X-37 Costa
Rica
38-30 non
attribueacute
4A-40 Etats
Unis
5A-50 Etats
Unis
6A-6W
Australie
6X-60 non
attribueacute
7A-7E
Nouvelle
Zeacutelande
7F-70 non
attribueacute
8A-8E
Argentine
8F-8K Chili
8L-8R
Equateur
8S-8W
Peacuterou
8X-82
Veacuteneacutezueacutela
83-80 non
attribueacute
9A-9E Breacutesil
9F-9K
Colombie
9L-9R
Paraguay
9S-9W
Uruguay
9X-92
Trinidad amp
Tobago
93-99 Breacutesil
90 non
attribueacute
Allemagne
XA-XE
Bulgarie
XF-XK Gregravece
XL-XR Pays
Bas
XS-XW Russie
XX-X2
Luxembourg
X3-X0 Russie
YA-YE
Belgique
YF-YK
Finlande
YL-YR Malte
YS-YW Suegravede
YX-Y2
Norvegravege
Y3-Y5
Bielorussie
Y6-Y0 Ukraine
ZA-ZR Italie
ZS-ZW non
attribueacute
ZX-Z2
Sloveacutenie
Z3-Z5 Lituanie
Z6-Z0 non
attribueacute
Chapitre 9
Organisation du
garage
1 Introduction
Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement
appeleacute
garage
est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la
reacuteparation des veacutehicules automobile
Un petit atelier de garagiste en
Nouvelle-Galles du Sud (Australie)
laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et
peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile
- meacutecanicien
- carrossier
- peintre en carrosserie
- vendeur etchellip
Un garage peut faire office de station-service tandis que
bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la
distribution de carburant proposent un service basique
de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule
et les reacuteparations mineures
Certains garages en outre proposent un service de vente
de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine
au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)
Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants
2 Histoire
Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en
mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle
passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -
progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)
Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele
eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport
Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en
- seacutecurisant et regraveglementant son emploi
- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute
le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se
multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations
3 CHOIX DE LIMPLANTATION
Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et
inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix
- Trafic
- Publiciteacute
- Faciliteacute daccegraves
- Coucirct du terrain
- Superficies possibles
- Frais fixes
4 REacutePARTITION DES SURFACES
La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de
- 13 bacircti
- 23 non-bacircti
a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees
- Aires de stationnement Clients magasin de PR
- veacutehicules en attente de reacuteparation
- veacutehicules clients reacutepareacutes
- veacutehicules neufs et occasions
- veacutehicules du personnel
- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets
b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre
- spacieux
- bien eacuteclaireacutes
- ventileacutes
- chauffeacutes
- daccegraves facile
Il faut preacutevoir
Piegraveces agrave usage de bureau
- 6msup2 par personne
Reacuteception et daccueil des clients
- sa localisation doit ecirctre eacutevidente
Salle dattente clients
- spacieuse
- confortable
- agreacutementeacutee
- documenteacutee
- eacutequipeacutee
- eacuteclaireacutee
- peinte toujours en blanc mat
Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes
- clients
- meacutecaniciens
- agents
Atelier de reacuteparation plusieurs zones
- reacuteparations rapides
- interventions longues
- carrosserie
- peinture
- eacutelectriciteacute
- mise au point etc
Piegraveces annexes
- deacutechets
- aire de lavage
- compresseurs
- vestiaires personnels
- sanitaires etc
5 LES MATEacuteRIELS
a) GROS MATEacuteRIELS
Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie
des trains roulants
Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles
Electriciteacute
Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs
b) PETITS MATEacuteRIELS
Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels
6 LES PERSONNELS
La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories
a) ENCADREMENT
Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique
Directeur financier
b) EXEacuteCUTION
Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance
Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs
Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs
a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE
a) RDC
b) Etage Bureaux et administration
b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION
AUTOMOBILE
a) OBJECTIF DE LENTREPRISE
Accroicirctre la productiviteacute
- en structurant les ateliers
- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles
ne se chevauchent pas
b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE
- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous
les secteurs
- Chaque secteur est autonome
- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la
responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe
c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE
LENTREPRISE
a) LE CHEF DENTREPRISE
Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous
les secteurs
b) LE CHEF DATELIER
- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des
employeacutes
- Il coordonne tous les services
c) LE REacuteCEPTIONNAIRE
- accueil le client
- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer
- eacutetablie eacuteventuellement un devis
- preacutecise les deacutelais de reacuteparation
Si le client est daccord
- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule
carburant accessoires)
- charge le planning de latelier
Apregraves les travaux
- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture
d) LE CHEF DEacuteQUIPE
Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation
e) LES COMPAGNONS
Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations
f) LE MAGASINIER
Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele
g) SERVICE FACTURATION
Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe
h) SERVICE COMPTABILITEacute
Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation
Chapitre 10
Devis
1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION
2 Deacutefinition
Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat
dun bien
Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation
Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des
relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable
3 Enjeux dun devis
Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela
permet de comparer les prix et les prestations fournies
Les Destinataires
- un client
- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise
bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans
deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune
erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable
bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave
lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat
ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule
Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits
4 Deacutemarche dutilisation des devis
a) Ce que doit comporter un devis
Identification du prestataire qui reacutedige le devis
bull nom et raison sociale
bull adresse complegravete
bull teacuteleacutephone
bull teacuteleacutecopie
bull email et site internet
Identification de la personne qui a demandeacute le devis
bull nom preacutenom
bull adresse
bull teacuteleacutephone
Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros
La date du devis
La liste des prix et le total
b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis
bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois
selon le projet
5) Estimation
bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui
constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la
puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration
que le reacutesultat
6) Quelles sont les regravegles dun bon devis
- Un prix ferme
- une trace eacutecrite en cas de litigehellip
Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux
Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment
- la somme globale agrave payer
- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes
- le nom et ladresse de lentreprise
- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du
devis
Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client
Des mentions suppleacutementaires
Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres
mentions non obligatoires comme par exemple
- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements
- la date limite preacutevue pour la fin des travaux
- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute
Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip
Si la facture est plus eacuteleveacutee
Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait
pas donneacute son accord preacutealablehellip
Que faire
Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans
certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres
premiegraveres)
si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture
Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence
Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de
reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de
la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel
Chapitre 11
Bon de commande
Commande
Dans le commerce une commande est une intention soit
- verbale
- eacutecrite
dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers
Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande
dachat
Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une
commande de vente
Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte
des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis
Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees
Eacutetapes dans les commandes commerciales
Commerce Action de lacheteur Action du vendeur
Acheteur qui deacutesire le
produit et vendeur qui
vend le produit
Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute
Veacuterification du pricing
du produit disponibiliteacute
speacutecifications coucircts de
livraison
Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes
Accord de transaction
entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat
Enregistrement de la commande
de vente
Le produit est expeacutedieacute du
vendeur agrave lacheteur
Fiche demballage facture pro
forma pour certaines
expeacuteditions internationales
Lacheteur reccediloit le
produit du vendeur
La fiche demballage et le produit sont
compareacutes avec la commande dachat on
veacuterifie le bon conditionnement du
produit
Le vendeur envoie la
facture (comptabiliteacute) agrave
lacheteur
On fait correspondre la fiche demballage
avec la commande dachat et la facture
on enregistre lachat dans les comptes
financiers dans la comptabiliteacute
fournisseurs
On enregistre la vente dans les
comptes financiers dans la
comptabiliteacute clients
Lacheteur paie le
vendeur
Paiement en espegraveces par chegraveque ou
paiement eacutelectronique enregistrement
du paiement sur la commande dachat
Reacuteception des espegraveces du
chegraveque ou du paiement
eacutelectronique enregistrement du
paiement sur la commande de
vente
Chapitre 7
Moteurs
agrave combustion interne
Moteurs agrave allumage commandeacute (essence)
Introduction
Cest une deacuteflagration (explosion) qui se produit au sein de ces moteurs
Les moteurs agrave allumage commandeacute
neacutecessitent une eacutetincelle pour le
deacuteclenchement de la combustion du meacutelange
carburantair
Tous les moteurs utilisant comme carburant
de lessence ou de lalcool voire un gaz
(GPL) ou autre dont le deacuteclenchement de la
combustion est deacutependant dune source
deacutenergie externe (bougie trembleur)sont
appelles
Moteur Renault Energy 14 de la Symbol
laquo moteur agrave allumage commandeacute raquo
Le moteur agrave allumage commandeacute est eacutequipeacute dun systegraveme complet dallumage composeacute de
Bougies Bobine Rupteur Faisceau
Une bougie qui fait des eacutetincelles
Une bobine qui sert agrave geacuteneacuterer une haute tension neacutecessaire agrave la creacuteation de leacutetincelle
Un systegraveme de commande de lallumage (rupteur ou systegraveme eacutelectronique)
Un faisceau eacutelectrique
21 Constitution
Ces moteurs transforment leacutenergie potentielle chimique stockeacutee dans un
carburant en travail (eacutenergie meacutecanique) gracircce agrave des combustions tregraves
rapides dougrave le terme dexplosions
Ils sont constitueacutes dun ou plusieurs cylindres
confinant les combustions
Dans chaque cylindre un piston coulisse en un mouvement
rectiligne alternatif
Mouvement transformeacute en rotation par lintermeacutediaire dune bielle
reliant le piston au vilebrequin (assemblage de manivelles sur un axe)
Chaque cylindre est fermeacute par une culasse munie dau moins deux soupapes
- La premiegravere permet lalimentation en meacutelange airessence du cylindre par le Collecteur
dadmission
- Lautre leacutevacuation des gaz bruleacutes vers leacutechappement
Soupapes drsquoeacutechappement Soupapes dans leurs logement
22 Fonctionnement
Figure II1 Cycle quatre temps agrave allumage commandeacute
Son cycle (de fonctionnement) se deacutecompose analytiquement en quatre temps (ou phases)
Le mouvement du piston est initieacute par la combustion (augmentation rapide du volume des gaz) dun
meacutelange de carburant et dair (comburant) qui a lieu durant le temps moteur
Le moteur fonctionne degraves lors seul et produit un couple sur son arbre de sortie
1 admission dun meacutelange air et de carburant vaporiseacute preacutesent dans le conduit dadmission
meacutelange preacutepareacute par divers composants (carburateur ou systegraveme dinjection) ouverture de la
soupape dadmission et descente du piston ce dernier aspire ainsi ce meacutelange dans le cylindre
agrave une pression de -01 agrave -03 bar
2 compression du meacutelange fermeture de la soupape dadmission puis remonteacutee du piston qui
comprime le meacutelange jusquagrave 12 agrave 18 bars et 400 agrave 500 degC dans la chambre de combustion
3 combustion (deacutetente aux environs du point mort haut) moment ougrave le piston atteint son point
culminant et ou la compression est au maximum la bougie dallumage (connecteacutee agrave un
geacuteneacuterateur deacutelectriciteacute haute tension) produit une eacutetincelle la combustion rapide qui sensuit
constitue le temps moteur les gaz chauds agrave une pression moyenne de 40 bars repoussent le
piston initiant le mouvement
4 eacutechappement ouverture de la soupape deacutechappement et remonteacutee du piston qui chasse les
gaz brucircleacutes deacutetendus dans le collecteur deacutechappement laissant la place agrave une nouvelle charge
de meacutelange Un nouveau cycle recommence
23 Allumage eacutelectronique
Un allumage eacutelectronique est une eacutevolution de lallumage classique par batteriebobine des moteurs agrave
explosion
Il a consisteacute agrave remplacer aussi le meacutecanisme davance agrave lallumage par un systegraveme eacutelectronique (en
reacutealiteacute dans ce cas le systegraveme est reacutegleacute sur
pleine avance) et un retardateur eacutelectronique
introduit le retard neacutecessaire agrave la situation du
moteur
Introduit dans les anneacutees 1970 lallumage
eacutelectronique sest geacuteneacuteraliseacute sur de nombreuses
cateacutegories de moteurs (automobiles motos etc)
agrave partir des anneacutees 1980
Allumage eacutelectronique
24 Avantages et inconveacutenients du moteur agrave allumage commandeacute
bull Plus leacuteger
bull Plus vif
bull Plus silencieux
bull Cout moindre
25 Les pannes
Les pannes dallumage sont une des grandes causes dimmobilisation involontaire des veacutehicules agrave
moteur
bull Usure des rupteurs
bull Deacutereacuteglage du point davance
bull Usure ou grippage du systegraveme davance
26 Combustion
La combustion du meacutelange est une transformation chimique (oxydation vive) du carburant et de
loxygegravene
On utilise geacuteneacuteralement loctane comme moleacutecule permettant de deacutecrire une combustion de ce type
Eacutequation de la combustion de loctane
2 C8H18 + 25 O2 16 CO2 + 18 H2O + Q
2 Moteur Diesel
Principe
Fruit des travaux meneacutes par lingeacutenieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897 le moteur Diesel
est un moteur agrave combustion interne dont lallumage nest pas commandeacute mais spontaneacute par
pheacutenomegravene dauto-inflammation
Il na donc pas besoin de bougies dallumage
Cela est possible gracircce agrave un tregraves fort taux de compression (rapport volumeacutetrique) denviron 141 agrave
251 permettant dobtenir une tempeacuterature de 700 agrave 900 degC
Des bougies de preacutechauffage sont souvent utiliseacutees pour permettre le deacutemarrage du moteur agrave froid en
augmentant la tempeacuterature de la chambre de combustion mais leur preacutesence nest pas systeacutematique
Ce type de moteur agrave taux de compression eacuteleveacute a connu une expansion rapide en automobile agrave partir
de la fin des anneacutees 1980 lorsque la suralimentation par turbocompresseur en a notablement ameacutelioreacute
les performances
Comme le moteur thermique agrave allumage commandeacute le moteur Diesel est constitueacute de pistons
coulissants dans des cylindres fermeacutes par une culasse reliant les cylindres aux collecteurs dadmission
et deacutechappement culasse eacutequipeacutee de soupapes commandeacutees par un ou plusieurs arbres agrave cames
Moteur VW TDI
Le fonctionnement repose sur lauto-inflammation du gazole dans de lair comprimeacute agrave plus de 120
du volume du cylindre a environ
- 35 bar de pression
- 600 degC de tempeacuterature
En brucirclant le meacutelange augmente fortement dans le cylindre
- la pression entre 60 agrave 100 bars
- la tempeacuterature a 1500 degC
Le cycle Diesel agrave quatre temps comporte
- Admission Contrairement au moteur agrave essence crsquoest de lrsquoair pur et non un meacutelange carbureacute qui est
introduit dans le cylindre lors de cette phase
- Compression Lrsquoair fortement comprimeacute est porteacute agrave une pression de 30 agrave 40 bars pour une
tempeacuterature de 500 agrave 600 degC environ
Admission Compression Combustion Echappement
Figure I1 les quatre temps drsquoun moteur Diesel
- combustion A la fin de la compression le gas-oil est alors injecteacute sous forme de fines gouttelettes
soit directement dans la chambre de combustion (injection directe) soit dans une preacute-chambre
turbulente destineacutee agrave favoriser sa combustion au contact de lrsquoair chaud (injection indirecte) La
pression drsquoinjection varie de 80 agrave 250 bars suivant le type de moteur Au contact de lrsquoair agrave tempeacuterature
eacuteleveacutee le combustible srsquoenflamme de lui-mecircme sa tempeacuterature drsquoinflammation eacutetant voisine de 300
degC Il srsquoenflamme spontaneacutement agrave mesure qursquoil est introduit Cependant un certain temps mesurable
srsquoeacutecoule entre le deacutebut drsquoinjection et le deacutebut de la combustion Crsquoest le deacutelai drsquoallumage Les gaz
augmentent tregraves rapidement de volume et chassent le piston vers le bas Crsquoest la deacutetente ou temps
moteur La pression des gaz est de lrsquoordre de 50 agrave 120 bars et la tempeacuterature de 1800 agrave 2000 degC
- Echappement Les gaz brucircleacutes sont chasseacutes par le piston qui remonte gracircce agrave la soupape
drsquoeacutechappement qui srsquoouvre
Les seules bougies preacutesentes sur un moteur diesel sont les bougies de preacutechauffage qui comme leur
nom lindique preacutechauffent les chambres de combustion (ou les preacutechambres suivant le type de diesel)
afin dobtenir lorsque le moteur est froid une tempeacuterature suffisante pour lauto-inflammation du
carburant
332 Vitesse et puissance
Les vitesses de rotation des moteurs diesel sont tregraves diffeacuterentes dun moteur agrave un autre
En effet plus le moteur est gros plus la course du piston est grande et plus le moteur est lent
Trois classes de moteurs sont ainsi deacutefinies
bull moteur lent moins de 200 trmin
bull moteur semi-rapide entre 400 et 1 000 trmin
bull moteur rapide 1 000 trmin et plus
Scheacutematiquement plus le piston est gros plus sa course
est importante
Pour exemplethinsp moteur DW10 ATED de PSA cylindreacutee
1 997 cmsup3 aleacutesage 85 mm course 88 mm reacutegime de
puissance maximale 4 000 trmin
Pour ce moteur la vitesse lineacuteaire du piston dans le
cylindre agrave 4 000 trmin est de 88 x 2 (deux courses par
tour moteur) = 176 mm ou en megravetres 0176 times 4 000
soit 704 mmin ou 70460thinspms = 117 ms
Moteur Diesel PSA
Certains moteurs Diesel lents de type agrave 2 temps atteignent 100 000 ch (voir le porte- conteneurs
Emma Maeligrsk) comme le Waumlrtsilauml RT-flex96C 14 cylindres moteur agrave 2 temps lent
(92102 toursmin)
Les cylindres ont un aleacutesage de 96 cm et le piston une course de
25 m2
Ce moteur a une hauteur denviron 13 megravetres et une longueur de 26
megravetres pour un poids de 2 300 tonnes
333 Combustion
Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le
dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone
et eau
Eacutequation parfaite de la combustion du gazole
hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp
2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q
En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible
334 Usage
On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple
important ou dun bon rendement
- locomotives
- bateaux
- camions
- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier
- tracteurs agricoles
- groupes eacutelectrogegravenes
- engins de travaux publics
- automobiles
335 Circuit drsquoalimentation
Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel
comprend les eacuteleacutements suivants
- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible
Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre
- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est
proteacutegeacutee par un preacute-filtre
- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La
pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre
- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les
cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une
circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe
Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne
- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion
- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent
lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites
Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au
travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal
Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection
dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute
pression vers les injecteurs
Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et
la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent
leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs
le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi
produit
Pompe agrave injection diesel rotative
Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme
temps que les divers deacutebits de deacutegazage
335 Deacutelai drsquoallumage
Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est
deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage
Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera
drsquoautant plus faible que
- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee
- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est
plus basse
- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute
- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee
- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute
336 Moteur agrave injection directe
Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute
sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure
I17)
La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair
important pour favoriser le brassage du meacutelange
Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])
Injection directe
Avantages
- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion
- Les deacutemarrages sont plus faciles
- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs
Inconveacutenients
Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges
Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide
336 Avantages du moteur Diesel
Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de
choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du
moteur agrave essence
Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun
turbocompresseur
Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)
technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)
Turbocompresseur
Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute
p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i
Systegraveme drsquoinjection a rampe commune
Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint
jusquagrave
2thinsp500 bars
Contre
- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune
- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)
Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole
- turbulente
- continue
- constante et
- bien reacutepartie
parametres essentielles pour une bonne combustion
Cette technologie porte le nom de
bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration
bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et
3e geacuteneacuteration
bull HDi Peugeot Citroeumln
bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia
bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart
bull CRD Jeep
bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)
bull d BMW (ex 530d)
bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen
bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)
bull d Lexus (exIS 220 d)
bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection
directe sans rampe commune)
bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi
bull DI-D Mitsubishi
bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)
bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe
commune)
bull MZR-CD Mazda
bull i-CTDi Honda
bull CRDi Hyundai
bull CRDI Kia
bull TCDi VCDi Chevrolet
bull TID Saab
34 Architectures moteurs
341 Introduction
Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont
- meacutediocre rendement
- vibrations
- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution
De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat
de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares
architectures ont eu droit agrave la production industrielle
342 Caracteacuterisation
La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle
Elle est calculeacutee agrave partir
- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)
- de la distance parcourue par un piston (la course) et
- du nombre de cylindres
La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee
selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de
tempeacuterature et de pression
Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912
Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des
pertes dans la transmission
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)
1 cheval-vapeur = 736 Watt
Le couple maximal est exerceacute sur laxe
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant
La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation
Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par
seconde
La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute
- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz
contenus apregraves le cycle dadmission)
Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee
- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses
cylindres au point mort bas et au point mort haut
Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer
(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute
343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur
3431 Eleacutements fixes
34311 Bloc-moteur
Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la
piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)
Ses fonctions principales sont les suivantes
- contenir les cylindres
- supporter le vilebrequin la culasse les
accessoires
- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification
Scheacutema drsquoun bloc moteur
- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de
refroidissement est utiliseacute)
Bloc a 04 cylindres
34312 Chemises
Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)
a) b) c)
Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912
34313 Culasse
La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre
Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou
drsquoaluminium
Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur
La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements
ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur
refroidi agrave eau
Les culasses portent
- les injecteurs
- les soupapes
- les culbuteurs
- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo
Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure
Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres
I322 Eleacutements mobiles
I3221Vilebrequin
Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles
Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des
paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo
Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes
de bielles sont les
laquo manetons raquo (Reacutef [2])
Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques
appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons
Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage
jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)
Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin
I2322 Bielles
Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles
reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et
entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants
Elles sont en acier allieacute
Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la
leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de
- compression
- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons
- flexion
Les trois principales parties dune bielle sont
- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston
- le corps
- la tecircte qui sarticule sur un maneton du
vilebrequin
Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912
Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une
bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est
emmancheacute avec serrage
Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en
I parfois tubulaire
La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en
permettre le montage sur le vilebrequin
La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo
Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans
la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction
Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de
plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis
agrave de tregraves gros efforts
Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils
sont alors en bronze speacutecial
Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons
Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier
eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction
I3223Piston
Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties
principales
- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz
- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure
lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories
reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston
- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe
- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des
calories
- Fonctions du piston
Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la
bielle les efforts dus aux gaz
- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non
suralimenteacutes
- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels
Figure I9 Piston
Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de
calories au fluide de refroidissement
Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage
Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins
encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus
reacuteduite pour avoir un moteur compact)
La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie
peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de
jeu agrave froid un grippage
Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue
Fig 9a Piston pour moteur Diesel
Formes de la tecircte du piston
La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par
lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du
piston est habituellement plate
Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et
forme totalement ou partie la chambre de combustion
Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les
automobiles de course pour une toute autre raison
Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant
de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence
injecteacute dans la chambre
Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la
position de linjecteur selon la technique dinjection
On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection
Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par
linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie
dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes
raquo et stratifieacutee
Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un
tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la
chambre
Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection
Fig9b Illustration des mouvements
tourbillonnaire swirl et tumble
I3224Segmentation
Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans
les gorges du piston
Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement
supeacuterieur agrave celui du cylindre
En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)
- le segment ndeg3 segment coup de feu
(ou segment de feu)
- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute
- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur
Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments
Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression
Les rocircles de la segmentation sont les suivants
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz
ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu
Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion
passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des
segments inteacuterieurs
Figure I10 Segments de piston
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification
crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment
drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance
- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre
Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique
coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston
Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de
lassemblage du moteur (fig10b)
Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est
de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe
Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment
Fig10b Tierccedilages des segments
I3225Axe de piston
Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur
surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee
Trois types de montage sont couramment utiliseacutes
- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est
libre dons le piston
- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans
lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston
- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par
des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires
Lajustement de laxe est agrave
- frottement doux dans la bielle
- frottement dur dans le piston
Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de
faciliter la mise en place de laxe
Figure I11 Axe de piston monteacute flottant
52 La distribution
Mais cest quoi dont la distribution
Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes
dadmission et deacutechappement
Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston
Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les
systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures
Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une
deacutechappement
Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement
deux agrave deux
(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes
Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre
Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des
ressorts en heacutelice
Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave
la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)
La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est
communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune
tige et dun culbuteur
Fig12 Distribution
331 Soupapes
Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre
temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes
Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts
de rappel
Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties
a) Tecircte de la soupape
Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de
soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre
La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est
deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg
b) Collet
Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave
faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet
dentaille ducirc au changement de section
c) Tige
Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure
le guidage vertical de la soupape
La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la
culasse
d) Queue
Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames
Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger
les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6
Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant
Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le
silicium le tungstegravene le nickel
Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee
332 Culbuteurs et poussoirs
Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la
culasse
Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils
reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs
Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD
Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames
soit
- par lintermeacutediaire dun galet
- par intermeacutediaire dun plateau
Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent
Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)
521 Le diagramme de distribution
Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point
le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)
Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB
Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre
Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression
ou rapport volumeacutetrique
Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur
522 Les systegravemes de controcircle des soupapes
Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et
deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes
conditions
Moteurs culbuteacutes
Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave
transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les
soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs
le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou
central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)
Ces moteurs sont dits culbuteacutes
Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees
1970-80
Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute
Tout dabord quest ce quune came
La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves
preacuteciseacutement afin de
-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape
-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial
-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort
Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames
La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche
mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci
contre en haut)
Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les
cylindres afin de les synchroniser
Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages
Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit
relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire
Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte
Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes
dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur
Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came
lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes
peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs
Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte
Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de
placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes
directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)
et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces
en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de
soupapes)
Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir
cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus
du poussoir
Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon
souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des
culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes
Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte
Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de
saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs
dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs
Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en
inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun
culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire
agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes
La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames
Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames
Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner
sans lautre car ils sont relieacutes entre eux
Ceci est souvent appeleacute larbre moteur
Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave
cames en tecircte (sur la droite)
Cest ce quon appelle la chaine de distribution
On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee
Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place
a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee
Figure V4 commande par chaine non 16032016
323 Nombre de soupapes par cylindre
Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de
distribution Mais ceci nest pas la seule raison
Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2
soupapes par cylindre
Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle
entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de
compression eacuteleveacute
Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les
performances du moteur
Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite
impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher
Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile
En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement
moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile
Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les
contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer
En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer
dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie
Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes
Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore
utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme
Ainsi ce moteur comptant
- 3 soupapes dadmission
- 2 soupapes deacutechappement
permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion
La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes
Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents
mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de
culbuteurs
Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique
53 Refroidissement
Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent
sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur
Il faut donc les refroidir sous peine de destruction
Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et
adapteacutee
531 Refroidissement agrave air
En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement
Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un
cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en
contact avec lair
Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les
veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des
automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle
Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions
Moteur de la VW Coccinelle
Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a
toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes
par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation
du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave
air (encombrement poids simpliciteacute prix)
Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours
un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement
liquide
532 Refroidissement liquide
Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les
performances du refroidissement
Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des
cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct
avec lair ambiant
Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le
liquide de refroidissement
Radiateur moderne en aluminium
Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach
Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le
refroidissement tregraves efficace dun liquide
Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair
Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui
Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le
refroidissement du moteur
Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par
le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur
Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau
Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions
permettant une lubrification optimale
Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par
plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques
lubrifiants utiliseacutes
La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat
situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde
thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur
Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer
assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur
533 Refroidissement par huile
Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en
mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans
les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct
Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois
muni dailettes un petit radiateur dhuile
Exemple
Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un
gros radiateur dhuile
Avantages
Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent
inutiles
Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception
Inconveacutenients
Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus
coucircteuses pour lutilisateur
De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges
dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile
54 Architecture des moteurs agrave explosion
Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres
bull Cylindres en ligne
bull Cylindres en V
bull Cylindres en W
bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)
bull Cylindres en H
bull Cylindres en eacutetoile
bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)
541 Monocylindre
Historique
Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz
le 30 janvier 1807
Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il
fonctionne selon le cycle de Lenoir
Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de
Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les
mouvements dans la phase de compression
542 Quatre cylindres
Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-
Paris
Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les
grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la
gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les
voitures courantes de moyennes et basses gammes
Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900
04 cylindres en V
Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader
Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant
1914
Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB
04 cylindres (en ligne) coucheacute
Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre
monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres
accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor
Carriage Company))
On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les
veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo
04 cylindres agrave plat boxer
Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg
Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen
Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de
graviteacute assez bas
Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de
redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC
En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline
compacte en Europe
Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie
du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute
un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement
Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement
convaincant
- Pas de claquement agrave froid
- une quasi absence de vibration
- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel
Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la
premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire
Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)
543 Six cylindres
Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand
il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres
Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)
La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032
Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont
Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg
en faisant appel agrave des six cylindres
La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe
En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon
Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand
nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes
Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur
Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare
On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez
Laverda en endurance (moteur en V)
Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition
Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement
- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)
- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)
- Benelli avec une 750 puis une 900
En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing
544 Huit cylindres et plus
Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron
Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo
Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V
La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne
Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de
puissance
Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres
soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les
reacuteacteurs
Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent
les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes
Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de
cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth
Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1
Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule
Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de
fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute
En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance
sportive
Puissance drsquoun
veacutehicule
1 Calculs de la pesanteur
11 Deacutecliviteacute
Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H
α = H L
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes
12 Poids du veacutehicule
Calculons le poids drsquoun veacutehicule
P = M g
P poids exprimeacute en N
M masse exprimeacutee en kg
g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)
13 Composante du poids
Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture
F = M g α
Avec
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
14 Travail de la force de traction
Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D
E = F D
E travail exprimeacute en J
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
D distance parcourue exprimeacutee en m
15 Energie
Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H
E = M g H
Avec
E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
15 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V
B = F V
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
V vitesse exprimeacutee en ms
En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement
et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse
16 puissance absorbeacutee par une ascension
Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T
B = M g H T
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m
T temps exprimeacute en s
2 Calculs Aeacuterodynamiques
21 Surface frontale
Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave
lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au
produit de la largeur par la hauteur
camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2
autocar 25 m x 32 m = 8 m2
voiture 18 m x 14 m = 25 m 2
motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2
22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair
Le Cx est calculeacute agrave partir
Cx = 2 F (S Mair Vsup2)
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse air exprimeacutee en ms
23 Reacutesistance de lrsquoair
R = frac12 S Cx Mair Vsup2
R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse exprimeacutee en ms
24 SCx
Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx
est le produit de la surface frontale par le Cx
SCx = S Cx
Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute
25 Constante aeacuterodynamique
La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules
A = S Cx M
Avec
A constante aeacuterodynamique [kgm]
S surface frontale [m2]
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]
26 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair
B = F x V
F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]
V vitesse du veacutehicule [ms]
3 Calculs thermiques
31 Calcul de la cylindreacutee
D2
V = π L N
4
Avec
D aleacutesage du cylindre
L course du piston
N nombre de cylindre
32 Calcul du PCI des combustibles
Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of
combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0
Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales
de tempeacuterature et de pression
Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene
(autrement dit la quantiteacute de chaleur)
Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour
donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur
321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)
Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de
C16H34
Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole
Combustion
Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene
des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene
La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune
maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant
Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire
- qui deacutegage de la chaleur
- elle produit du CO2
- de leau
- dautres composeacutes plus ou moins agressif
La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des
proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et
sans gaspillage
Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes
Pour le gazole
C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q
- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene
- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair
- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3
- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg
Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane
La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est
Carbone C = 087
Hydrogegravene H = 0126
Oxygegravene O = 0004
Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute
Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI
PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]
PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]
33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil
Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent
que pour bruler
1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ
- 112 kg drsquoN2
- 34 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 32 kg CO2
- 12 kg drsquoH2O
1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ
- 118 kg drsquoN2
- 035 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 31 kg de CO2
- 14 kg drsquoH2O
1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ
- 12 kg drsquoN2
- 036 kg drsquoO2)
La reacuteaction produit environ
- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 3 kg de CO2
- 16 kg drsquoH2O
La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut
avoir
[kg drsquoairkg]
minus+
= OHCL 8
3
8
230
10
[kmol drsquoairkg]
minus
+
=
32412210
10
OHCL
34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil
Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave
cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on
peut srsquoen approcher
Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du
fonctionnement drsquoun moteur
En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les
pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en
permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique
Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes
tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en
temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres
Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair
Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave
la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055
Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]
35 Quantiteacute des produits produit de combustion
Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un
carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees
Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent
que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)
Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont
indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants
Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour
simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees
meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains
atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire
oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes
complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules
carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de
carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2
lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout
meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves
drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave
haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la
formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre
lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la
particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique
NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene
atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour
les organismes vivants
C
nCO2 = [kmolekg]
12
H
nHO2 = [kmolekg]
2
nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]
nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]
36 Quantiteacute totale des produits de combustion
nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]
37 Puissance nominale
Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile
Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur
la puissance du moteur
Le choix est vaste et on srsquoy perd
80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip
Que signifient reacuteellement ces chiffres
Agrave quoi sert la puissance
Comment la mesure-t-on
Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse
Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses
Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la
transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps
Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)
puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle
(route en deacutecliviteacute)
La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps
mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps
On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs
de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance
Banc drsquoessai moteur
Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun
- frein
- compte-tours
Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le
frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz
restant grande ouverte
En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au
couple de freinage
il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple
moteur
Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple
moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation
In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs
F N
Pf =
10 000
Ougrave
F charge [N]
N = reacutegime de rotation [trmn]
38 Puissance corrigeacutee
Pfc = Pf f
Avec
f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f
= 1085
Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion
f = 1085
Pamb = 719 [mmHg]
39 Consommation speacutecifique
La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire
un travail T donneacute
(3600 v Ps )
Cs = [gkWh]
(t Pf)
Ou
v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]
Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]
t temps de consommation [s]
Pf puissance au frein [kW]
310 Consommation speacutecifique corrigeacutee
Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)
Ou
Pfc puissance corrigeacutee
311 Couple moteur
Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur
Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier
abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour
lrsquoacheteur
Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest
- la masse de la voiture
- son couple moteur
- le reacutegime auquel il est disponible
qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en
situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient
Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs
- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons
- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin
On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et
drsquoun frein
La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres
un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le
maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion
Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur
maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave
mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip
Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation
de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru
se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable
Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas
trop eacuteleveacutehellip
30PN 1000
CN = [Nm]
N π
Ou
PN Puissance nominale [kW]
N Vitesse de rotation [trmn]
312 Couple corrigeacutee
30Pfc 1000
Cc = [Nm]
N π
Ou
Pf Puissance corrigeacutee [kW]
4 Bilan thermique des moteurs
Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion
Elle apparaicirct sous deux formes distinctes
Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel
brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene
normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est
donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement
Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le
cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de
combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin
signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous
forme de mouvement (4)
Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie
En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique
En effet le rendement se deacutefinit comme
eacutenergie reacutecupeacutereacutee
Rendement =
eacutenergie consommeacutee
Dans le cas drsquoun moteur
lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance
exprimeacutee en kilowattheure [kW]
lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en
kilogrammes puis convertie en joules)
Le reacutesultat est une grandeur sans dimension
Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne
QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge
- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible
- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective
- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement
- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement
- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion
incomplegravete frottements etc)
Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur
Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on
trouve
41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion
Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )
Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )
GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )
Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )
Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )
GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )
(PCI Csh)
QT =
36
Calcul de la consommation horaire
- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]
- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]
42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps
Qe = 1000 Pf [Js]
Sachant que
- Pf puissance au frein [W]
43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement
Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante
C i D(1+2m ) Nm
Qr = [Js]
λ Avec
- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie
dans la plage [045 divide 0 53]
- i Nombre de cylindres
- D Aleacutesage du cylindre
- N freacutequence de rotation du vilebrequin
- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par
lrsquointervalle [06 divide 07 ]
- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair
44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement
Csh
Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]
36 Avec
- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de
combustible]
- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]
- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]
- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]
- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]
- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave
pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis
45 Autres pertes de chaleur
QP = QT - (Qe + Qr + Qge)
Chapitre 8
Identification du
veacutehicule
Vehicle Identification Number
Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est
donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950
Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule
ainsi que sur le moteur et dans
lordinateur de bord
Lanceacute dans une forme simplifieacutee en
1950 par les constructeurs ameacutericains
ce code passera aux 17 caractegraveres
actuels en 1980
Le numeacutero inscrit sur la carte grise
dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie
du type raquo correspond bien agrave celui
figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis
Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis
mais son appellation officielle est
Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule
(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe
laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo
Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une
Longueur de 17 caractegraveres
et peut ecirctre diviseacute en 3 sections
bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave
Identification Mondiale du Constructeur
WMI World Manufacturer Identification (anglais)
Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des
variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication
A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1
- Peugeot est VF3
- Citroeumln est VF7
Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur
(WMI)
On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres
Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9
caractegraveres les autres 14
Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les
bus ou les camions comme par exemple
bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en
- 1G1 pour Chevrolet
- 1G2 pour Pontiac et
- 1GC pour Chevrolet camions
bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en
- FA pour Fiat Auto et
- FC pour Fiat VI
Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est
implanteacutee Exemple
- ZFA Fiat Auto Italie
- SUF Fiat Auto Pologne
- 8AF Fiat Auto Argentine
- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie
- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil
bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la
Section de Description du Veacutehicule
VDS Vehicle Description Section (anglais)
ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault
utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines
bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la
Section drsquoIdentification du Veacutehicule
VIS Vehicle Identification Section en anglais
Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur
concerneacute
Emplacement du VIN
Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui
figurant sur la voiture
il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur
chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise
Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens
en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero
reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la
marque
Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre
- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou
- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture
En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer
accidentellement ou salteacuterer
Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire
Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du
veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve
- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur
- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit
La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est
- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire
- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide
Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral
- dans le compartiment moteur
- sur le pied de porte avant droit
- dans le coffre
Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une
petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur
Evolution du code VIN en fonction des types
Mercedes W201
Mercedes W202
Mercedes W203
Mercedes W204
Composition du code
Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un
systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation
- ISO 3779 de 1979 et
- ISO 3780 de 1980
Avant-propos
LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale
dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)
1 Domaine dapplication
La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero
didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme
uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers
La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes
aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833
3 Termes et deacutefinitions
31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN
Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de
son identification
32 Code didentification mondiale du constructeur WMI
Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du
veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification
dudit constructeur
33 Descripteur VDS
Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les
caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule
34 Indicateur VIS
Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une
combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre
veacutehicule
35 Constructeur
Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la
conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service
indeacutependante de lemplacement de lusine de montage
36 Anneacutee
Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule
deacutetermineacutee par le constructeur
37 Seacuteparation
Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du
numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites
Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee
Code
1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A
1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B
1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C
1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D
1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E
1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F
1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G
1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H
1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J
1989 K 2019 K
1990 L 2020 L
1991 M 2021 M
Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries
Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1
5
1
6
1
7
ISO 3779
Code
constructeu
r-WMI
Composition du
veacutehicule Code veacutehicule-VIS
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
plus de 500
veacutehiculesan
Code
constructeu
r-WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Numeacutero progressif
seacuterie
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
moins de 500
veacutehiculesan
WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Code
constructeu
r-WMI
Numeacutero
progressi
f seacuterie
Exemple de code VIN
Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot
- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)
1 VF (Europe S-Z France VF-VR)
3 3 (Peugeot)
- Type au mines (06)
4-6 741 (Composition du veacutehicule)
7 (306)
4 (04 portes)
1 ou A (Moteur D1768 cc)
7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)
9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)
- Anneacutee modegravele (01)
10 F (1985)
- Code VIS (07)
11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)
12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)
Poinccedilon Peugeot
WAUZZZ8GZPA001181
Codes pays
AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe
1ndash5 =
Ameacuterique
du Nord
6ndash7 =
Oceacuteanie
8ndash9 =
Ameacuterique
du Sud
AA-AH Afrique
du Sud
AJ-AN Cocircte
dIvoire
AP-A0 non
attribueacute
BA-BE Angola
BF-BK Kenya
BL-BR Tanzanie
BR Algeacuterie
BS-B0 non
attribueacute
CA-CE Benin
CF-CK
Madagascar
CL-CR Tunisie
CS-C0 non
attribueacute
DA-DE Egypte
DF-DK Maroc
DL-DR Zambie
DS-D0 non
attribueacute
(probable
Algerie)
EA-EE Ethiopie
EF-EK
Mozambique
EL-E0 non
attribueacute
FA-FE Ghana
FF-FK Nigeria
FF-FK
Madagascar
FL-F0 non
attribueacute
GA-G0 non
attribueacute
HA-H0 non
attribueacute
JA-J0 Japon
KA-KE Sri
Lanka
KF-KK
Israel
KL-KR
Coreacutee du Sud
KS-K0 non
attribueacute
LA-L0 Chine
MA-ME Inde
MF-MK
Indoneacutesie
ML-MR
Thaiumllande
MS-M0 non
attribueacute
NF-NK
Pakistan
NL-NR
Turquie
NS-N0 non
attribueacute
PA-PE
Philippines
PF-PK
Singapour
PL-PR
Malaysie
PS-P0 non
attribueacute
RA-RE
Emirat
Arabes Unis
RF-RK
Taiwan
RL-RR
Vietnam
RS-R0 non
attribueacute
SA-SM
Grande
Bretagne
SN-ST
Allemagne
SU-SZ
Pologne
S1-S0 non
attribueacute
TA-TH Suisse
TJ-TP
Reacutepublique
Tchegraveque
TR-TV
Hongrie
TW-T1
Portugal
T2-T0 non
attribueacute
UA-UG non
attribueacute
UH-UM
Danemark
UN-UT Irlande
UU-UZ
Roumanie
U1-U4 non
attribueacute
U5-U7
Slovaquie
U8-U0 non
attribueacute
VA-VE
Autriche
VF-VR France
VS-VW
Espagne
VX-V2
Yougoslavie
V3-V5 Croatie
V6-V0 Estonie
WA-W0
1A-10 Etats
Unis
2A-20
Canada
3A-3W
Mexique
3X-37 Costa
Rica
38-30 non
attribueacute
4A-40 Etats
Unis
5A-50 Etats
Unis
6A-6W
Australie
6X-60 non
attribueacute
7A-7E
Nouvelle
Zeacutelande
7F-70 non
attribueacute
8A-8E
Argentine
8F-8K Chili
8L-8R
Equateur
8S-8W
Peacuterou
8X-82
Veacuteneacutezueacutela
83-80 non
attribueacute
9A-9E Breacutesil
9F-9K
Colombie
9L-9R
Paraguay
9S-9W
Uruguay
9X-92
Trinidad amp
Tobago
93-99 Breacutesil
90 non
attribueacute
Allemagne
XA-XE
Bulgarie
XF-XK Gregravece
XL-XR Pays
Bas
XS-XW Russie
XX-X2
Luxembourg
X3-X0 Russie
YA-YE
Belgique
YF-YK
Finlande
YL-YR Malte
YS-YW Suegravede
YX-Y2
Norvegravege
Y3-Y5
Bielorussie
Y6-Y0 Ukraine
ZA-ZR Italie
ZS-ZW non
attribueacute
ZX-Z2
Sloveacutenie
Z3-Z5 Lituanie
Z6-Z0 non
attribueacute
Chapitre 9
Organisation du
garage
1 Introduction
Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement
appeleacute
garage
est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la
reacuteparation des veacutehicules automobile
Un petit atelier de garagiste en
Nouvelle-Galles du Sud (Australie)
laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et
peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile
- meacutecanicien
- carrossier
- peintre en carrosserie
- vendeur etchellip
Un garage peut faire office de station-service tandis que
bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la
distribution de carburant proposent un service basique
de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule
et les reacuteparations mineures
Certains garages en outre proposent un service de vente
de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine
au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)
Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants
2 Histoire
Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en
mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle
passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -
progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)
Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele
eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport
Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en
- seacutecurisant et regraveglementant son emploi
- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute
le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se
multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations
3 CHOIX DE LIMPLANTATION
Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et
inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix
- Trafic
- Publiciteacute
- Faciliteacute daccegraves
- Coucirct du terrain
- Superficies possibles
- Frais fixes
4 REacutePARTITION DES SURFACES
La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de
- 13 bacircti
- 23 non-bacircti
a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees
- Aires de stationnement Clients magasin de PR
- veacutehicules en attente de reacuteparation
- veacutehicules clients reacutepareacutes
- veacutehicules neufs et occasions
- veacutehicules du personnel
- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets
b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre
- spacieux
- bien eacuteclaireacutes
- ventileacutes
- chauffeacutes
- daccegraves facile
Il faut preacutevoir
Piegraveces agrave usage de bureau
- 6msup2 par personne
Reacuteception et daccueil des clients
- sa localisation doit ecirctre eacutevidente
Salle dattente clients
- spacieuse
- confortable
- agreacutementeacutee
- documenteacutee
- eacutequipeacutee
- eacuteclaireacutee
- peinte toujours en blanc mat
Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes
- clients
- meacutecaniciens
- agents
Atelier de reacuteparation plusieurs zones
- reacuteparations rapides
- interventions longues
- carrosserie
- peinture
- eacutelectriciteacute
- mise au point etc
Piegraveces annexes
- deacutechets
- aire de lavage
- compresseurs
- vestiaires personnels
- sanitaires etc
5 LES MATEacuteRIELS
a) GROS MATEacuteRIELS
Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie
des trains roulants
Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles
Electriciteacute
Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs
b) PETITS MATEacuteRIELS
Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels
6 LES PERSONNELS
La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories
a) ENCADREMENT
Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique
Directeur financier
b) EXEacuteCUTION
Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance
Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs
Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs
a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE
a) RDC
b) Etage Bureaux et administration
b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION
AUTOMOBILE
a) OBJECTIF DE LENTREPRISE
Accroicirctre la productiviteacute
- en structurant les ateliers
- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles
ne se chevauchent pas
b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE
- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous
les secteurs
- Chaque secteur est autonome
- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la
responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe
c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE
LENTREPRISE
a) LE CHEF DENTREPRISE
Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous
les secteurs
b) LE CHEF DATELIER
- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des
employeacutes
- Il coordonne tous les services
c) LE REacuteCEPTIONNAIRE
- accueil le client
- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer
- eacutetablie eacuteventuellement un devis
- preacutecise les deacutelais de reacuteparation
Si le client est daccord
- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule
carburant accessoires)
- charge le planning de latelier
Apregraves les travaux
- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture
d) LE CHEF DEacuteQUIPE
Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation
e) LES COMPAGNONS
Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations
f) LE MAGASINIER
Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele
g) SERVICE FACTURATION
Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe
h) SERVICE COMPTABILITEacute
Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation
Chapitre 10
Devis
1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION
2 Deacutefinition
Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat
dun bien
Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation
Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des
relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable
3 Enjeux dun devis
Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela
permet de comparer les prix et les prestations fournies
Les Destinataires
- un client
- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise
bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans
deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune
erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable
bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave
lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat
ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule
Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits
4 Deacutemarche dutilisation des devis
a) Ce que doit comporter un devis
Identification du prestataire qui reacutedige le devis
bull nom et raison sociale
bull adresse complegravete
bull teacuteleacutephone
bull teacuteleacutecopie
bull email et site internet
Identification de la personne qui a demandeacute le devis
bull nom preacutenom
bull adresse
bull teacuteleacutephone
Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros
La date du devis
La liste des prix et le total
b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis
bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois
selon le projet
5) Estimation
bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui
constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la
puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration
que le reacutesultat
6) Quelles sont les regravegles dun bon devis
- Un prix ferme
- une trace eacutecrite en cas de litigehellip
Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux
Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment
- la somme globale agrave payer
- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes
- le nom et ladresse de lentreprise
- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du
devis
Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client
Des mentions suppleacutementaires
Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres
mentions non obligatoires comme par exemple
- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements
- la date limite preacutevue pour la fin des travaux
- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute
Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip
Si la facture est plus eacuteleveacutee
Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait
pas donneacute son accord preacutealablehellip
Que faire
Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans
certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres
premiegraveres)
si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture
Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence
Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de
reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de
la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel
Chapitre 11
Bon de commande
Commande
Dans le commerce une commande est une intention soit
- verbale
- eacutecrite
dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers
Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande
dachat
Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une
commande de vente
Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte
des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis
Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees
Eacutetapes dans les commandes commerciales
Commerce Action de lacheteur Action du vendeur
Acheteur qui deacutesire le
produit et vendeur qui
vend le produit
Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute
Veacuterification du pricing
du produit disponibiliteacute
speacutecifications coucircts de
livraison
Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes
Accord de transaction
entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat
Enregistrement de la commande
de vente
Le produit est expeacutedieacute du
vendeur agrave lacheteur
Fiche demballage facture pro
forma pour certaines
expeacuteditions internationales
Lacheteur reccediloit le
produit du vendeur
La fiche demballage et le produit sont
compareacutes avec la commande dachat on
veacuterifie le bon conditionnement du
produit
Le vendeur envoie la
facture (comptabiliteacute) agrave
lacheteur
On fait correspondre la fiche demballage
avec la commande dachat et la facture
on enregistre lachat dans les comptes
financiers dans la comptabiliteacute
fournisseurs
On enregistre la vente dans les
comptes financiers dans la
comptabiliteacute clients
Lacheteur paie le
vendeur
Paiement en espegraveces par chegraveque ou
paiement eacutelectronique enregistrement
du paiement sur la commande dachat
Reacuteception des espegraveces du
chegraveque ou du paiement
eacutelectronique enregistrement du
paiement sur la commande de
vente
Moteurs agrave allumage commandeacute (essence)
Introduction
Cest une deacuteflagration (explosion) qui se produit au sein de ces moteurs
Les moteurs agrave allumage commandeacute
neacutecessitent une eacutetincelle pour le
deacuteclenchement de la combustion du meacutelange
carburantair
Tous les moteurs utilisant comme carburant
de lessence ou de lalcool voire un gaz
(GPL) ou autre dont le deacuteclenchement de la
combustion est deacutependant dune source
deacutenergie externe (bougie trembleur)sont
appelles
Moteur Renault Energy 14 de la Symbol
laquo moteur agrave allumage commandeacute raquo
Le moteur agrave allumage commandeacute est eacutequipeacute dun systegraveme complet dallumage composeacute de
Bougies Bobine Rupteur Faisceau
Une bougie qui fait des eacutetincelles
Une bobine qui sert agrave geacuteneacuterer une haute tension neacutecessaire agrave la creacuteation de leacutetincelle
Un systegraveme de commande de lallumage (rupteur ou systegraveme eacutelectronique)
Un faisceau eacutelectrique
21 Constitution
Ces moteurs transforment leacutenergie potentielle chimique stockeacutee dans un
carburant en travail (eacutenergie meacutecanique) gracircce agrave des combustions tregraves
rapides dougrave le terme dexplosions
Ils sont constitueacutes dun ou plusieurs cylindres
confinant les combustions
Dans chaque cylindre un piston coulisse en un mouvement
rectiligne alternatif
Mouvement transformeacute en rotation par lintermeacutediaire dune bielle
reliant le piston au vilebrequin (assemblage de manivelles sur un axe)
Chaque cylindre est fermeacute par une culasse munie dau moins deux soupapes
- La premiegravere permet lalimentation en meacutelange airessence du cylindre par le Collecteur
dadmission
- Lautre leacutevacuation des gaz bruleacutes vers leacutechappement
Soupapes drsquoeacutechappement Soupapes dans leurs logement
22 Fonctionnement
Figure II1 Cycle quatre temps agrave allumage commandeacute
Son cycle (de fonctionnement) se deacutecompose analytiquement en quatre temps (ou phases)
Le mouvement du piston est initieacute par la combustion (augmentation rapide du volume des gaz) dun
meacutelange de carburant et dair (comburant) qui a lieu durant le temps moteur
Le moteur fonctionne degraves lors seul et produit un couple sur son arbre de sortie
1 admission dun meacutelange air et de carburant vaporiseacute preacutesent dans le conduit dadmission
meacutelange preacutepareacute par divers composants (carburateur ou systegraveme dinjection) ouverture de la
soupape dadmission et descente du piston ce dernier aspire ainsi ce meacutelange dans le cylindre
agrave une pression de -01 agrave -03 bar
2 compression du meacutelange fermeture de la soupape dadmission puis remonteacutee du piston qui
comprime le meacutelange jusquagrave 12 agrave 18 bars et 400 agrave 500 degC dans la chambre de combustion
3 combustion (deacutetente aux environs du point mort haut) moment ougrave le piston atteint son point
culminant et ou la compression est au maximum la bougie dallumage (connecteacutee agrave un
geacuteneacuterateur deacutelectriciteacute haute tension) produit une eacutetincelle la combustion rapide qui sensuit
constitue le temps moteur les gaz chauds agrave une pression moyenne de 40 bars repoussent le
piston initiant le mouvement
4 eacutechappement ouverture de la soupape deacutechappement et remonteacutee du piston qui chasse les
gaz brucircleacutes deacutetendus dans le collecteur deacutechappement laissant la place agrave une nouvelle charge
de meacutelange Un nouveau cycle recommence
23 Allumage eacutelectronique
Un allumage eacutelectronique est une eacutevolution de lallumage classique par batteriebobine des moteurs agrave
explosion
Il a consisteacute agrave remplacer aussi le meacutecanisme davance agrave lallumage par un systegraveme eacutelectronique (en
reacutealiteacute dans ce cas le systegraveme est reacutegleacute sur
pleine avance) et un retardateur eacutelectronique
introduit le retard neacutecessaire agrave la situation du
moteur
Introduit dans les anneacutees 1970 lallumage
eacutelectronique sest geacuteneacuteraliseacute sur de nombreuses
cateacutegories de moteurs (automobiles motos etc)
agrave partir des anneacutees 1980
Allumage eacutelectronique
24 Avantages et inconveacutenients du moteur agrave allumage commandeacute
bull Plus leacuteger
bull Plus vif
bull Plus silencieux
bull Cout moindre
25 Les pannes
Les pannes dallumage sont une des grandes causes dimmobilisation involontaire des veacutehicules agrave
moteur
bull Usure des rupteurs
bull Deacutereacuteglage du point davance
bull Usure ou grippage du systegraveme davance
26 Combustion
La combustion du meacutelange est une transformation chimique (oxydation vive) du carburant et de
loxygegravene
On utilise geacuteneacuteralement loctane comme moleacutecule permettant de deacutecrire une combustion de ce type
Eacutequation de la combustion de loctane
2 C8H18 + 25 O2 16 CO2 + 18 H2O + Q
2 Moteur Diesel
Principe
Fruit des travaux meneacutes par lingeacutenieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897 le moteur Diesel
est un moteur agrave combustion interne dont lallumage nest pas commandeacute mais spontaneacute par
pheacutenomegravene dauto-inflammation
Il na donc pas besoin de bougies dallumage
Cela est possible gracircce agrave un tregraves fort taux de compression (rapport volumeacutetrique) denviron 141 agrave
251 permettant dobtenir une tempeacuterature de 700 agrave 900 degC
Des bougies de preacutechauffage sont souvent utiliseacutees pour permettre le deacutemarrage du moteur agrave froid en
augmentant la tempeacuterature de la chambre de combustion mais leur preacutesence nest pas systeacutematique
Ce type de moteur agrave taux de compression eacuteleveacute a connu une expansion rapide en automobile agrave partir
de la fin des anneacutees 1980 lorsque la suralimentation par turbocompresseur en a notablement ameacutelioreacute
les performances
Comme le moteur thermique agrave allumage commandeacute le moteur Diesel est constitueacute de pistons
coulissants dans des cylindres fermeacutes par une culasse reliant les cylindres aux collecteurs dadmission
et deacutechappement culasse eacutequipeacutee de soupapes commandeacutees par un ou plusieurs arbres agrave cames
Moteur VW TDI
Le fonctionnement repose sur lauto-inflammation du gazole dans de lair comprimeacute agrave plus de 120
du volume du cylindre a environ
- 35 bar de pression
- 600 degC de tempeacuterature
En brucirclant le meacutelange augmente fortement dans le cylindre
- la pression entre 60 agrave 100 bars
- la tempeacuterature a 1500 degC
Le cycle Diesel agrave quatre temps comporte
- Admission Contrairement au moteur agrave essence crsquoest de lrsquoair pur et non un meacutelange carbureacute qui est
introduit dans le cylindre lors de cette phase
- Compression Lrsquoair fortement comprimeacute est porteacute agrave une pression de 30 agrave 40 bars pour une
tempeacuterature de 500 agrave 600 degC environ
Admission Compression Combustion Echappement
Figure I1 les quatre temps drsquoun moteur Diesel
- combustion A la fin de la compression le gas-oil est alors injecteacute sous forme de fines gouttelettes
soit directement dans la chambre de combustion (injection directe) soit dans une preacute-chambre
turbulente destineacutee agrave favoriser sa combustion au contact de lrsquoair chaud (injection indirecte) La
pression drsquoinjection varie de 80 agrave 250 bars suivant le type de moteur Au contact de lrsquoair agrave tempeacuterature
eacuteleveacutee le combustible srsquoenflamme de lui-mecircme sa tempeacuterature drsquoinflammation eacutetant voisine de 300
degC Il srsquoenflamme spontaneacutement agrave mesure qursquoil est introduit Cependant un certain temps mesurable
srsquoeacutecoule entre le deacutebut drsquoinjection et le deacutebut de la combustion Crsquoest le deacutelai drsquoallumage Les gaz
augmentent tregraves rapidement de volume et chassent le piston vers le bas Crsquoest la deacutetente ou temps
moteur La pression des gaz est de lrsquoordre de 50 agrave 120 bars et la tempeacuterature de 1800 agrave 2000 degC
- Echappement Les gaz brucircleacutes sont chasseacutes par le piston qui remonte gracircce agrave la soupape
drsquoeacutechappement qui srsquoouvre
Les seules bougies preacutesentes sur un moteur diesel sont les bougies de preacutechauffage qui comme leur
nom lindique preacutechauffent les chambres de combustion (ou les preacutechambres suivant le type de diesel)
afin dobtenir lorsque le moteur est froid une tempeacuterature suffisante pour lauto-inflammation du
carburant
332 Vitesse et puissance
Les vitesses de rotation des moteurs diesel sont tregraves diffeacuterentes dun moteur agrave un autre
En effet plus le moteur est gros plus la course du piston est grande et plus le moteur est lent
Trois classes de moteurs sont ainsi deacutefinies
bull moteur lent moins de 200 trmin
bull moteur semi-rapide entre 400 et 1 000 trmin
bull moteur rapide 1 000 trmin et plus
Scheacutematiquement plus le piston est gros plus sa course
est importante
Pour exemplethinsp moteur DW10 ATED de PSA cylindreacutee
1 997 cmsup3 aleacutesage 85 mm course 88 mm reacutegime de
puissance maximale 4 000 trmin
Pour ce moteur la vitesse lineacuteaire du piston dans le
cylindre agrave 4 000 trmin est de 88 x 2 (deux courses par
tour moteur) = 176 mm ou en megravetres 0176 times 4 000
soit 704 mmin ou 70460thinspms = 117 ms
Moteur Diesel PSA
Certains moteurs Diesel lents de type agrave 2 temps atteignent 100 000 ch (voir le porte- conteneurs
Emma Maeligrsk) comme le Waumlrtsilauml RT-flex96C 14 cylindres moteur agrave 2 temps lent
(92102 toursmin)
Les cylindres ont un aleacutesage de 96 cm et le piston une course de
25 m2
Ce moteur a une hauteur denviron 13 megravetres et une longueur de 26
megravetres pour un poids de 2 300 tonnes
333 Combustion
Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le
dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone
et eau
Eacutequation parfaite de la combustion du gazole
hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp
2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q
En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible
334 Usage
On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple
important ou dun bon rendement
- locomotives
- bateaux
- camions
- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier
- tracteurs agricoles
- groupes eacutelectrogegravenes
- engins de travaux publics
- automobiles
335 Circuit drsquoalimentation
Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel
comprend les eacuteleacutements suivants
- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible
Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre
- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est
proteacutegeacutee par un preacute-filtre
- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La
pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre
- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les
cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une
circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe
Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne
- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion
- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent
lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites
Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au
travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal
Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection
dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute
pression vers les injecteurs
Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et
la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent
leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs
le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi
produit
Pompe agrave injection diesel rotative
Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme
temps que les divers deacutebits de deacutegazage
335 Deacutelai drsquoallumage
Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est
deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage
Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera
drsquoautant plus faible que
- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee
- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est
plus basse
- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute
- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee
- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute
336 Moteur agrave injection directe
Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute
sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure
I17)
La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair
important pour favoriser le brassage du meacutelange
Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])
Injection directe
Avantages
- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion
- Les deacutemarrages sont plus faciles
- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs
Inconveacutenients
Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges
Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide
336 Avantages du moteur Diesel
Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de
choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du
moteur agrave essence
Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun
turbocompresseur
Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)
technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)
Turbocompresseur
Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute
p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i
Systegraveme drsquoinjection a rampe commune
Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint
jusquagrave
2thinsp500 bars
Contre
- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune
- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)
Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole
- turbulente
- continue
- constante et
- bien reacutepartie
parametres essentielles pour une bonne combustion
Cette technologie porte le nom de
bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration
bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et
3e geacuteneacuteration
bull HDi Peugeot Citroeumln
bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia
bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart
bull CRD Jeep
bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)
bull d BMW (ex 530d)
bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen
bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)
bull d Lexus (exIS 220 d)
bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection
directe sans rampe commune)
bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi
bull DI-D Mitsubishi
bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)
bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe
commune)
bull MZR-CD Mazda
bull i-CTDi Honda
bull CRDi Hyundai
bull CRDI Kia
bull TCDi VCDi Chevrolet
bull TID Saab
34 Architectures moteurs
341 Introduction
Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont
- meacutediocre rendement
- vibrations
- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution
De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat
de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares
architectures ont eu droit agrave la production industrielle
342 Caracteacuterisation
La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle
Elle est calculeacutee agrave partir
- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)
- de la distance parcourue par un piston (la course) et
- du nombre de cylindres
La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee
selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de
tempeacuterature et de pression
Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912
Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des
pertes dans la transmission
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)
1 cheval-vapeur = 736 Watt
Le couple maximal est exerceacute sur laxe
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant
La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation
Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par
seconde
La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute
- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz
contenus apregraves le cycle dadmission)
Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee
- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses
cylindres au point mort bas et au point mort haut
Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer
(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute
343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur
3431 Eleacutements fixes
34311 Bloc-moteur
Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la
piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)
Ses fonctions principales sont les suivantes
- contenir les cylindres
- supporter le vilebrequin la culasse les
accessoires
- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification
Scheacutema drsquoun bloc moteur
- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de
refroidissement est utiliseacute)
Bloc a 04 cylindres
34312 Chemises
Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)
a) b) c)
Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912
34313 Culasse
La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre
Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou
drsquoaluminium
Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur
La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements
ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur
refroidi agrave eau
Les culasses portent
- les injecteurs
- les soupapes
- les culbuteurs
- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo
Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure
Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres
I322 Eleacutements mobiles
I3221Vilebrequin
Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles
Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des
paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo
Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes
de bielles sont les
laquo manetons raquo (Reacutef [2])
Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques
appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons
Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage
jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)
Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin
I2322 Bielles
Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles
reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et
entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants
Elles sont en acier allieacute
Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la
leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de
- compression
- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons
- flexion
Les trois principales parties dune bielle sont
- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston
- le corps
- la tecircte qui sarticule sur un maneton du
vilebrequin
Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912
Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une
bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est
emmancheacute avec serrage
Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en
I parfois tubulaire
La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en
permettre le montage sur le vilebrequin
La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo
Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans
la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction
Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de
plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis
agrave de tregraves gros efforts
Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils
sont alors en bronze speacutecial
Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons
Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier
eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction
I3223Piston
Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties
principales
- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz
- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure
lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories
reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston
- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe
- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des
calories
- Fonctions du piston
Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la
bielle les efforts dus aux gaz
- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non
suralimenteacutes
- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels
Figure I9 Piston
Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de
calories au fluide de refroidissement
Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage
Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins
encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus
reacuteduite pour avoir un moteur compact)
La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie
peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de
jeu agrave froid un grippage
Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue
Fig 9a Piston pour moteur Diesel
Formes de la tecircte du piston
La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par
lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du
piston est habituellement plate
Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et
forme totalement ou partie la chambre de combustion
Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les
automobiles de course pour une toute autre raison
Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant
de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence
injecteacute dans la chambre
Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la
position de linjecteur selon la technique dinjection
On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection
Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par
linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie
dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes
raquo et stratifieacutee
Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un
tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la
chambre
Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection
Fig9b Illustration des mouvements
tourbillonnaire swirl et tumble
I3224Segmentation
Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans
les gorges du piston
Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement
supeacuterieur agrave celui du cylindre
En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)
- le segment ndeg3 segment coup de feu
(ou segment de feu)
- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute
- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur
Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments
Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression
Les rocircles de la segmentation sont les suivants
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz
ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu
Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion
passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des
segments inteacuterieurs
Figure I10 Segments de piston
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification
crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment
drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance
- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre
Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique
coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston
Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de
lassemblage du moteur (fig10b)
Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est
de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe
Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment
Fig10b Tierccedilages des segments
I3225Axe de piston
Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur
surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee
Trois types de montage sont couramment utiliseacutes
- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est
libre dons le piston
- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans
lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston
- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par
des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires
Lajustement de laxe est agrave
- frottement doux dans la bielle
- frottement dur dans le piston
Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de
faciliter la mise en place de laxe
Figure I11 Axe de piston monteacute flottant
52 La distribution
Mais cest quoi dont la distribution
Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes
dadmission et deacutechappement
Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston
Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les
systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures
Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une
deacutechappement
Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement
deux agrave deux
(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes
Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre
Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des
ressorts en heacutelice
Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave
la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)
La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est
communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune
tige et dun culbuteur
Fig12 Distribution
331 Soupapes
Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre
temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes
Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts
de rappel
Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties
a) Tecircte de la soupape
Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de
soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre
La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est
deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg
b) Collet
Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave
faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet
dentaille ducirc au changement de section
c) Tige
Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure
le guidage vertical de la soupape
La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la
culasse
d) Queue
Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames
Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger
les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6
Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant
Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le
silicium le tungstegravene le nickel
Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee
332 Culbuteurs et poussoirs
Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la
culasse
Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils
reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs
Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD
Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames
soit
- par lintermeacutediaire dun galet
- par intermeacutediaire dun plateau
Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent
Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)
521 Le diagramme de distribution
Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point
le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)
Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB
Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre
Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression
ou rapport volumeacutetrique
Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur
522 Les systegravemes de controcircle des soupapes
Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et
deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes
conditions
Moteurs culbuteacutes
Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave
transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les
soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs
le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou
central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)
Ces moteurs sont dits culbuteacutes
Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees
1970-80
Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute
Tout dabord quest ce quune came
La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves
preacuteciseacutement afin de
-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape
-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial
-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort
Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames
La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche
mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci
contre en haut)
Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les
cylindres afin de les synchroniser
Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages
Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit
relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire
Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte
Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes
dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur
Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came
lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes
peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs
Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte
Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de
placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes
directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)
et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces
en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de
soupapes)
Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir
cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus
du poussoir
Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon
souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des
culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes
Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte
Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de
saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs
dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs
Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en
inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun
culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire
agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes
La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames
Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames
Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner
sans lautre car ils sont relieacutes entre eux
Ceci est souvent appeleacute larbre moteur
Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave
cames en tecircte (sur la droite)
Cest ce quon appelle la chaine de distribution
On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee
Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place
a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee
Figure V4 commande par chaine non 16032016
323 Nombre de soupapes par cylindre
Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de
distribution Mais ceci nest pas la seule raison
Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2
soupapes par cylindre
Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle
entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de
compression eacuteleveacute
Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les
performances du moteur
Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite
impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher
Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile
En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement
moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile
Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les
contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer
En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer
dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie
Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes
Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore
utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme
Ainsi ce moteur comptant
- 3 soupapes dadmission
- 2 soupapes deacutechappement
permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion
La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes
Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents
mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de
culbuteurs
Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique
53 Refroidissement
Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent
sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur
Il faut donc les refroidir sous peine de destruction
Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et
adapteacutee
531 Refroidissement agrave air
En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement
Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un
cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en
contact avec lair
Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les
veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des
automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle
Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions
Moteur de la VW Coccinelle
Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a
toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes
par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation
du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave
air (encombrement poids simpliciteacute prix)
Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours
un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement
liquide
532 Refroidissement liquide
Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les
performances du refroidissement
Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des
cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct
avec lair ambiant
Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le
liquide de refroidissement
Radiateur moderne en aluminium
Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach
Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le
refroidissement tregraves efficace dun liquide
Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair
Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui
Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le
refroidissement du moteur
Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par
le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur
Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau
Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions
permettant une lubrification optimale
Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par
plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques
lubrifiants utiliseacutes
La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat
situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde
thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur
Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer
assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur
533 Refroidissement par huile
Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en
mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans
les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct
Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois
muni dailettes un petit radiateur dhuile
Exemple
Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un
gros radiateur dhuile
Avantages
Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent
inutiles
Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception
Inconveacutenients
Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus
coucircteuses pour lutilisateur
De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges
dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile
54 Architecture des moteurs agrave explosion
Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres
bull Cylindres en ligne
bull Cylindres en V
bull Cylindres en W
bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)
bull Cylindres en H
bull Cylindres en eacutetoile
bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)
541 Monocylindre
Historique
Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz
le 30 janvier 1807
Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il
fonctionne selon le cycle de Lenoir
Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de
Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les
mouvements dans la phase de compression
542 Quatre cylindres
Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-
Paris
Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les
grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la
gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les
voitures courantes de moyennes et basses gammes
Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900
04 cylindres en V
Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader
Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant
1914
Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB
04 cylindres (en ligne) coucheacute
Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre
monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres
accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor
Carriage Company))
On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les
veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo
04 cylindres agrave plat boxer
Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg
Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen
Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de
graviteacute assez bas
Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de
redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC
En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline
compacte en Europe
Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie
du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute
un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement
Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement
convaincant
- Pas de claquement agrave froid
- une quasi absence de vibration
- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel
Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la
premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire
Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)
543 Six cylindres
Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand
il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres
Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)
La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032
Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont
Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg
en faisant appel agrave des six cylindres
La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe
En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon
Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand
nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes
Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur
Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare
On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez
Laverda en endurance (moteur en V)
Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition
Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement
- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)
- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)
- Benelli avec une 750 puis une 900
En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing
544 Huit cylindres et plus
Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron
Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo
Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V
La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne
Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de
puissance
Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres
soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les
reacuteacteurs
Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent
les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes
Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de
cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth
Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1
Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule
Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de
fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute
En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance
sportive
Puissance drsquoun
veacutehicule
1 Calculs de la pesanteur
11 Deacutecliviteacute
Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H
α = H L
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes
12 Poids du veacutehicule
Calculons le poids drsquoun veacutehicule
P = M g
P poids exprimeacute en N
M masse exprimeacutee en kg
g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)
13 Composante du poids
Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture
F = M g α
Avec
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
14 Travail de la force de traction
Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D
E = F D
E travail exprimeacute en J
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
D distance parcourue exprimeacutee en m
15 Energie
Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H
E = M g H
Avec
E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
15 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V
B = F V
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
V vitesse exprimeacutee en ms
En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement
et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse
16 puissance absorbeacutee par une ascension
Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T
B = M g H T
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m
T temps exprimeacute en s
2 Calculs Aeacuterodynamiques
21 Surface frontale
Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave
lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au
produit de la largeur par la hauteur
camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2
autocar 25 m x 32 m = 8 m2
voiture 18 m x 14 m = 25 m 2
motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2
22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair
Le Cx est calculeacute agrave partir
Cx = 2 F (S Mair Vsup2)
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse air exprimeacutee en ms
23 Reacutesistance de lrsquoair
R = frac12 S Cx Mair Vsup2
R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse exprimeacutee en ms
24 SCx
Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx
est le produit de la surface frontale par le Cx
SCx = S Cx
Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute
25 Constante aeacuterodynamique
La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules
A = S Cx M
Avec
A constante aeacuterodynamique [kgm]
S surface frontale [m2]
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]
26 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair
B = F x V
F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]
V vitesse du veacutehicule [ms]
3 Calculs thermiques
31 Calcul de la cylindreacutee
D2
V = π L N
4
Avec
D aleacutesage du cylindre
L course du piston
N nombre de cylindre
32 Calcul du PCI des combustibles
Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of
combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0
Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales
de tempeacuterature et de pression
Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene
(autrement dit la quantiteacute de chaleur)
Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour
donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur
321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)
Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de
C16H34
Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole
Combustion
Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene
des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene
La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune
maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant
Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire
- qui deacutegage de la chaleur
- elle produit du CO2
- de leau
- dautres composeacutes plus ou moins agressif
La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des
proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et
sans gaspillage
Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes
Pour le gazole
C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q
- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene
- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair
- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3
- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg
Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane
La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est
Carbone C = 087
Hydrogegravene H = 0126
Oxygegravene O = 0004
Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute
Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI
PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]
PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]
33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil
Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent
que pour bruler
1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ
- 112 kg drsquoN2
- 34 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 32 kg CO2
- 12 kg drsquoH2O
1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ
- 118 kg drsquoN2
- 035 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 31 kg de CO2
- 14 kg drsquoH2O
1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ
- 12 kg drsquoN2
- 036 kg drsquoO2)
La reacuteaction produit environ
- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 3 kg de CO2
- 16 kg drsquoH2O
La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut
avoir
[kg drsquoairkg]
minus+
= OHCL 8
3
8
230
10
[kmol drsquoairkg]
minus
+
=
32412210
10
OHCL
34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil
Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave
cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on
peut srsquoen approcher
Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du
fonctionnement drsquoun moteur
En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les
pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en
permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique
Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes
tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en
temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres
Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair
Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave
la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055
Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]
35 Quantiteacute des produits produit de combustion
Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un
carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees
Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent
que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)
Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont
indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants
Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour
simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees
meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains
atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire
oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes
complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules
carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de
carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2
lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout
meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves
drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave
haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la
formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre
lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la
particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique
NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene
atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour
les organismes vivants
C
nCO2 = [kmolekg]
12
H
nHO2 = [kmolekg]
2
nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]
nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]
36 Quantiteacute totale des produits de combustion
nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]
37 Puissance nominale
Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile
Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur
la puissance du moteur
Le choix est vaste et on srsquoy perd
80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip
Que signifient reacuteellement ces chiffres
Agrave quoi sert la puissance
Comment la mesure-t-on
Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse
Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses
Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la
transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps
Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)
puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle
(route en deacutecliviteacute)
La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps
mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps
On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs
de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance
Banc drsquoessai moteur
Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun
- frein
- compte-tours
Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le
frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz
restant grande ouverte
En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au
couple de freinage
il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple
moteur
Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple
moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation
In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs
F N
Pf =
10 000
Ougrave
F charge [N]
N = reacutegime de rotation [trmn]
38 Puissance corrigeacutee
Pfc = Pf f
Avec
f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f
= 1085
Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion
f = 1085
Pamb = 719 [mmHg]
39 Consommation speacutecifique
La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire
un travail T donneacute
(3600 v Ps )
Cs = [gkWh]
(t Pf)
Ou
v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]
Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]
t temps de consommation [s]
Pf puissance au frein [kW]
310 Consommation speacutecifique corrigeacutee
Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)
Ou
Pfc puissance corrigeacutee
311 Couple moteur
Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur
Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier
abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour
lrsquoacheteur
Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest
- la masse de la voiture
- son couple moteur
- le reacutegime auquel il est disponible
qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en
situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient
Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs
- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons
- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin
On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et
drsquoun frein
La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres
un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le
maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion
Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur
maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave
mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip
Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation
de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru
se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable
Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas
trop eacuteleveacutehellip
30PN 1000
CN = [Nm]
N π
Ou
PN Puissance nominale [kW]
N Vitesse de rotation [trmn]
312 Couple corrigeacutee
30Pfc 1000
Cc = [Nm]
N π
Ou
Pf Puissance corrigeacutee [kW]
4 Bilan thermique des moteurs
Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion
Elle apparaicirct sous deux formes distinctes
Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel
brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene
normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est
donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement
Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le
cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de
combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin
signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous
forme de mouvement (4)
Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie
En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique
En effet le rendement se deacutefinit comme
eacutenergie reacutecupeacutereacutee
Rendement =
eacutenergie consommeacutee
Dans le cas drsquoun moteur
lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance
exprimeacutee en kilowattheure [kW]
lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en
kilogrammes puis convertie en joules)
Le reacutesultat est une grandeur sans dimension
Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne
QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge
- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible
- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective
- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement
- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement
- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion
incomplegravete frottements etc)
Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur
Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on
trouve
41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion
Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )
Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )
GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )
Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )
Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )
GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )
(PCI Csh)
QT =
36
Calcul de la consommation horaire
- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]
- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]
42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps
Qe = 1000 Pf [Js]
Sachant que
- Pf puissance au frein [W]
43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement
Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante
C i D(1+2m ) Nm
Qr = [Js]
λ Avec
- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie
dans la plage [045 divide 0 53]
- i Nombre de cylindres
- D Aleacutesage du cylindre
- N freacutequence de rotation du vilebrequin
- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par
lrsquointervalle [06 divide 07 ]
- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair
44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement
Csh
Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]
36 Avec
- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de
combustible]
- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]
- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]
- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]
- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]
- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave
pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis
45 Autres pertes de chaleur
QP = QT - (Qe + Qr + Qge)
Chapitre 8
Identification du
veacutehicule
Vehicle Identification Number
Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est
donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950
Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule
ainsi que sur le moteur et dans
lordinateur de bord
Lanceacute dans une forme simplifieacutee en
1950 par les constructeurs ameacutericains
ce code passera aux 17 caractegraveres
actuels en 1980
Le numeacutero inscrit sur la carte grise
dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie
du type raquo correspond bien agrave celui
figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis
Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis
mais son appellation officielle est
Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule
(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe
laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo
Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une
Longueur de 17 caractegraveres
et peut ecirctre diviseacute en 3 sections
bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave
Identification Mondiale du Constructeur
WMI World Manufacturer Identification (anglais)
Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des
variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication
A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1
- Peugeot est VF3
- Citroeumln est VF7
Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur
(WMI)
On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres
Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9
caractegraveres les autres 14
Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les
bus ou les camions comme par exemple
bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en
- 1G1 pour Chevrolet
- 1G2 pour Pontiac et
- 1GC pour Chevrolet camions
bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en
- FA pour Fiat Auto et
- FC pour Fiat VI
Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est
implanteacutee Exemple
- ZFA Fiat Auto Italie
- SUF Fiat Auto Pologne
- 8AF Fiat Auto Argentine
- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie
- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil
bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la
Section de Description du Veacutehicule
VDS Vehicle Description Section (anglais)
ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault
utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines
bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la
Section drsquoIdentification du Veacutehicule
VIS Vehicle Identification Section en anglais
Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur
concerneacute
Emplacement du VIN
Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui
figurant sur la voiture
il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur
chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise
Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens
en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero
reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la
marque
Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre
- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou
- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture
En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer
accidentellement ou salteacuterer
Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire
Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du
veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve
- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur
- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit
La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est
- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire
- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide
Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral
- dans le compartiment moteur
- sur le pied de porte avant droit
- dans le coffre
Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une
petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur
Evolution du code VIN en fonction des types
Mercedes W201
Mercedes W202
Mercedes W203
Mercedes W204
Composition du code
Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un
systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation
- ISO 3779 de 1979 et
- ISO 3780 de 1980
Avant-propos
LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale
dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)
1 Domaine dapplication
La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero
didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme
uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers
La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes
aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833
3 Termes et deacutefinitions
31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN
Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de
son identification
32 Code didentification mondiale du constructeur WMI
Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du
veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification
dudit constructeur
33 Descripteur VDS
Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les
caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule
34 Indicateur VIS
Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une
combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre
veacutehicule
35 Constructeur
Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la
conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service
indeacutependante de lemplacement de lusine de montage
36 Anneacutee
Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule
deacutetermineacutee par le constructeur
37 Seacuteparation
Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du
numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites
Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee
Code
1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A
1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B
1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C
1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D
1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E
1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F
1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G
1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H
1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J
1989 K 2019 K
1990 L 2020 L
1991 M 2021 M
Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries
Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1
5
1
6
1
7
ISO 3779
Code
constructeu
r-WMI
Composition du
veacutehicule Code veacutehicule-VIS
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
plus de 500
veacutehiculesan
Code
constructeu
r-WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Numeacutero progressif
seacuterie
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
moins de 500
veacutehiculesan
WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Code
constructeu
r-WMI
Numeacutero
progressi
f seacuterie
Exemple de code VIN
Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot
- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)
1 VF (Europe S-Z France VF-VR)
3 3 (Peugeot)
- Type au mines (06)
4-6 741 (Composition du veacutehicule)
7 (306)
4 (04 portes)
1 ou A (Moteur D1768 cc)
7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)
9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)
- Anneacutee modegravele (01)
10 F (1985)
- Code VIS (07)
11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)
12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)
Poinccedilon Peugeot
WAUZZZ8GZPA001181
Codes pays
AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe
1ndash5 =
Ameacuterique
du Nord
6ndash7 =
Oceacuteanie
8ndash9 =
Ameacuterique
du Sud
AA-AH Afrique
du Sud
AJ-AN Cocircte
dIvoire
AP-A0 non
attribueacute
BA-BE Angola
BF-BK Kenya
BL-BR Tanzanie
BR Algeacuterie
BS-B0 non
attribueacute
CA-CE Benin
CF-CK
Madagascar
CL-CR Tunisie
CS-C0 non
attribueacute
DA-DE Egypte
DF-DK Maroc
DL-DR Zambie
DS-D0 non
attribueacute
(probable
Algerie)
EA-EE Ethiopie
EF-EK
Mozambique
EL-E0 non
attribueacute
FA-FE Ghana
FF-FK Nigeria
FF-FK
Madagascar
FL-F0 non
attribueacute
GA-G0 non
attribueacute
HA-H0 non
attribueacute
JA-J0 Japon
KA-KE Sri
Lanka
KF-KK
Israel
KL-KR
Coreacutee du Sud
KS-K0 non
attribueacute
LA-L0 Chine
MA-ME Inde
MF-MK
Indoneacutesie
ML-MR
Thaiumllande
MS-M0 non
attribueacute
NF-NK
Pakistan
NL-NR
Turquie
NS-N0 non
attribueacute
PA-PE
Philippines
PF-PK
Singapour
PL-PR
Malaysie
PS-P0 non
attribueacute
RA-RE
Emirat
Arabes Unis
RF-RK
Taiwan
RL-RR
Vietnam
RS-R0 non
attribueacute
SA-SM
Grande
Bretagne
SN-ST
Allemagne
SU-SZ
Pologne
S1-S0 non
attribueacute
TA-TH Suisse
TJ-TP
Reacutepublique
Tchegraveque
TR-TV
Hongrie
TW-T1
Portugal
T2-T0 non
attribueacute
UA-UG non
attribueacute
UH-UM
Danemark
UN-UT Irlande
UU-UZ
Roumanie
U1-U4 non
attribueacute
U5-U7
Slovaquie
U8-U0 non
attribueacute
VA-VE
Autriche
VF-VR France
VS-VW
Espagne
VX-V2
Yougoslavie
V3-V5 Croatie
V6-V0 Estonie
WA-W0
1A-10 Etats
Unis
2A-20
Canada
3A-3W
Mexique
3X-37 Costa
Rica
38-30 non
attribueacute
4A-40 Etats
Unis
5A-50 Etats
Unis
6A-6W
Australie
6X-60 non
attribueacute
7A-7E
Nouvelle
Zeacutelande
7F-70 non
attribueacute
8A-8E
Argentine
8F-8K Chili
8L-8R
Equateur
8S-8W
Peacuterou
8X-82
Veacuteneacutezueacutela
83-80 non
attribueacute
9A-9E Breacutesil
9F-9K
Colombie
9L-9R
Paraguay
9S-9W
Uruguay
9X-92
Trinidad amp
Tobago
93-99 Breacutesil
90 non
attribueacute
Allemagne
XA-XE
Bulgarie
XF-XK Gregravece
XL-XR Pays
Bas
XS-XW Russie
XX-X2
Luxembourg
X3-X0 Russie
YA-YE
Belgique
YF-YK
Finlande
YL-YR Malte
YS-YW Suegravede
YX-Y2
Norvegravege
Y3-Y5
Bielorussie
Y6-Y0 Ukraine
ZA-ZR Italie
ZS-ZW non
attribueacute
ZX-Z2
Sloveacutenie
Z3-Z5 Lituanie
Z6-Z0 non
attribueacute
Chapitre 9
Organisation du
garage
1 Introduction
Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement
appeleacute
garage
est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la
reacuteparation des veacutehicules automobile
Un petit atelier de garagiste en
Nouvelle-Galles du Sud (Australie)
laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et
peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile
- meacutecanicien
- carrossier
- peintre en carrosserie
- vendeur etchellip
Un garage peut faire office de station-service tandis que
bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la
distribution de carburant proposent un service basique
de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule
et les reacuteparations mineures
Certains garages en outre proposent un service de vente
de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine
au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)
Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants
2 Histoire
Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en
mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle
passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -
progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)
Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele
eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport
Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en
- seacutecurisant et regraveglementant son emploi
- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute
le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se
multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations
3 CHOIX DE LIMPLANTATION
Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et
inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix
- Trafic
- Publiciteacute
- Faciliteacute daccegraves
- Coucirct du terrain
- Superficies possibles
- Frais fixes
4 REacutePARTITION DES SURFACES
La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de
- 13 bacircti
- 23 non-bacircti
a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees
- Aires de stationnement Clients magasin de PR
- veacutehicules en attente de reacuteparation
- veacutehicules clients reacutepareacutes
- veacutehicules neufs et occasions
- veacutehicules du personnel
- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets
b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre
- spacieux
- bien eacuteclaireacutes
- ventileacutes
- chauffeacutes
- daccegraves facile
Il faut preacutevoir
Piegraveces agrave usage de bureau
- 6msup2 par personne
Reacuteception et daccueil des clients
- sa localisation doit ecirctre eacutevidente
Salle dattente clients
- spacieuse
- confortable
- agreacutementeacutee
- documenteacutee
- eacutequipeacutee
- eacuteclaireacutee
- peinte toujours en blanc mat
Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes
- clients
- meacutecaniciens
- agents
Atelier de reacuteparation plusieurs zones
- reacuteparations rapides
- interventions longues
- carrosserie
- peinture
- eacutelectriciteacute
- mise au point etc
Piegraveces annexes
- deacutechets
- aire de lavage
- compresseurs
- vestiaires personnels
- sanitaires etc
5 LES MATEacuteRIELS
a) GROS MATEacuteRIELS
Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie
des trains roulants
Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles
Electriciteacute
Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs
b) PETITS MATEacuteRIELS
Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels
6 LES PERSONNELS
La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories
a) ENCADREMENT
Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique
Directeur financier
b) EXEacuteCUTION
Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance
Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs
Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs
a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE
a) RDC
b) Etage Bureaux et administration
b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION
AUTOMOBILE
a) OBJECTIF DE LENTREPRISE
Accroicirctre la productiviteacute
- en structurant les ateliers
- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles
ne se chevauchent pas
b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE
- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous
les secteurs
- Chaque secteur est autonome
- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la
responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe
c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE
LENTREPRISE
a) LE CHEF DENTREPRISE
Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous
les secteurs
b) LE CHEF DATELIER
- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des
employeacutes
- Il coordonne tous les services
c) LE REacuteCEPTIONNAIRE
- accueil le client
- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer
- eacutetablie eacuteventuellement un devis
- preacutecise les deacutelais de reacuteparation
Si le client est daccord
- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule
carburant accessoires)
- charge le planning de latelier
Apregraves les travaux
- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture
d) LE CHEF DEacuteQUIPE
Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation
e) LES COMPAGNONS
Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations
f) LE MAGASINIER
Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele
g) SERVICE FACTURATION
Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe
h) SERVICE COMPTABILITEacute
Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation
Chapitre 10
Devis
1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION
2 Deacutefinition
Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat
dun bien
Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation
Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des
relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable
3 Enjeux dun devis
Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela
permet de comparer les prix et les prestations fournies
Les Destinataires
- un client
- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise
bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans
deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune
erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable
bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave
lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat
ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule
Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits
4 Deacutemarche dutilisation des devis
a) Ce que doit comporter un devis
Identification du prestataire qui reacutedige le devis
bull nom et raison sociale
bull adresse complegravete
bull teacuteleacutephone
bull teacuteleacutecopie
bull email et site internet
Identification de la personne qui a demandeacute le devis
bull nom preacutenom
bull adresse
bull teacuteleacutephone
Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros
La date du devis
La liste des prix et le total
b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis
bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois
selon le projet
5) Estimation
bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui
constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la
puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration
que le reacutesultat
6) Quelles sont les regravegles dun bon devis
- Un prix ferme
- une trace eacutecrite en cas de litigehellip
Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux
Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment
- la somme globale agrave payer
- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes
- le nom et ladresse de lentreprise
- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du
devis
Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client
Des mentions suppleacutementaires
Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres
mentions non obligatoires comme par exemple
- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements
- la date limite preacutevue pour la fin des travaux
- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute
Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip
Si la facture est plus eacuteleveacutee
Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait
pas donneacute son accord preacutealablehellip
Que faire
Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans
certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres
premiegraveres)
si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture
Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence
Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de
reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de
la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel
Chapitre 11
Bon de commande
Commande
Dans le commerce une commande est une intention soit
- verbale
- eacutecrite
dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers
Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande
dachat
Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une
commande de vente
Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte
des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis
Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees
Eacutetapes dans les commandes commerciales
Commerce Action de lacheteur Action du vendeur
Acheteur qui deacutesire le
produit et vendeur qui
vend le produit
Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute
Veacuterification du pricing
du produit disponibiliteacute
speacutecifications coucircts de
livraison
Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes
Accord de transaction
entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat
Enregistrement de la commande
de vente
Le produit est expeacutedieacute du
vendeur agrave lacheteur
Fiche demballage facture pro
forma pour certaines
expeacuteditions internationales
Lacheteur reccediloit le
produit du vendeur
La fiche demballage et le produit sont
compareacutes avec la commande dachat on
veacuterifie le bon conditionnement du
produit
Le vendeur envoie la
facture (comptabiliteacute) agrave
lacheteur
On fait correspondre la fiche demballage
avec la commande dachat et la facture
on enregistre lachat dans les comptes
financiers dans la comptabiliteacute
fournisseurs
On enregistre la vente dans les
comptes financiers dans la
comptabiliteacute clients
Lacheteur paie le
vendeur
Paiement en espegraveces par chegraveque ou
paiement eacutelectronique enregistrement
du paiement sur la commande dachat
Reacuteception des espegraveces du
chegraveque ou du paiement
eacutelectronique enregistrement du
paiement sur la commande de
vente
21 Constitution
Ces moteurs transforment leacutenergie potentielle chimique stockeacutee dans un
carburant en travail (eacutenergie meacutecanique) gracircce agrave des combustions tregraves
rapides dougrave le terme dexplosions
Ils sont constitueacutes dun ou plusieurs cylindres
confinant les combustions
Dans chaque cylindre un piston coulisse en un mouvement
rectiligne alternatif
Mouvement transformeacute en rotation par lintermeacutediaire dune bielle
reliant le piston au vilebrequin (assemblage de manivelles sur un axe)
Chaque cylindre est fermeacute par une culasse munie dau moins deux soupapes
- La premiegravere permet lalimentation en meacutelange airessence du cylindre par le Collecteur
dadmission
- Lautre leacutevacuation des gaz bruleacutes vers leacutechappement
Soupapes drsquoeacutechappement Soupapes dans leurs logement
22 Fonctionnement
Figure II1 Cycle quatre temps agrave allumage commandeacute
Son cycle (de fonctionnement) se deacutecompose analytiquement en quatre temps (ou phases)
Le mouvement du piston est initieacute par la combustion (augmentation rapide du volume des gaz) dun
meacutelange de carburant et dair (comburant) qui a lieu durant le temps moteur
Le moteur fonctionne degraves lors seul et produit un couple sur son arbre de sortie
1 admission dun meacutelange air et de carburant vaporiseacute preacutesent dans le conduit dadmission
meacutelange preacutepareacute par divers composants (carburateur ou systegraveme dinjection) ouverture de la
soupape dadmission et descente du piston ce dernier aspire ainsi ce meacutelange dans le cylindre
agrave une pression de -01 agrave -03 bar
2 compression du meacutelange fermeture de la soupape dadmission puis remonteacutee du piston qui
comprime le meacutelange jusquagrave 12 agrave 18 bars et 400 agrave 500 degC dans la chambre de combustion
3 combustion (deacutetente aux environs du point mort haut) moment ougrave le piston atteint son point
culminant et ou la compression est au maximum la bougie dallumage (connecteacutee agrave un
geacuteneacuterateur deacutelectriciteacute haute tension) produit une eacutetincelle la combustion rapide qui sensuit
constitue le temps moteur les gaz chauds agrave une pression moyenne de 40 bars repoussent le
piston initiant le mouvement
4 eacutechappement ouverture de la soupape deacutechappement et remonteacutee du piston qui chasse les
gaz brucircleacutes deacutetendus dans le collecteur deacutechappement laissant la place agrave une nouvelle charge
de meacutelange Un nouveau cycle recommence
23 Allumage eacutelectronique
Un allumage eacutelectronique est une eacutevolution de lallumage classique par batteriebobine des moteurs agrave
explosion
Il a consisteacute agrave remplacer aussi le meacutecanisme davance agrave lallumage par un systegraveme eacutelectronique (en
reacutealiteacute dans ce cas le systegraveme est reacutegleacute sur
pleine avance) et un retardateur eacutelectronique
introduit le retard neacutecessaire agrave la situation du
moteur
Introduit dans les anneacutees 1970 lallumage
eacutelectronique sest geacuteneacuteraliseacute sur de nombreuses
cateacutegories de moteurs (automobiles motos etc)
agrave partir des anneacutees 1980
Allumage eacutelectronique
24 Avantages et inconveacutenients du moteur agrave allumage commandeacute
bull Plus leacuteger
bull Plus vif
bull Plus silencieux
bull Cout moindre
25 Les pannes
Les pannes dallumage sont une des grandes causes dimmobilisation involontaire des veacutehicules agrave
moteur
bull Usure des rupteurs
bull Deacutereacuteglage du point davance
bull Usure ou grippage du systegraveme davance
26 Combustion
La combustion du meacutelange est une transformation chimique (oxydation vive) du carburant et de
loxygegravene
On utilise geacuteneacuteralement loctane comme moleacutecule permettant de deacutecrire une combustion de ce type
Eacutequation de la combustion de loctane
2 C8H18 + 25 O2 16 CO2 + 18 H2O + Q
2 Moteur Diesel
Principe
Fruit des travaux meneacutes par lingeacutenieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897 le moteur Diesel
est un moteur agrave combustion interne dont lallumage nest pas commandeacute mais spontaneacute par
pheacutenomegravene dauto-inflammation
Il na donc pas besoin de bougies dallumage
Cela est possible gracircce agrave un tregraves fort taux de compression (rapport volumeacutetrique) denviron 141 agrave
251 permettant dobtenir une tempeacuterature de 700 agrave 900 degC
Des bougies de preacutechauffage sont souvent utiliseacutees pour permettre le deacutemarrage du moteur agrave froid en
augmentant la tempeacuterature de la chambre de combustion mais leur preacutesence nest pas systeacutematique
Ce type de moteur agrave taux de compression eacuteleveacute a connu une expansion rapide en automobile agrave partir
de la fin des anneacutees 1980 lorsque la suralimentation par turbocompresseur en a notablement ameacutelioreacute
les performances
Comme le moteur thermique agrave allumage commandeacute le moteur Diesel est constitueacute de pistons
coulissants dans des cylindres fermeacutes par une culasse reliant les cylindres aux collecteurs dadmission
et deacutechappement culasse eacutequipeacutee de soupapes commandeacutees par un ou plusieurs arbres agrave cames
Moteur VW TDI
Le fonctionnement repose sur lauto-inflammation du gazole dans de lair comprimeacute agrave plus de 120
du volume du cylindre a environ
- 35 bar de pression
- 600 degC de tempeacuterature
En brucirclant le meacutelange augmente fortement dans le cylindre
- la pression entre 60 agrave 100 bars
- la tempeacuterature a 1500 degC
Le cycle Diesel agrave quatre temps comporte
- Admission Contrairement au moteur agrave essence crsquoest de lrsquoair pur et non un meacutelange carbureacute qui est
introduit dans le cylindre lors de cette phase
- Compression Lrsquoair fortement comprimeacute est porteacute agrave une pression de 30 agrave 40 bars pour une
tempeacuterature de 500 agrave 600 degC environ
Admission Compression Combustion Echappement
Figure I1 les quatre temps drsquoun moteur Diesel
- combustion A la fin de la compression le gas-oil est alors injecteacute sous forme de fines gouttelettes
soit directement dans la chambre de combustion (injection directe) soit dans une preacute-chambre
turbulente destineacutee agrave favoriser sa combustion au contact de lrsquoair chaud (injection indirecte) La
pression drsquoinjection varie de 80 agrave 250 bars suivant le type de moteur Au contact de lrsquoair agrave tempeacuterature
eacuteleveacutee le combustible srsquoenflamme de lui-mecircme sa tempeacuterature drsquoinflammation eacutetant voisine de 300
degC Il srsquoenflamme spontaneacutement agrave mesure qursquoil est introduit Cependant un certain temps mesurable
srsquoeacutecoule entre le deacutebut drsquoinjection et le deacutebut de la combustion Crsquoest le deacutelai drsquoallumage Les gaz
augmentent tregraves rapidement de volume et chassent le piston vers le bas Crsquoest la deacutetente ou temps
moteur La pression des gaz est de lrsquoordre de 50 agrave 120 bars et la tempeacuterature de 1800 agrave 2000 degC
- Echappement Les gaz brucircleacutes sont chasseacutes par le piston qui remonte gracircce agrave la soupape
drsquoeacutechappement qui srsquoouvre
Les seules bougies preacutesentes sur un moteur diesel sont les bougies de preacutechauffage qui comme leur
nom lindique preacutechauffent les chambres de combustion (ou les preacutechambres suivant le type de diesel)
afin dobtenir lorsque le moteur est froid une tempeacuterature suffisante pour lauto-inflammation du
carburant
332 Vitesse et puissance
Les vitesses de rotation des moteurs diesel sont tregraves diffeacuterentes dun moteur agrave un autre
En effet plus le moteur est gros plus la course du piston est grande et plus le moteur est lent
Trois classes de moteurs sont ainsi deacutefinies
bull moteur lent moins de 200 trmin
bull moteur semi-rapide entre 400 et 1 000 trmin
bull moteur rapide 1 000 trmin et plus
Scheacutematiquement plus le piston est gros plus sa course
est importante
Pour exemplethinsp moteur DW10 ATED de PSA cylindreacutee
1 997 cmsup3 aleacutesage 85 mm course 88 mm reacutegime de
puissance maximale 4 000 trmin
Pour ce moteur la vitesse lineacuteaire du piston dans le
cylindre agrave 4 000 trmin est de 88 x 2 (deux courses par
tour moteur) = 176 mm ou en megravetres 0176 times 4 000
soit 704 mmin ou 70460thinspms = 117 ms
Moteur Diesel PSA
Certains moteurs Diesel lents de type agrave 2 temps atteignent 100 000 ch (voir le porte- conteneurs
Emma Maeligrsk) comme le Waumlrtsilauml RT-flex96C 14 cylindres moteur agrave 2 temps lent
(92102 toursmin)
Les cylindres ont un aleacutesage de 96 cm et le piston une course de
25 m2
Ce moteur a une hauteur denviron 13 megravetres et une longueur de 26
megravetres pour un poids de 2 300 tonnes
333 Combustion
Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le
dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone
et eau
Eacutequation parfaite de la combustion du gazole
hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp
2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q
En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible
334 Usage
On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple
important ou dun bon rendement
- locomotives
- bateaux
- camions
- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier
- tracteurs agricoles
- groupes eacutelectrogegravenes
- engins de travaux publics
- automobiles
335 Circuit drsquoalimentation
Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel
comprend les eacuteleacutements suivants
- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible
Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre
- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est
proteacutegeacutee par un preacute-filtre
- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La
pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre
- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les
cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une
circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe
Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne
- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion
- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent
lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites
Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au
travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal
Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection
dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute
pression vers les injecteurs
Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et
la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent
leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs
le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi
produit
Pompe agrave injection diesel rotative
Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme
temps que les divers deacutebits de deacutegazage
335 Deacutelai drsquoallumage
Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est
deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage
Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera
drsquoautant plus faible que
- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee
- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est
plus basse
- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute
- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee
- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute
336 Moteur agrave injection directe
Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute
sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure
I17)
La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair
important pour favoriser le brassage du meacutelange
Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])
Injection directe
Avantages
- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion
- Les deacutemarrages sont plus faciles
- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs
Inconveacutenients
Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges
Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide
336 Avantages du moteur Diesel
Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de
choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du
moteur agrave essence
Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun
turbocompresseur
Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)
technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)
Turbocompresseur
Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute
p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i
Systegraveme drsquoinjection a rampe commune
Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint
jusquagrave
2thinsp500 bars
Contre
- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune
- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)
Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole
- turbulente
- continue
- constante et
- bien reacutepartie
parametres essentielles pour une bonne combustion
Cette technologie porte le nom de
bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration
bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et
3e geacuteneacuteration
bull HDi Peugeot Citroeumln
bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia
bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart
bull CRD Jeep
bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)
bull d BMW (ex 530d)
bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen
bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)
bull d Lexus (exIS 220 d)
bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection
directe sans rampe commune)
bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi
bull DI-D Mitsubishi
bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)
bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe
commune)
bull MZR-CD Mazda
bull i-CTDi Honda
bull CRDi Hyundai
bull CRDI Kia
bull TCDi VCDi Chevrolet
bull TID Saab
34 Architectures moteurs
341 Introduction
Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont
- meacutediocre rendement
- vibrations
- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution
De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat
de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares
architectures ont eu droit agrave la production industrielle
342 Caracteacuterisation
La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle
Elle est calculeacutee agrave partir
- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)
- de la distance parcourue par un piston (la course) et
- du nombre de cylindres
La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee
selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de
tempeacuterature et de pression
Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912
Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des
pertes dans la transmission
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)
1 cheval-vapeur = 736 Watt
Le couple maximal est exerceacute sur laxe
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant
La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation
Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par
seconde
La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute
- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz
contenus apregraves le cycle dadmission)
Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee
- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses
cylindres au point mort bas et au point mort haut
Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer
(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute
343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur
3431 Eleacutements fixes
34311 Bloc-moteur
Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la
piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)
Ses fonctions principales sont les suivantes
- contenir les cylindres
- supporter le vilebrequin la culasse les
accessoires
- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification
Scheacutema drsquoun bloc moteur
- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de
refroidissement est utiliseacute)
Bloc a 04 cylindres
34312 Chemises
Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)
a) b) c)
Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912
34313 Culasse
La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre
Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou
drsquoaluminium
Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur
La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements
ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur
refroidi agrave eau
Les culasses portent
- les injecteurs
- les soupapes
- les culbuteurs
- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo
Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure
Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres
I322 Eleacutements mobiles
I3221Vilebrequin
Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles
Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des
paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo
Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes
de bielles sont les
laquo manetons raquo (Reacutef [2])
Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques
appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons
Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage
jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)
Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin
I2322 Bielles
Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles
reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et
entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants
Elles sont en acier allieacute
Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la
leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de
- compression
- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons
- flexion
Les trois principales parties dune bielle sont
- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston
- le corps
- la tecircte qui sarticule sur un maneton du
vilebrequin
Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912
Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une
bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est
emmancheacute avec serrage
Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en
I parfois tubulaire
La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en
permettre le montage sur le vilebrequin
La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo
Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans
la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction
Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de
plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis
agrave de tregraves gros efforts
Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils
sont alors en bronze speacutecial
Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons
Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier
eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction
I3223Piston
Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties
principales
- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz
- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure
lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories
reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston
- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe
- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des
calories
- Fonctions du piston
Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la
bielle les efforts dus aux gaz
- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non
suralimenteacutes
- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels
Figure I9 Piston
Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de
calories au fluide de refroidissement
Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage
Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins
encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus
reacuteduite pour avoir un moteur compact)
La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie
peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de
jeu agrave froid un grippage
Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue
Fig 9a Piston pour moteur Diesel
Formes de la tecircte du piston
La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par
lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du
piston est habituellement plate
Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et
forme totalement ou partie la chambre de combustion
Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les
automobiles de course pour une toute autre raison
Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant
de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence
injecteacute dans la chambre
Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la
position de linjecteur selon la technique dinjection
On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection
Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par
linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie
dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes
raquo et stratifieacutee
Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un
tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la
chambre
Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection
Fig9b Illustration des mouvements
tourbillonnaire swirl et tumble
I3224Segmentation
Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans
les gorges du piston
Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement
supeacuterieur agrave celui du cylindre
En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)
- le segment ndeg3 segment coup de feu
(ou segment de feu)
- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute
- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur
Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments
Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression
Les rocircles de la segmentation sont les suivants
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz
ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu
Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion
passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des
segments inteacuterieurs
Figure I10 Segments de piston
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification
crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment
drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance
- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre
Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique
coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston
Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de
lassemblage du moteur (fig10b)
Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est
de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe
Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment
Fig10b Tierccedilages des segments
I3225Axe de piston
Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur
surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee
Trois types de montage sont couramment utiliseacutes
- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est
libre dons le piston
- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans
lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston
- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par
des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires
Lajustement de laxe est agrave
- frottement doux dans la bielle
- frottement dur dans le piston
Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de
faciliter la mise en place de laxe
Figure I11 Axe de piston monteacute flottant
52 La distribution
Mais cest quoi dont la distribution
Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes
dadmission et deacutechappement
Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston
Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les
systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures
Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une
deacutechappement
Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement
deux agrave deux
(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes
Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre
Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des
ressorts en heacutelice
Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave
la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)
La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est
communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune
tige et dun culbuteur
Fig12 Distribution
331 Soupapes
Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre
temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes
Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts
de rappel
Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties
a) Tecircte de la soupape
Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de
soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre
La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est
deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg
b) Collet
Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave
faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet
dentaille ducirc au changement de section
c) Tige
Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure
le guidage vertical de la soupape
La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la
culasse
d) Queue
Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames
Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger
les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6
Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant
Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le
silicium le tungstegravene le nickel
Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee
332 Culbuteurs et poussoirs
Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la
culasse
Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils
reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs
Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD
Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames
soit
- par lintermeacutediaire dun galet
- par intermeacutediaire dun plateau
Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent
Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)
521 Le diagramme de distribution
Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point
le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)
Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB
Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre
Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression
ou rapport volumeacutetrique
Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur
522 Les systegravemes de controcircle des soupapes
Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et
deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes
conditions
Moteurs culbuteacutes
Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave
transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les
soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs
le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou
central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)
Ces moteurs sont dits culbuteacutes
Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees
1970-80
Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute
Tout dabord quest ce quune came
La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves
preacuteciseacutement afin de
-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape
-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial
-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort
Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames
La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche
mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci
contre en haut)
Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les
cylindres afin de les synchroniser
Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages
Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit
relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire
Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte
Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes
dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur
Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came
lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes
peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs
Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte
Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de
placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes
directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)
et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces
en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de
soupapes)
Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir
cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus
du poussoir
Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon
souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des
culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes
Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte
Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de
saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs
dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs
Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en
inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun
culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire
agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes
La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames
Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames
Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner
sans lautre car ils sont relieacutes entre eux
Ceci est souvent appeleacute larbre moteur
Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave
cames en tecircte (sur la droite)
Cest ce quon appelle la chaine de distribution
On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee
Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place
a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee
Figure V4 commande par chaine non 16032016
323 Nombre de soupapes par cylindre
Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de
distribution Mais ceci nest pas la seule raison
Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2
soupapes par cylindre
Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle
entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de
compression eacuteleveacute
Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les
performances du moteur
Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite
impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher
Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile
En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement
moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile
Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les
contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer
En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer
dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie
Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes
Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore
utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme
Ainsi ce moteur comptant
- 3 soupapes dadmission
- 2 soupapes deacutechappement
permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion
La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes
Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents
mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de
culbuteurs
Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique
53 Refroidissement
Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent
sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur
Il faut donc les refroidir sous peine de destruction
Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et
adapteacutee
531 Refroidissement agrave air
En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement
Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un
cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en
contact avec lair
Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les
veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des
automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle
Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions
Moteur de la VW Coccinelle
Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a
toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes
par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation
du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave
air (encombrement poids simpliciteacute prix)
Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours
un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement
liquide
532 Refroidissement liquide
Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les
performances du refroidissement
Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des
cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct
avec lair ambiant
Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le
liquide de refroidissement
Radiateur moderne en aluminium
Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach
Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le
refroidissement tregraves efficace dun liquide
Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair
Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui
Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le
refroidissement du moteur
Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par
le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur
Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau
Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions
permettant une lubrification optimale
Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par
plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques
lubrifiants utiliseacutes
La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat
situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde
thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur
Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer
assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur
533 Refroidissement par huile
Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en
mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans
les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct
Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois
muni dailettes un petit radiateur dhuile
Exemple
Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un
gros radiateur dhuile
Avantages
Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent
inutiles
Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception
Inconveacutenients
Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus
coucircteuses pour lutilisateur
De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges
dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile
54 Architecture des moteurs agrave explosion
Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres
bull Cylindres en ligne
bull Cylindres en V
bull Cylindres en W
bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)
bull Cylindres en H
bull Cylindres en eacutetoile
bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)
541 Monocylindre
Historique
Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz
le 30 janvier 1807
Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il
fonctionne selon le cycle de Lenoir
Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de
Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les
mouvements dans la phase de compression
542 Quatre cylindres
Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-
Paris
Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les
grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la
gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les
voitures courantes de moyennes et basses gammes
Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900
04 cylindres en V
Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader
Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant
1914
Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB
04 cylindres (en ligne) coucheacute
Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre
monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres
accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor
Carriage Company))
On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les
veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo
04 cylindres agrave plat boxer
Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg
Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen
Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de
graviteacute assez bas
Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de
redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC
En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline
compacte en Europe
Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie
du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute
un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement
Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement
convaincant
- Pas de claquement agrave froid
- une quasi absence de vibration
- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel
Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la
premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire
Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)
543 Six cylindres
Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand
il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres
Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)
La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032
Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont
Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg
en faisant appel agrave des six cylindres
La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe
En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon
Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand
nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes
Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur
Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare
On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez
Laverda en endurance (moteur en V)
Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition
Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement
- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)
- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)
- Benelli avec une 750 puis une 900
En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing
544 Huit cylindres et plus
Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron
Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo
Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V
La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne
Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de
puissance
Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres
soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les
reacuteacteurs
Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent
les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes
Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de
cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth
Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1
Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule
Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de
fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute
En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance
sportive
Puissance drsquoun
veacutehicule
1 Calculs de la pesanteur
11 Deacutecliviteacute
Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H
α = H L
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes
12 Poids du veacutehicule
Calculons le poids drsquoun veacutehicule
P = M g
P poids exprimeacute en N
M masse exprimeacutee en kg
g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)
13 Composante du poids
Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture
F = M g α
Avec
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
14 Travail de la force de traction
Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D
E = F D
E travail exprimeacute en J
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
D distance parcourue exprimeacutee en m
15 Energie
Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H
E = M g H
Avec
E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
15 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V
B = F V
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
V vitesse exprimeacutee en ms
En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement
et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse
16 puissance absorbeacutee par une ascension
Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T
B = M g H T
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m
T temps exprimeacute en s
2 Calculs Aeacuterodynamiques
21 Surface frontale
Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave
lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au
produit de la largeur par la hauteur
camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2
autocar 25 m x 32 m = 8 m2
voiture 18 m x 14 m = 25 m 2
motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2
22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair
Le Cx est calculeacute agrave partir
Cx = 2 F (S Mair Vsup2)
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse air exprimeacutee en ms
23 Reacutesistance de lrsquoair
R = frac12 S Cx Mair Vsup2
R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse exprimeacutee en ms
24 SCx
Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx
est le produit de la surface frontale par le Cx
SCx = S Cx
Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute
25 Constante aeacuterodynamique
La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules
A = S Cx M
Avec
A constante aeacuterodynamique [kgm]
S surface frontale [m2]
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]
26 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair
B = F x V
F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]
V vitesse du veacutehicule [ms]
3 Calculs thermiques
31 Calcul de la cylindreacutee
D2
V = π L N
4
Avec
D aleacutesage du cylindre
L course du piston
N nombre de cylindre
32 Calcul du PCI des combustibles
Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of
combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0
Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales
de tempeacuterature et de pression
Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene
(autrement dit la quantiteacute de chaleur)
Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour
donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur
321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)
Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de
C16H34
Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole
Combustion
Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene
des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene
La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune
maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant
Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire
- qui deacutegage de la chaleur
- elle produit du CO2
- de leau
- dautres composeacutes plus ou moins agressif
La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des
proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et
sans gaspillage
Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes
Pour le gazole
C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q
- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene
- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair
- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3
- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg
Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane
La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est
Carbone C = 087
Hydrogegravene H = 0126
Oxygegravene O = 0004
Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute
Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI
PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]
PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]
33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil
Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent
que pour bruler
1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ
- 112 kg drsquoN2
- 34 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 32 kg CO2
- 12 kg drsquoH2O
1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ
- 118 kg drsquoN2
- 035 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 31 kg de CO2
- 14 kg drsquoH2O
1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ
- 12 kg drsquoN2
- 036 kg drsquoO2)
La reacuteaction produit environ
- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 3 kg de CO2
- 16 kg drsquoH2O
La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut
avoir
[kg drsquoairkg]
minus+
= OHCL 8
3
8
230
10
[kmol drsquoairkg]
minus
+
=
32412210
10
OHCL
34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil
Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave
cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on
peut srsquoen approcher
Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du
fonctionnement drsquoun moteur
En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les
pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en
permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique
Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes
tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en
temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres
Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair
Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave
la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055
Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]
35 Quantiteacute des produits produit de combustion
Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un
carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees
Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent
que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)
Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont
indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants
Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour
simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees
meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains
atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire
oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes
complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules
carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de
carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2
lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout
meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves
drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave
haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la
formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre
lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la
particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique
NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene
atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour
les organismes vivants
C
nCO2 = [kmolekg]
12
H
nHO2 = [kmolekg]
2
nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]
nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]
36 Quantiteacute totale des produits de combustion
nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]
37 Puissance nominale
Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile
Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur
la puissance du moteur
Le choix est vaste et on srsquoy perd
80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip
Que signifient reacuteellement ces chiffres
Agrave quoi sert la puissance
Comment la mesure-t-on
Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse
Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses
Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la
transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps
Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)
puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle
(route en deacutecliviteacute)
La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps
mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps
On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs
de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance
Banc drsquoessai moteur
Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun
- frein
- compte-tours
Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le
frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz
restant grande ouverte
En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au
couple de freinage
il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple
moteur
Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple
moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation
In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs
F N
Pf =
10 000
Ougrave
F charge [N]
N = reacutegime de rotation [trmn]
38 Puissance corrigeacutee
Pfc = Pf f
Avec
f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f
= 1085
Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion
f = 1085
Pamb = 719 [mmHg]
39 Consommation speacutecifique
La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire
un travail T donneacute
(3600 v Ps )
Cs = [gkWh]
(t Pf)
Ou
v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]
Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]
t temps de consommation [s]
Pf puissance au frein [kW]
310 Consommation speacutecifique corrigeacutee
Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)
Ou
Pfc puissance corrigeacutee
311 Couple moteur
Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur
Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier
abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour
lrsquoacheteur
Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest
- la masse de la voiture
- son couple moteur
- le reacutegime auquel il est disponible
qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en
situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient
Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs
- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons
- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin
On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et
drsquoun frein
La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres
un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le
maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion
Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur
maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave
mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip
Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation
de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru
se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable
Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas
trop eacuteleveacutehellip
30PN 1000
CN = [Nm]
N π
Ou
PN Puissance nominale [kW]
N Vitesse de rotation [trmn]
312 Couple corrigeacutee
30Pfc 1000
Cc = [Nm]
N π
Ou
Pf Puissance corrigeacutee [kW]
4 Bilan thermique des moteurs
Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion
Elle apparaicirct sous deux formes distinctes
Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel
brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene
normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est
donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement
Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le
cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de
combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin
signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous
forme de mouvement (4)
Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie
En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique
En effet le rendement se deacutefinit comme
eacutenergie reacutecupeacutereacutee
Rendement =
eacutenergie consommeacutee
Dans le cas drsquoun moteur
lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance
exprimeacutee en kilowattheure [kW]
lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en
kilogrammes puis convertie en joules)
Le reacutesultat est une grandeur sans dimension
Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne
QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge
- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible
- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective
- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement
- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement
- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion
incomplegravete frottements etc)
Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur
Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on
trouve
41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion
Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )
Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )
GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )
Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )
Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )
GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )
(PCI Csh)
QT =
36
Calcul de la consommation horaire
- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]
- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]
42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps
Qe = 1000 Pf [Js]
Sachant que
- Pf puissance au frein [W]
43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement
Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante
C i D(1+2m ) Nm
Qr = [Js]
λ Avec
- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie
dans la plage [045 divide 0 53]
- i Nombre de cylindres
- D Aleacutesage du cylindre
- N freacutequence de rotation du vilebrequin
- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par
lrsquointervalle [06 divide 07 ]
- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair
44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement
Csh
Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]
36 Avec
- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de
combustible]
- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]
- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]
- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]
- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]
- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave
pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis
45 Autres pertes de chaleur
QP = QT - (Qe + Qr + Qge)
Chapitre 8
Identification du
veacutehicule
Vehicle Identification Number
Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est
donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950
Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule
ainsi que sur le moteur et dans
lordinateur de bord
Lanceacute dans une forme simplifieacutee en
1950 par les constructeurs ameacutericains
ce code passera aux 17 caractegraveres
actuels en 1980
Le numeacutero inscrit sur la carte grise
dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie
du type raquo correspond bien agrave celui
figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis
Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis
mais son appellation officielle est
Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule
(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe
laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo
Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une
Longueur de 17 caractegraveres
et peut ecirctre diviseacute en 3 sections
bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave
Identification Mondiale du Constructeur
WMI World Manufacturer Identification (anglais)
Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des
variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication
A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1
- Peugeot est VF3
- Citroeumln est VF7
Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur
(WMI)
On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres
Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9
caractegraveres les autres 14
Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les
bus ou les camions comme par exemple
bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en
- 1G1 pour Chevrolet
- 1G2 pour Pontiac et
- 1GC pour Chevrolet camions
bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en
- FA pour Fiat Auto et
- FC pour Fiat VI
Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est
implanteacutee Exemple
- ZFA Fiat Auto Italie
- SUF Fiat Auto Pologne
- 8AF Fiat Auto Argentine
- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie
- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil
bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la
Section de Description du Veacutehicule
VDS Vehicle Description Section (anglais)
ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault
utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines
bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la
Section drsquoIdentification du Veacutehicule
VIS Vehicle Identification Section en anglais
Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur
concerneacute
Emplacement du VIN
Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui
figurant sur la voiture
il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur
chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise
Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens
en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero
reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la
marque
Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre
- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou
- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture
En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer
accidentellement ou salteacuterer
Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire
Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du
veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve
- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur
- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit
La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est
- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire
- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide
Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral
- dans le compartiment moteur
- sur le pied de porte avant droit
- dans le coffre
Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une
petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur
Evolution du code VIN en fonction des types
Mercedes W201
Mercedes W202
Mercedes W203
Mercedes W204
Composition du code
Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un
systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation
- ISO 3779 de 1979 et
- ISO 3780 de 1980
Avant-propos
LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale
dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)
1 Domaine dapplication
La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero
didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme
uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers
La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes
aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833
3 Termes et deacutefinitions
31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN
Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de
son identification
32 Code didentification mondiale du constructeur WMI
Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du
veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification
dudit constructeur
33 Descripteur VDS
Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les
caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule
34 Indicateur VIS
Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une
combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre
veacutehicule
35 Constructeur
Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la
conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service
indeacutependante de lemplacement de lusine de montage
36 Anneacutee
Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule
deacutetermineacutee par le constructeur
37 Seacuteparation
Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du
numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites
Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee
Code
1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A
1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B
1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C
1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D
1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E
1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F
1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G
1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H
1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J
1989 K 2019 K
1990 L 2020 L
1991 M 2021 M
Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries
Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1
5
1
6
1
7
ISO 3779
Code
constructeu
r-WMI
Composition du
veacutehicule Code veacutehicule-VIS
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
plus de 500
veacutehiculesan
Code
constructeu
r-WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Numeacutero progressif
seacuterie
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
moins de 500
veacutehiculesan
WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Code
constructeu
r-WMI
Numeacutero
progressi
f seacuterie
Exemple de code VIN
Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot
- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)
1 VF (Europe S-Z France VF-VR)
3 3 (Peugeot)
- Type au mines (06)
4-6 741 (Composition du veacutehicule)
7 (306)
4 (04 portes)
1 ou A (Moteur D1768 cc)
7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)
9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)
- Anneacutee modegravele (01)
10 F (1985)
- Code VIS (07)
11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)
12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)
Poinccedilon Peugeot
WAUZZZ8GZPA001181
Codes pays
AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe
1ndash5 =
Ameacuterique
du Nord
6ndash7 =
Oceacuteanie
8ndash9 =
Ameacuterique
du Sud
AA-AH Afrique
du Sud
AJ-AN Cocircte
dIvoire
AP-A0 non
attribueacute
BA-BE Angola
BF-BK Kenya
BL-BR Tanzanie
BR Algeacuterie
BS-B0 non
attribueacute
CA-CE Benin
CF-CK
Madagascar
CL-CR Tunisie
CS-C0 non
attribueacute
DA-DE Egypte
DF-DK Maroc
DL-DR Zambie
DS-D0 non
attribueacute
(probable
Algerie)
EA-EE Ethiopie
EF-EK
Mozambique
EL-E0 non
attribueacute
FA-FE Ghana
FF-FK Nigeria
FF-FK
Madagascar
FL-F0 non
attribueacute
GA-G0 non
attribueacute
HA-H0 non
attribueacute
JA-J0 Japon
KA-KE Sri
Lanka
KF-KK
Israel
KL-KR
Coreacutee du Sud
KS-K0 non
attribueacute
LA-L0 Chine
MA-ME Inde
MF-MK
Indoneacutesie
ML-MR
Thaiumllande
MS-M0 non
attribueacute
NF-NK
Pakistan
NL-NR
Turquie
NS-N0 non
attribueacute
PA-PE
Philippines
PF-PK
Singapour
PL-PR
Malaysie
PS-P0 non
attribueacute
RA-RE
Emirat
Arabes Unis
RF-RK
Taiwan
RL-RR
Vietnam
RS-R0 non
attribueacute
SA-SM
Grande
Bretagne
SN-ST
Allemagne
SU-SZ
Pologne
S1-S0 non
attribueacute
TA-TH Suisse
TJ-TP
Reacutepublique
Tchegraveque
TR-TV
Hongrie
TW-T1
Portugal
T2-T0 non
attribueacute
UA-UG non
attribueacute
UH-UM
Danemark
UN-UT Irlande
UU-UZ
Roumanie
U1-U4 non
attribueacute
U5-U7
Slovaquie
U8-U0 non
attribueacute
VA-VE
Autriche
VF-VR France
VS-VW
Espagne
VX-V2
Yougoslavie
V3-V5 Croatie
V6-V0 Estonie
WA-W0
1A-10 Etats
Unis
2A-20
Canada
3A-3W
Mexique
3X-37 Costa
Rica
38-30 non
attribueacute
4A-40 Etats
Unis
5A-50 Etats
Unis
6A-6W
Australie
6X-60 non
attribueacute
7A-7E
Nouvelle
Zeacutelande
7F-70 non
attribueacute
8A-8E
Argentine
8F-8K Chili
8L-8R
Equateur
8S-8W
Peacuterou
8X-82
Veacuteneacutezueacutela
83-80 non
attribueacute
9A-9E Breacutesil
9F-9K
Colombie
9L-9R
Paraguay
9S-9W
Uruguay
9X-92
Trinidad amp
Tobago
93-99 Breacutesil
90 non
attribueacute
Allemagne
XA-XE
Bulgarie
XF-XK Gregravece
XL-XR Pays
Bas
XS-XW Russie
XX-X2
Luxembourg
X3-X0 Russie
YA-YE
Belgique
YF-YK
Finlande
YL-YR Malte
YS-YW Suegravede
YX-Y2
Norvegravege
Y3-Y5
Bielorussie
Y6-Y0 Ukraine
ZA-ZR Italie
ZS-ZW non
attribueacute
ZX-Z2
Sloveacutenie
Z3-Z5 Lituanie
Z6-Z0 non
attribueacute
Chapitre 9
Organisation du
garage
1 Introduction
Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement
appeleacute
garage
est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la
reacuteparation des veacutehicules automobile
Un petit atelier de garagiste en
Nouvelle-Galles du Sud (Australie)
laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et
peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile
- meacutecanicien
- carrossier
- peintre en carrosserie
- vendeur etchellip
Un garage peut faire office de station-service tandis que
bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la
distribution de carburant proposent un service basique
de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule
et les reacuteparations mineures
Certains garages en outre proposent un service de vente
de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine
au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)
Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants
2 Histoire
Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en
mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle
passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -
progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)
Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele
eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport
Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en
- seacutecurisant et regraveglementant son emploi
- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute
le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se
multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations
3 CHOIX DE LIMPLANTATION
Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et
inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix
- Trafic
- Publiciteacute
- Faciliteacute daccegraves
- Coucirct du terrain
- Superficies possibles
- Frais fixes
4 REacutePARTITION DES SURFACES
La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de
- 13 bacircti
- 23 non-bacircti
a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees
- Aires de stationnement Clients magasin de PR
- veacutehicules en attente de reacuteparation
- veacutehicules clients reacutepareacutes
- veacutehicules neufs et occasions
- veacutehicules du personnel
- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets
b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre
- spacieux
- bien eacuteclaireacutes
- ventileacutes
- chauffeacutes
- daccegraves facile
Il faut preacutevoir
Piegraveces agrave usage de bureau
- 6msup2 par personne
Reacuteception et daccueil des clients
- sa localisation doit ecirctre eacutevidente
Salle dattente clients
- spacieuse
- confortable
- agreacutementeacutee
- documenteacutee
- eacutequipeacutee
- eacuteclaireacutee
- peinte toujours en blanc mat
Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes
- clients
- meacutecaniciens
- agents
Atelier de reacuteparation plusieurs zones
- reacuteparations rapides
- interventions longues
- carrosserie
- peinture
- eacutelectriciteacute
- mise au point etc
Piegraveces annexes
- deacutechets
- aire de lavage
- compresseurs
- vestiaires personnels
- sanitaires etc
5 LES MATEacuteRIELS
a) GROS MATEacuteRIELS
Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie
des trains roulants
Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles
Electriciteacute
Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs
b) PETITS MATEacuteRIELS
Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels
6 LES PERSONNELS
La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories
a) ENCADREMENT
Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique
Directeur financier
b) EXEacuteCUTION
Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance
Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs
Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs
a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE
a) RDC
b) Etage Bureaux et administration
b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION
AUTOMOBILE
a) OBJECTIF DE LENTREPRISE
Accroicirctre la productiviteacute
- en structurant les ateliers
- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles
ne se chevauchent pas
b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE
- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous
les secteurs
- Chaque secteur est autonome
- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la
responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe
c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE
LENTREPRISE
a) LE CHEF DENTREPRISE
Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous
les secteurs
b) LE CHEF DATELIER
- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des
employeacutes
- Il coordonne tous les services
c) LE REacuteCEPTIONNAIRE
- accueil le client
- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer
- eacutetablie eacuteventuellement un devis
- preacutecise les deacutelais de reacuteparation
Si le client est daccord
- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule
carburant accessoires)
- charge le planning de latelier
Apregraves les travaux
- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture
d) LE CHEF DEacuteQUIPE
Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation
e) LES COMPAGNONS
Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations
f) LE MAGASINIER
Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele
g) SERVICE FACTURATION
Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe
h) SERVICE COMPTABILITEacute
Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation
Chapitre 10
Devis
1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION
2 Deacutefinition
Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat
dun bien
Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation
Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des
relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable
3 Enjeux dun devis
Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela
permet de comparer les prix et les prestations fournies
Les Destinataires
- un client
- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise
bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans
deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune
erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable
bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave
lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat
ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule
Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits
4 Deacutemarche dutilisation des devis
a) Ce que doit comporter un devis
Identification du prestataire qui reacutedige le devis
bull nom et raison sociale
bull adresse complegravete
bull teacuteleacutephone
bull teacuteleacutecopie
bull email et site internet
Identification de la personne qui a demandeacute le devis
bull nom preacutenom
bull adresse
bull teacuteleacutephone
Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros
La date du devis
La liste des prix et le total
b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis
bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois
selon le projet
5) Estimation
bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui
constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la
puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration
que le reacutesultat
6) Quelles sont les regravegles dun bon devis
- Un prix ferme
- une trace eacutecrite en cas de litigehellip
Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux
Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment
- la somme globale agrave payer
- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes
- le nom et ladresse de lentreprise
- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du
devis
Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client
Des mentions suppleacutementaires
Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres
mentions non obligatoires comme par exemple
- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements
- la date limite preacutevue pour la fin des travaux
- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute
Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip
Si la facture est plus eacuteleveacutee
Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait
pas donneacute son accord preacutealablehellip
Que faire
Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans
certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres
premiegraveres)
si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture
Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence
Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de
reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de
la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel
Chapitre 11
Bon de commande
Commande
Dans le commerce une commande est une intention soit
- verbale
- eacutecrite
dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers
Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande
dachat
Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une
commande de vente
Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte
des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis
Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees
Eacutetapes dans les commandes commerciales
Commerce Action de lacheteur Action du vendeur
Acheteur qui deacutesire le
produit et vendeur qui
vend le produit
Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute
Veacuterification du pricing
du produit disponibiliteacute
speacutecifications coucircts de
livraison
Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes
Accord de transaction
entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat
Enregistrement de la commande
de vente
Le produit est expeacutedieacute du
vendeur agrave lacheteur
Fiche demballage facture pro
forma pour certaines
expeacuteditions internationales
Lacheteur reccediloit le
produit du vendeur
La fiche demballage et le produit sont
compareacutes avec la commande dachat on
veacuterifie le bon conditionnement du
produit
Le vendeur envoie la
facture (comptabiliteacute) agrave
lacheteur
On fait correspondre la fiche demballage
avec la commande dachat et la facture
on enregistre lachat dans les comptes
financiers dans la comptabiliteacute
fournisseurs
On enregistre la vente dans les
comptes financiers dans la
comptabiliteacute clients
Lacheteur paie le
vendeur
Paiement en espegraveces par chegraveque ou
paiement eacutelectronique enregistrement
du paiement sur la commande dachat
Reacuteception des espegraveces du
chegraveque ou du paiement
eacutelectronique enregistrement du
paiement sur la commande de
vente
22 Fonctionnement
Figure II1 Cycle quatre temps agrave allumage commandeacute
Son cycle (de fonctionnement) se deacutecompose analytiquement en quatre temps (ou phases)
Le mouvement du piston est initieacute par la combustion (augmentation rapide du volume des gaz) dun
meacutelange de carburant et dair (comburant) qui a lieu durant le temps moteur
Le moteur fonctionne degraves lors seul et produit un couple sur son arbre de sortie
1 admission dun meacutelange air et de carburant vaporiseacute preacutesent dans le conduit dadmission
meacutelange preacutepareacute par divers composants (carburateur ou systegraveme dinjection) ouverture de la
soupape dadmission et descente du piston ce dernier aspire ainsi ce meacutelange dans le cylindre
agrave une pression de -01 agrave -03 bar
2 compression du meacutelange fermeture de la soupape dadmission puis remonteacutee du piston qui
comprime le meacutelange jusquagrave 12 agrave 18 bars et 400 agrave 500 degC dans la chambre de combustion
3 combustion (deacutetente aux environs du point mort haut) moment ougrave le piston atteint son point
culminant et ou la compression est au maximum la bougie dallumage (connecteacutee agrave un
geacuteneacuterateur deacutelectriciteacute haute tension) produit une eacutetincelle la combustion rapide qui sensuit
constitue le temps moteur les gaz chauds agrave une pression moyenne de 40 bars repoussent le
piston initiant le mouvement
4 eacutechappement ouverture de la soupape deacutechappement et remonteacutee du piston qui chasse les
gaz brucircleacutes deacutetendus dans le collecteur deacutechappement laissant la place agrave une nouvelle charge
de meacutelange Un nouveau cycle recommence
23 Allumage eacutelectronique
Un allumage eacutelectronique est une eacutevolution de lallumage classique par batteriebobine des moteurs agrave
explosion
Il a consisteacute agrave remplacer aussi le meacutecanisme davance agrave lallumage par un systegraveme eacutelectronique (en
reacutealiteacute dans ce cas le systegraveme est reacutegleacute sur
pleine avance) et un retardateur eacutelectronique
introduit le retard neacutecessaire agrave la situation du
moteur
Introduit dans les anneacutees 1970 lallumage
eacutelectronique sest geacuteneacuteraliseacute sur de nombreuses
cateacutegories de moteurs (automobiles motos etc)
agrave partir des anneacutees 1980
Allumage eacutelectronique
24 Avantages et inconveacutenients du moteur agrave allumage commandeacute
bull Plus leacuteger
bull Plus vif
bull Plus silencieux
bull Cout moindre
25 Les pannes
Les pannes dallumage sont une des grandes causes dimmobilisation involontaire des veacutehicules agrave
moteur
bull Usure des rupteurs
bull Deacutereacuteglage du point davance
bull Usure ou grippage du systegraveme davance
26 Combustion
La combustion du meacutelange est une transformation chimique (oxydation vive) du carburant et de
loxygegravene
On utilise geacuteneacuteralement loctane comme moleacutecule permettant de deacutecrire une combustion de ce type
Eacutequation de la combustion de loctane
2 C8H18 + 25 O2 16 CO2 + 18 H2O + Q
2 Moteur Diesel
Principe
Fruit des travaux meneacutes par lingeacutenieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897 le moteur Diesel
est un moteur agrave combustion interne dont lallumage nest pas commandeacute mais spontaneacute par
pheacutenomegravene dauto-inflammation
Il na donc pas besoin de bougies dallumage
Cela est possible gracircce agrave un tregraves fort taux de compression (rapport volumeacutetrique) denviron 141 agrave
251 permettant dobtenir une tempeacuterature de 700 agrave 900 degC
Des bougies de preacutechauffage sont souvent utiliseacutees pour permettre le deacutemarrage du moteur agrave froid en
augmentant la tempeacuterature de la chambre de combustion mais leur preacutesence nest pas systeacutematique
Ce type de moteur agrave taux de compression eacuteleveacute a connu une expansion rapide en automobile agrave partir
de la fin des anneacutees 1980 lorsque la suralimentation par turbocompresseur en a notablement ameacutelioreacute
les performances
Comme le moteur thermique agrave allumage commandeacute le moteur Diesel est constitueacute de pistons
coulissants dans des cylindres fermeacutes par une culasse reliant les cylindres aux collecteurs dadmission
et deacutechappement culasse eacutequipeacutee de soupapes commandeacutees par un ou plusieurs arbres agrave cames
Moteur VW TDI
Le fonctionnement repose sur lauto-inflammation du gazole dans de lair comprimeacute agrave plus de 120
du volume du cylindre a environ
- 35 bar de pression
- 600 degC de tempeacuterature
En brucirclant le meacutelange augmente fortement dans le cylindre
- la pression entre 60 agrave 100 bars
- la tempeacuterature a 1500 degC
Le cycle Diesel agrave quatre temps comporte
- Admission Contrairement au moteur agrave essence crsquoest de lrsquoair pur et non un meacutelange carbureacute qui est
introduit dans le cylindre lors de cette phase
- Compression Lrsquoair fortement comprimeacute est porteacute agrave une pression de 30 agrave 40 bars pour une
tempeacuterature de 500 agrave 600 degC environ
Admission Compression Combustion Echappement
Figure I1 les quatre temps drsquoun moteur Diesel
- combustion A la fin de la compression le gas-oil est alors injecteacute sous forme de fines gouttelettes
soit directement dans la chambre de combustion (injection directe) soit dans une preacute-chambre
turbulente destineacutee agrave favoriser sa combustion au contact de lrsquoair chaud (injection indirecte) La
pression drsquoinjection varie de 80 agrave 250 bars suivant le type de moteur Au contact de lrsquoair agrave tempeacuterature
eacuteleveacutee le combustible srsquoenflamme de lui-mecircme sa tempeacuterature drsquoinflammation eacutetant voisine de 300
degC Il srsquoenflamme spontaneacutement agrave mesure qursquoil est introduit Cependant un certain temps mesurable
srsquoeacutecoule entre le deacutebut drsquoinjection et le deacutebut de la combustion Crsquoest le deacutelai drsquoallumage Les gaz
augmentent tregraves rapidement de volume et chassent le piston vers le bas Crsquoest la deacutetente ou temps
moteur La pression des gaz est de lrsquoordre de 50 agrave 120 bars et la tempeacuterature de 1800 agrave 2000 degC
- Echappement Les gaz brucircleacutes sont chasseacutes par le piston qui remonte gracircce agrave la soupape
drsquoeacutechappement qui srsquoouvre
Les seules bougies preacutesentes sur un moteur diesel sont les bougies de preacutechauffage qui comme leur
nom lindique preacutechauffent les chambres de combustion (ou les preacutechambres suivant le type de diesel)
afin dobtenir lorsque le moteur est froid une tempeacuterature suffisante pour lauto-inflammation du
carburant
332 Vitesse et puissance
Les vitesses de rotation des moteurs diesel sont tregraves diffeacuterentes dun moteur agrave un autre
En effet plus le moteur est gros plus la course du piston est grande et plus le moteur est lent
Trois classes de moteurs sont ainsi deacutefinies
bull moteur lent moins de 200 trmin
bull moteur semi-rapide entre 400 et 1 000 trmin
bull moteur rapide 1 000 trmin et plus
Scheacutematiquement plus le piston est gros plus sa course
est importante
Pour exemplethinsp moteur DW10 ATED de PSA cylindreacutee
1 997 cmsup3 aleacutesage 85 mm course 88 mm reacutegime de
puissance maximale 4 000 trmin
Pour ce moteur la vitesse lineacuteaire du piston dans le
cylindre agrave 4 000 trmin est de 88 x 2 (deux courses par
tour moteur) = 176 mm ou en megravetres 0176 times 4 000
soit 704 mmin ou 70460thinspms = 117 ms
Moteur Diesel PSA
Certains moteurs Diesel lents de type agrave 2 temps atteignent 100 000 ch (voir le porte- conteneurs
Emma Maeligrsk) comme le Waumlrtsilauml RT-flex96C 14 cylindres moteur agrave 2 temps lent
(92102 toursmin)
Les cylindres ont un aleacutesage de 96 cm et le piston une course de
25 m2
Ce moteur a une hauteur denviron 13 megravetres et une longueur de 26
megravetres pour un poids de 2 300 tonnes
333 Combustion
Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le
dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone
et eau
Eacutequation parfaite de la combustion du gazole
hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp
2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q
En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible
334 Usage
On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple
important ou dun bon rendement
- locomotives
- bateaux
- camions
- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier
- tracteurs agricoles
- groupes eacutelectrogegravenes
- engins de travaux publics
- automobiles
335 Circuit drsquoalimentation
Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel
comprend les eacuteleacutements suivants
- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible
Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre
- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est
proteacutegeacutee par un preacute-filtre
- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La
pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre
- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les
cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une
circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe
Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne
- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion
- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent
lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites
Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au
travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal
Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection
dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute
pression vers les injecteurs
Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et
la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent
leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs
le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi
produit
Pompe agrave injection diesel rotative
Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme
temps que les divers deacutebits de deacutegazage
335 Deacutelai drsquoallumage
Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est
deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage
Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera
drsquoautant plus faible que
- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee
- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est
plus basse
- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute
- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee
- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute
336 Moteur agrave injection directe
Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute
sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure
I17)
La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair
important pour favoriser le brassage du meacutelange
Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])
Injection directe
Avantages
- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion
- Les deacutemarrages sont plus faciles
- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs
Inconveacutenients
Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges
Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide
336 Avantages du moteur Diesel
Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de
choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du
moteur agrave essence
Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun
turbocompresseur
Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)
technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)
Turbocompresseur
Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute
p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i
Systegraveme drsquoinjection a rampe commune
Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint
jusquagrave
2thinsp500 bars
Contre
- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune
- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)
Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole
- turbulente
- continue
- constante et
- bien reacutepartie
parametres essentielles pour une bonne combustion
Cette technologie porte le nom de
bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration
bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et
3e geacuteneacuteration
bull HDi Peugeot Citroeumln
bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia
bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart
bull CRD Jeep
bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)
bull d BMW (ex 530d)
bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen
bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)
bull d Lexus (exIS 220 d)
bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection
directe sans rampe commune)
bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi
bull DI-D Mitsubishi
bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)
bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe
commune)
bull MZR-CD Mazda
bull i-CTDi Honda
bull CRDi Hyundai
bull CRDI Kia
bull TCDi VCDi Chevrolet
bull TID Saab
34 Architectures moteurs
341 Introduction
Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont
- meacutediocre rendement
- vibrations
- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution
De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat
de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares
architectures ont eu droit agrave la production industrielle
342 Caracteacuterisation
La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle
Elle est calculeacutee agrave partir
- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)
- de la distance parcourue par un piston (la course) et
- du nombre de cylindres
La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee
selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de
tempeacuterature et de pression
Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912
Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des
pertes dans la transmission
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)
1 cheval-vapeur = 736 Watt
Le couple maximal est exerceacute sur laxe
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant
La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation
Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par
seconde
La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute
- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz
contenus apregraves le cycle dadmission)
Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee
- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses
cylindres au point mort bas et au point mort haut
Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer
(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute
343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur
3431 Eleacutements fixes
34311 Bloc-moteur
Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la
piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)
Ses fonctions principales sont les suivantes
- contenir les cylindres
- supporter le vilebrequin la culasse les
accessoires
- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification
Scheacutema drsquoun bloc moteur
- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de
refroidissement est utiliseacute)
Bloc a 04 cylindres
34312 Chemises
Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)
a) b) c)
Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912
34313 Culasse
La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre
Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou
drsquoaluminium
Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur
La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements
ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur
refroidi agrave eau
Les culasses portent
- les injecteurs
- les soupapes
- les culbuteurs
- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo
Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure
Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres
I322 Eleacutements mobiles
I3221Vilebrequin
Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles
Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des
paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo
Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes
de bielles sont les
laquo manetons raquo (Reacutef [2])
Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques
appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons
Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage
jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)
Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin
I2322 Bielles
Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles
reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et
entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants
Elles sont en acier allieacute
Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la
leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de
- compression
- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons
- flexion
Les trois principales parties dune bielle sont
- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston
- le corps
- la tecircte qui sarticule sur un maneton du
vilebrequin
Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912
Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une
bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est
emmancheacute avec serrage
Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en
I parfois tubulaire
La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en
permettre le montage sur le vilebrequin
La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo
Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans
la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction
Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de
plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis
agrave de tregraves gros efforts
Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils
sont alors en bronze speacutecial
Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons
Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier
eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction
I3223Piston
Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties
principales
- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz
- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure
lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories
reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston
- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe
- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des
calories
- Fonctions du piston
Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la
bielle les efforts dus aux gaz
- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non
suralimenteacutes
- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels
Figure I9 Piston
Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de
calories au fluide de refroidissement
Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage
Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins
encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus
reacuteduite pour avoir un moteur compact)
La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie
peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de
jeu agrave froid un grippage
Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue
Fig 9a Piston pour moteur Diesel
Formes de la tecircte du piston
La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par
lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du
piston est habituellement plate
Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et
forme totalement ou partie la chambre de combustion
Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les
automobiles de course pour une toute autre raison
Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant
de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence
injecteacute dans la chambre
Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la
position de linjecteur selon la technique dinjection
On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection
Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par
linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie
dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes
raquo et stratifieacutee
Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un
tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la
chambre
Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection
Fig9b Illustration des mouvements
tourbillonnaire swirl et tumble
I3224Segmentation
Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans
les gorges du piston
Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement
supeacuterieur agrave celui du cylindre
En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)
- le segment ndeg3 segment coup de feu
(ou segment de feu)
- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute
- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur
Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments
Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression
Les rocircles de la segmentation sont les suivants
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz
ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu
Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion
passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des
segments inteacuterieurs
Figure I10 Segments de piston
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification
crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment
drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance
- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre
Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique
coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston
Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de
lassemblage du moteur (fig10b)
Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est
de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe
Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment
Fig10b Tierccedilages des segments
I3225Axe de piston
Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur
surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee
Trois types de montage sont couramment utiliseacutes
- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est
libre dons le piston
- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans
lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston
- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par
des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires
Lajustement de laxe est agrave
- frottement doux dans la bielle
- frottement dur dans le piston
Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de
faciliter la mise en place de laxe
Figure I11 Axe de piston monteacute flottant
52 La distribution
Mais cest quoi dont la distribution
Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes
dadmission et deacutechappement
Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston
Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les
systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures
Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une
deacutechappement
Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement
deux agrave deux
(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes
Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre
Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des
ressorts en heacutelice
Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave
la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)
La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est
communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune
tige et dun culbuteur
Fig12 Distribution
331 Soupapes
Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre
temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes
Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts
de rappel
Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties
a) Tecircte de la soupape
Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de
soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre
La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est
deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg
b) Collet
Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave
faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet
dentaille ducirc au changement de section
c) Tige
Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure
le guidage vertical de la soupape
La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la
culasse
d) Queue
Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames
Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger
les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6
Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant
Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le
silicium le tungstegravene le nickel
Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee
332 Culbuteurs et poussoirs
Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la
culasse
Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils
reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs
Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD
Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames
soit
- par lintermeacutediaire dun galet
- par intermeacutediaire dun plateau
Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent
Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)
521 Le diagramme de distribution
Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point
le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)
Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB
Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre
Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression
ou rapport volumeacutetrique
Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur
522 Les systegravemes de controcircle des soupapes
Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et
deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes
conditions
Moteurs culbuteacutes
Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave
transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les
soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs
le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou
central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)
Ces moteurs sont dits culbuteacutes
Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees
1970-80
Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute
Tout dabord quest ce quune came
La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves
preacuteciseacutement afin de
-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape
-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial
-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort
Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames
La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche
mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci
contre en haut)
Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les
cylindres afin de les synchroniser
Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages
Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit
relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire
Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte
Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes
dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur
Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came
lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes
peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs
Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte
Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de
placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes
directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)
et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces
en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de
soupapes)
Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir
cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus
du poussoir
Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon
souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des
culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes
Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte
Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de
saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs
dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs
Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en
inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun
culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire
agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes
La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames
Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames
Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner
sans lautre car ils sont relieacutes entre eux
Ceci est souvent appeleacute larbre moteur
Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave
cames en tecircte (sur la droite)
Cest ce quon appelle la chaine de distribution
On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee
Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place
a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee
Figure V4 commande par chaine non 16032016
323 Nombre de soupapes par cylindre
Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de
distribution Mais ceci nest pas la seule raison
Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2
soupapes par cylindre
Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle
entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de
compression eacuteleveacute
Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les
performances du moteur
Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite
impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher
Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile
En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement
moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile
Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les
contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer
En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer
dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie
Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes
Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore
utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme
Ainsi ce moteur comptant
- 3 soupapes dadmission
- 2 soupapes deacutechappement
permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion
La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes
Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents
mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de
culbuteurs
Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique
53 Refroidissement
Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent
sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur
Il faut donc les refroidir sous peine de destruction
Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et
adapteacutee
531 Refroidissement agrave air
En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement
Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un
cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en
contact avec lair
Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les
veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des
automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle
Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions
Moteur de la VW Coccinelle
Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a
toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes
par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation
du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave
air (encombrement poids simpliciteacute prix)
Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours
un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement
liquide
532 Refroidissement liquide
Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les
performances du refroidissement
Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des
cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct
avec lair ambiant
Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le
liquide de refroidissement
Radiateur moderne en aluminium
Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach
Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le
refroidissement tregraves efficace dun liquide
Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair
Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui
Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le
refroidissement du moteur
Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par
le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur
Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau
Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions
permettant une lubrification optimale
Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par
plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques
lubrifiants utiliseacutes
La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat
situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde
thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur
Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer
assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur
533 Refroidissement par huile
Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en
mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans
les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct
Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois
muni dailettes un petit radiateur dhuile
Exemple
Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un
gros radiateur dhuile
Avantages
Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent
inutiles
Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception
Inconveacutenients
Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus
coucircteuses pour lutilisateur
De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges
dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile
54 Architecture des moteurs agrave explosion
Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres
bull Cylindres en ligne
bull Cylindres en V
bull Cylindres en W
bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)
bull Cylindres en H
bull Cylindres en eacutetoile
bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)
541 Monocylindre
Historique
Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz
le 30 janvier 1807
Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il
fonctionne selon le cycle de Lenoir
Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de
Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les
mouvements dans la phase de compression
542 Quatre cylindres
Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-
Paris
Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les
grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la
gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les
voitures courantes de moyennes et basses gammes
Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900
04 cylindres en V
Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader
Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant
1914
Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB
04 cylindres (en ligne) coucheacute
Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre
monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres
accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor
Carriage Company))
On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les
veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo
04 cylindres agrave plat boxer
Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg
Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen
Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de
graviteacute assez bas
Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de
redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC
En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline
compacte en Europe
Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie
du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute
un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement
Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement
convaincant
- Pas de claquement agrave froid
- une quasi absence de vibration
- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel
Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la
premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire
Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)
543 Six cylindres
Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand
il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres
Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)
La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032
Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont
Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg
en faisant appel agrave des six cylindres
La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe
En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon
Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand
nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes
Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur
Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare
On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez
Laverda en endurance (moteur en V)
Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition
Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement
- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)
- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)
- Benelli avec une 750 puis une 900
En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing
544 Huit cylindres et plus
Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron
Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo
Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V
La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne
Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de
puissance
Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres
soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les
reacuteacteurs
Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent
les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes
Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de
cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth
Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1
Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule
Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de
fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute
En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance
sportive
Puissance drsquoun
veacutehicule
1 Calculs de la pesanteur
11 Deacutecliviteacute
Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H
α = H L
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes
12 Poids du veacutehicule
Calculons le poids drsquoun veacutehicule
P = M g
P poids exprimeacute en N
M masse exprimeacutee en kg
g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)
13 Composante du poids
Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture
F = M g α
Avec
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
14 Travail de la force de traction
Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D
E = F D
E travail exprimeacute en J
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
D distance parcourue exprimeacutee en m
15 Energie
Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H
E = M g H
Avec
E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
15 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V
B = F V
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
V vitesse exprimeacutee en ms
En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement
et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse
16 puissance absorbeacutee par une ascension
Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T
B = M g H T
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m
T temps exprimeacute en s
2 Calculs Aeacuterodynamiques
21 Surface frontale
Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave
lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au
produit de la largeur par la hauteur
camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2
autocar 25 m x 32 m = 8 m2
voiture 18 m x 14 m = 25 m 2
motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2
22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair
Le Cx est calculeacute agrave partir
Cx = 2 F (S Mair Vsup2)
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse air exprimeacutee en ms
23 Reacutesistance de lrsquoair
R = frac12 S Cx Mair Vsup2
R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse exprimeacutee en ms
24 SCx
Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx
est le produit de la surface frontale par le Cx
SCx = S Cx
Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute
25 Constante aeacuterodynamique
La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules
A = S Cx M
Avec
A constante aeacuterodynamique [kgm]
S surface frontale [m2]
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]
26 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair
B = F x V
F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]
V vitesse du veacutehicule [ms]
3 Calculs thermiques
31 Calcul de la cylindreacutee
D2
V = π L N
4
Avec
D aleacutesage du cylindre
L course du piston
N nombre de cylindre
32 Calcul du PCI des combustibles
Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of
combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0
Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales
de tempeacuterature et de pression
Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene
(autrement dit la quantiteacute de chaleur)
Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour
donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur
321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)
Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de
C16H34
Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole
Combustion
Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene
des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene
La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune
maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant
Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire
- qui deacutegage de la chaleur
- elle produit du CO2
- de leau
- dautres composeacutes plus ou moins agressif
La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des
proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et
sans gaspillage
Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes
Pour le gazole
C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q
- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene
- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair
- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3
- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg
Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane
La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est
Carbone C = 087
Hydrogegravene H = 0126
Oxygegravene O = 0004
Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute
Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI
PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]
PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]
33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil
Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent
que pour bruler
1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ
- 112 kg drsquoN2
- 34 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 32 kg CO2
- 12 kg drsquoH2O
1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ
- 118 kg drsquoN2
- 035 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 31 kg de CO2
- 14 kg drsquoH2O
1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ
- 12 kg drsquoN2
- 036 kg drsquoO2)
La reacuteaction produit environ
- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 3 kg de CO2
- 16 kg drsquoH2O
La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut
avoir
[kg drsquoairkg]
minus+
= OHCL 8
3
8
230
10
[kmol drsquoairkg]
minus
+
=
32412210
10
OHCL
34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil
Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave
cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on
peut srsquoen approcher
Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du
fonctionnement drsquoun moteur
En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les
pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en
permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique
Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes
tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en
temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres
Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair
Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave
la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055
Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]
35 Quantiteacute des produits produit de combustion
Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un
carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees
Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent
que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)
Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont
indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants
Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour
simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees
meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains
atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire
oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes
complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules
carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de
carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2
lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout
meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves
drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave
haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la
formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre
lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la
particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique
NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene
atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour
les organismes vivants
C
nCO2 = [kmolekg]
12
H
nHO2 = [kmolekg]
2
nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]
nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]
36 Quantiteacute totale des produits de combustion
nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]
37 Puissance nominale
Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile
Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur
la puissance du moteur
Le choix est vaste et on srsquoy perd
80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip
Que signifient reacuteellement ces chiffres
Agrave quoi sert la puissance
Comment la mesure-t-on
Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse
Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses
Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la
transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps
Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)
puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle
(route en deacutecliviteacute)
La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps
mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps
On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs
de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance
Banc drsquoessai moteur
Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun
- frein
- compte-tours
Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le
frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz
restant grande ouverte
En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au
couple de freinage
il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple
moteur
Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple
moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation
In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs
F N
Pf =
10 000
Ougrave
F charge [N]
N = reacutegime de rotation [trmn]
38 Puissance corrigeacutee
Pfc = Pf f
Avec
f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f
= 1085
Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion
f = 1085
Pamb = 719 [mmHg]
39 Consommation speacutecifique
La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire
un travail T donneacute
(3600 v Ps )
Cs = [gkWh]
(t Pf)
Ou
v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]
Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]
t temps de consommation [s]
Pf puissance au frein [kW]
310 Consommation speacutecifique corrigeacutee
Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)
Ou
Pfc puissance corrigeacutee
311 Couple moteur
Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur
Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier
abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour
lrsquoacheteur
Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest
- la masse de la voiture
- son couple moteur
- le reacutegime auquel il est disponible
qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en
situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient
Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs
- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons
- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin
On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et
drsquoun frein
La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres
un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le
maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion
Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur
maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave
mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip
Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation
de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru
se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable
Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas
trop eacuteleveacutehellip
30PN 1000
CN = [Nm]
N π
Ou
PN Puissance nominale [kW]
N Vitesse de rotation [trmn]
312 Couple corrigeacutee
30Pfc 1000
Cc = [Nm]
N π
Ou
Pf Puissance corrigeacutee [kW]
4 Bilan thermique des moteurs
Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion
Elle apparaicirct sous deux formes distinctes
Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel
brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene
normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est
donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement
Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le
cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de
combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin
signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous
forme de mouvement (4)
Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie
En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique
En effet le rendement se deacutefinit comme
eacutenergie reacutecupeacutereacutee
Rendement =
eacutenergie consommeacutee
Dans le cas drsquoun moteur
lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance
exprimeacutee en kilowattheure [kW]
lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en
kilogrammes puis convertie en joules)
Le reacutesultat est une grandeur sans dimension
Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne
QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge
- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible
- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective
- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement
- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement
- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion
incomplegravete frottements etc)
Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur
Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on
trouve
41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion
Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )
Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )
GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )
Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )
Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )
GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )
(PCI Csh)
QT =
36
Calcul de la consommation horaire
- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]
- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]
42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps
Qe = 1000 Pf [Js]
Sachant que
- Pf puissance au frein [W]
43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement
Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante
C i D(1+2m ) Nm
Qr = [Js]
λ Avec
- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie
dans la plage [045 divide 0 53]
- i Nombre de cylindres
- D Aleacutesage du cylindre
- N freacutequence de rotation du vilebrequin
- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par
lrsquointervalle [06 divide 07 ]
- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair
44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement
Csh
Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]
36 Avec
- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de
combustible]
- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]
- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]
- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]
- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]
- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave
pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis
45 Autres pertes de chaleur
QP = QT - (Qe + Qr + Qge)
Chapitre 8
Identification du
veacutehicule
Vehicle Identification Number
Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est
donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950
Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule
ainsi que sur le moteur et dans
lordinateur de bord
Lanceacute dans une forme simplifieacutee en
1950 par les constructeurs ameacutericains
ce code passera aux 17 caractegraveres
actuels en 1980
Le numeacutero inscrit sur la carte grise
dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie
du type raquo correspond bien agrave celui
figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis
Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis
mais son appellation officielle est
Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule
(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe
laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo
Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une
Longueur de 17 caractegraveres
et peut ecirctre diviseacute en 3 sections
bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave
Identification Mondiale du Constructeur
WMI World Manufacturer Identification (anglais)
Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des
variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication
A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1
- Peugeot est VF3
- Citroeumln est VF7
Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur
(WMI)
On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres
Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9
caractegraveres les autres 14
Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les
bus ou les camions comme par exemple
bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en
- 1G1 pour Chevrolet
- 1G2 pour Pontiac et
- 1GC pour Chevrolet camions
bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en
- FA pour Fiat Auto et
- FC pour Fiat VI
Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est
implanteacutee Exemple
- ZFA Fiat Auto Italie
- SUF Fiat Auto Pologne
- 8AF Fiat Auto Argentine
- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie
- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil
bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la
Section de Description du Veacutehicule
VDS Vehicle Description Section (anglais)
ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault
utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines
bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la
Section drsquoIdentification du Veacutehicule
VIS Vehicle Identification Section en anglais
Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur
concerneacute
Emplacement du VIN
Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui
figurant sur la voiture
il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur
chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise
Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens
en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero
reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la
marque
Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre
- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou
- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture
En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer
accidentellement ou salteacuterer
Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire
Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du
veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve
- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur
- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit
La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est
- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire
- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide
Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral
- dans le compartiment moteur
- sur le pied de porte avant droit
- dans le coffre
Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une
petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur
Evolution du code VIN en fonction des types
Mercedes W201
Mercedes W202
Mercedes W203
Mercedes W204
Composition du code
Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un
systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation
- ISO 3779 de 1979 et
- ISO 3780 de 1980
Avant-propos
LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale
dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)
1 Domaine dapplication
La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero
didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme
uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers
La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes
aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833
3 Termes et deacutefinitions
31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN
Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de
son identification
32 Code didentification mondiale du constructeur WMI
Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du
veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification
dudit constructeur
33 Descripteur VDS
Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les
caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule
34 Indicateur VIS
Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une
combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre
veacutehicule
35 Constructeur
Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la
conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service
indeacutependante de lemplacement de lusine de montage
36 Anneacutee
Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule
deacutetermineacutee par le constructeur
37 Seacuteparation
Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du
numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites
Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee
Code
1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A
1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B
1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C
1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D
1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E
1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F
1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G
1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H
1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J
1989 K 2019 K
1990 L 2020 L
1991 M 2021 M
Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries
Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1
5
1
6
1
7
ISO 3779
Code
constructeu
r-WMI
Composition du
veacutehicule Code veacutehicule-VIS
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
plus de 500
veacutehiculesan
Code
constructeu
r-WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Numeacutero progressif
seacuterie
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
moins de 500
veacutehiculesan
WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Code
constructeu
r-WMI
Numeacutero
progressi
f seacuterie
Exemple de code VIN
Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot
- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)
1 VF (Europe S-Z France VF-VR)
3 3 (Peugeot)
- Type au mines (06)
4-6 741 (Composition du veacutehicule)
7 (306)
4 (04 portes)
1 ou A (Moteur D1768 cc)
7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)
9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)
- Anneacutee modegravele (01)
10 F (1985)
- Code VIS (07)
11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)
12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)
Poinccedilon Peugeot
WAUZZZ8GZPA001181
Codes pays
AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe
1ndash5 =
Ameacuterique
du Nord
6ndash7 =
Oceacuteanie
8ndash9 =
Ameacuterique
du Sud
AA-AH Afrique
du Sud
AJ-AN Cocircte
dIvoire
AP-A0 non
attribueacute
BA-BE Angola
BF-BK Kenya
BL-BR Tanzanie
BR Algeacuterie
BS-B0 non
attribueacute
CA-CE Benin
CF-CK
Madagascar
CL-CR Tunisie
CS-C0 non
attribueacute
DA-DE Egypte
DF-DK Maroc
DL-DR Zambie
DS-D0 non
attribueacute
(probable
Algerie)
EA-EE Ethiopie
EF-EK
Mozambique
EL-E0 non
attribueacute
FA-FE Ghana
FF-FK Nigeria
FF-FK
Madagascar
FL-F0 non
attribueacute
GA-G0 non
attribueacute
HA-H0 non
attribueacute
JA-J0 Japon
KA-KE Sri
Lanka
KF-KK
Israel
KL-KR
Coreacutee du Sud
KS-K0 non
attribueacute
LA-L0 Chine
MA-ME Inde
MF-MK
Indoneacutesie
ML-MR
Thaiumllande
MS-M0 non
attribueacute
NF-NK
Pakistan
NL-NR
Turquie
NS-N0 non
attribueacute
PA-PE
Philippines
PF-PK
Singapour
PL-PR
Malaysie
PS-P0 non
attribueacute
RA-RE
Emirat
Arabes Unis
RF-RK
Taiwan
RL-RR
Vietnam
RS-R0 non
attribueacute
SA-SM
Grande
Bretagne
SN-ST
Allemagne
SU-SZ
Pologne
S1-S0 non
attribueacute
TA-TH Suisse
TJ-TP
Reacutepublique
Tchegraveque
TR-TV
Hongrie
TW-T1
Portugal
T2-T0 non
attribueacute
UA-UG non
attribueacute
UH-UM
Danemark
UN-UT Irlande
UU-UZ
Roumanie
U1-U4 non
attribueacute
U5-U7
Slovaquie
U8-U0 non
attribueacute
VA-VE
Autriche
VF-VR France
VS-VW
Espagne
VX-V2
Yougoslavie
V3-V5 Croatie
V6-V0 Estonie
WA-W0
1A-10 Etats
Unis
2A-20
Canada
3A-3W
Mexique
3X-37 Costa
Rica
38-30 non
attribueacute
4A-40 Etats
Unis
5A-50 Etats
Unis
6A-6W
Australie
6X-60 non
attribueacute
7A-7E
Nouvelle
Zeacutelande
7F-70 non
attribueacute
8A-8E
Argentine
8F-8K Chili
8L-8R
Equateur
8S-8W
Peacuterou
8X-82
Veacuteneacutezueacutela
83-80 non
attribueacute
9A-9E Breacutesil
9F-9K
Colombie
9L-9R
Paraguay
9S-9W
Uruguay
9X-92
Trinidad amp
Tobago
93-99 Breacutesil
90 non
attribueacute
Allemagne
XA-XE
Bulgarie
XF-XK Gregravece
XL-XR Pays
Bas
XS-XW Russie
XX-X2
Luxembourg
X3-X0 Russie
YA-YE
Belgique
YF-YK
Finlande
YL-YR Malte
YS-YW Suegravede
YX-Y2
Norvegravege
Y3-Y5
Bielorussie
Y6-Y0 Ukraine
ZA-ZR Italie
ZS-ZW non
attribueacute
ZX-Z2
Sloveacutenie
Z3-Z5 Lituanie
Z6-Z0 non
attribueacute
Chapitre 9
Organisation du
garage
1 Introduction
Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement
appeleacute
garage
est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la
reacuteparation des veacutehicules automobile
Un petit atelier de garagiste en
Nouvelle-Galles du Sud (Australie)
laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et
peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile
- meacutecanicien
- carrossier
- peintre en carrosserie
- vendeur etchellip
Un garage peut faire office de station-service tandis que
bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la
distribution de carburant proposent un service basique
de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule
et les reacuteparations mineures
Certains garages en outre proposent un service de vente
de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine
au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)
Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants
2 Histoire
Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en
mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle
passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -
progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)
Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele
eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport
Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en
- seacutecurisant et regraveglementant son emploi
- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute
le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se
multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations
3 CHOIX DE LIMPLANTATION
Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et
inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix
- Trafic
- Publiciteacute
- Faciliteacute daccegraves
- Coucirct du terrain
- Superficies possibles
- Frais fixes
4 REacutePARTITION DES SURFACES
La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de
- 13 bacircti
- 23 non-bacircti
a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees
- Aires de stationnement Clients magasin de PR
- veacutehicules en attente de reacuteparation
- veacutehicules clients reacutepareacutes
- veacutehicules neufs et occasions
- veacutehicules du personnel
- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets
b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre
- spacieux
- bien eacuteclaireacutes
- ventileacutes
- chauffeacutes
- daccegraves facile
Il faut preacutevoir
Piegraveces agrave usage de bureau
- 6msup2 par personne
Reacuteception et daccueil des clients
- sa localisation doit ecirctre eacutevidente
Salle dattente clients
- spacieuse
- confortable
- agreacutementeacutee
- documenteacutee
- eacutequipeacutee
- eacuteclaireacutee
- peinte toujours en blanc mat
Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes
- clients
- meacutecaniciens
- agents
Atelier de reacuteparation plusieurs zones
- reacuteparations rapides
- interventions longues
- carrosserie
- peinture
- eacutelectriciteacute
- mise au point etc
Piegraveces annexes
- deacutechets
- aire de lavage
- compresseurs
- vestiaires personnels
- sanitaires etc
5 LES MATEacuteRIELS
a) GROS MATEacuteRIELS
Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie
des trains roulants
Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles
Electriciteacute
Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs
b) PETITS MATEacuteRIELS
Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels
6 LES PERSONNELS
La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories
a) ENCADREMENT
Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique
Directeur financier
b) EXEacuteCUTION
Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance
Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs
Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs
a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE
a) RDC
b) Etage Bureaux et administration
b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION
AUTOMOBILE
a) OBJECTIF DE LENTREPRISE
Accroicirctre la productiviteacute
- en structurant les ateliers
- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles
ne se chevauchent pas
b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE
- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous
les secteurs
- Chaque secteur est autonome
- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la
responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe
c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE
LENTREPRISE
a) LE CHEF DENTREPRISE
Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous
les secteurs
b) LE CHEF DATELIER
- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des
employeacutes
- Il coordonne tous les services
c) LE REacuteCEPTIONNAIRE
- accueil le client
- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer
- eacutetablie eacuteventuellement un devis
- preacutecise les deacutelais de reacuteparation
Si le client est daccord
- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule
carburant accessoires)
- charge le planning de latelier
Apregraves les travaux
- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture
d) LE CHEF DEacuteQUIPE
Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation
e) LES COMPAGNONS
Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations
f) LE MAGASINIER
Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele
g) SERVICE FACTURATION
Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe
h) SERVICE COMPTABILITEacute
Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation
Chapitre 10
Devis
1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION
2 Deacutefinition
Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat
dun bien
Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation
Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des
relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable
3 Enjeux dun devis
Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela
permet de comparer les prix et les prestations fournies
Les Destinataires
- un client
- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise
bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans
deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune
erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable
bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave
lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat
ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule
Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits
4 Deacutemarche dutilisation des devis
a) Ce que doit comporter un devis
Identification du prestataire qui reacutedige le devis
bull nom et raison sociale
bull adresse complegravete
bull teacuteleacutephone
bull teacuteleacutecopie
bull email et site internet
Identification de la personne qui a demandeacute le devis
bull nom preacutenom
bull adresse
bull teacuteleacutephone
Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros
La date du devis
La liste des prix et le total
b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis
bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois
selon le projet
5) Estimation
bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui
constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la
puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration
que le reacutesultat
6) Quelles sont les regravegles dun bon devis
- Un prix ferme
- une trace eacutecrite en cas de litigehellip
Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux
Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment
- la somme globale agrave payer
- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes
- le nom et ladresse de lentreprise
- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du
devis
Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client
Des mentions suppleacutementaires
Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres
mentions non obligatoires comme par exemple
- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements
- la date limite preacutevue pour la fin des travaux
- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute
Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip
Si la facture est plus eacuteleveacutee
Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait
pas donneacute son accord preacutealablehellip
Que faire
Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans
certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres
premiegraveres)
si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture
Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence
Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de
reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de
la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel
Chapitre 11
Bon de commande
Commande
Dans le commerce une commande est une intention soit
- verbale
- eacutecrite
dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers
Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande
dachat
Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une
commande de vente
Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte
des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis
Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees
Eacutetapes dans les commandes commerciales
Commerce Action de lacheteur Action du vendeur
Acheteur qui deacutesire le
produit et vendeur qui
vend le produit
Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute
Veacuterification du pricing
du produit disponibiliteacute
speacutecifications coucircts de
livraison
Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes
Accord de transaction
entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat
Enregistrement de la commande
de vente
Le produit est expeacutedieacute du
vendeur agrave lacheteur
Fiche demballage facture pro
forma pour certaines
expeacuteditions internationales
Lacheteur reccediloit le
produit du vendeur
La fiche demballage et le produit sont
compareacutes avec la commande dachat on
veacuterifie le bon conditionnement du
produit
Le vendeur envoie la
facture (comptabiliteacute) agrave
lacheteur
On fait correspondre la fiche demballage
avec la commande dachat et la facture
on enregistre lachat dans les comptes
financiers dans la comptabiliteacute
fournisseurs
On enregistre la vente dans les
comptes financiers dans la
comptabiliteacute clients
Lacheteur paie le
vendeur
Paiement en espegraveces par chegraveque ou
paiement eacutelectronique enregistrement
du paiement sur la commande dachat
Reacuteception des espegraveces du
chegraveque ou du paiement
eacutelectronique enregistrement du
paiement sur la commande de
vente
23 Allumage eacutelectronique
Un allumage eacutelectronique est une eacutevolution de lallumage classique par batteriebobine des moteurs agrave
explosion
Il a consisteacute agrave remplacer aussi le meacutecanisme davance agrave lallumage par un systegraveme eacutelectronique (en
reacutealiteacute dans ce cas le systegraveme est reacutegleacute sur
pleine avance) et un retardateur eacutelectronique
introduit le retard neacutecessaire agrave la situation du
moteur
Introduit dans les anneacutees 1970 lallumage
eacutelectronique sest geacuteneacuteraliseacute sur de nombreuses
cateacutegories de moteurs (automobiles motos etc)
agrave partir des anneacutees 1980
Allumage eacutelectronique
24 Avantages et inconveacutenients du moteur agrave allumage commandeacute
bull Plus leacuteger
bull Plus vif
bull Plus silencieux
bull Cout moindre
25 Les pannes
Les pannes dallumage sont une des grandes causes dimmobilisation involontaire des veacutehicules agrave
moteur
bull Usure des rupteurs
bull Deacutereacuteglage du point davance
bull Usure ou grippage du systegraveme davance
26 Combustion
La combustion du meacutelange est une transformation chimique (oxydation vive) du carburant et de
loxygegravene
On utilise geacuteneacuteralement loctane comme moleacutecule permettant de deacutecrire une combustion de ce type
Eacutequation de la combustion de loctane
2 C8H18 + 25 O2 16 CO2 + 18 H2O + Q
2 Moteur Diesel
Principe
Fruit des travaux meneacutes par lingeacutenieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897 le moteur Diesel
est un moteur agrave combustion interne dont lallumage nest pas commandeacute mais spontaneacute par
pheacutenomegravene dauto-inflammation
Il na donc pas besoin de bougies dallumage
Cela est possible gracircce agrave un tregraves fort taux de compression (rapport volumeacutetrique) denviron 141 agrave
251 permettant dobtenir une tempeacuterature de 700 agrave 900 degC
Des bougies de preacutechauffage sont souvent utiliseacutees pour permettre le deacutemarrage du moteur agrave froid en
augmentant la tempeacuterature de la chambre de combustion mais leur preacutesence nest pas systeacutematique
Ce type de moteur agrave taux de compression eacuteleveacute a connu une expansion rapide en automobile agrave partir
de la fin des anneacutees 1980 lorsque la suralimentation par turbocompresseur en a notablement ameacutelioreacute
les performances
Comme le moteur thermique agrave allumage commandeacute le moteur Diesel est constitueacute de pistons
coulissants dans des cylindres fermeacutes par une culasse reliant les cylindres aux collecteurs dadmission
et deacutechappement culasse eacutequipeacutee de soupapes commandeacutees par un ou plusieurs arbres agrave cames
Moteur VW TDI
Le fonctionnement repose sur lauto-inflammation du gazole dans de lair comprimeacute agrave plus de 120
du volume du cylindre a environ
- 35 bar de pression
- 600 degC de tempeacuterature
En brucirclant le meacutelange augmente fortement dans le cylindre
- la pression entre 60 agrave 100 bars
- la tempeacuterature a 1500 degC
Le cycle Diesel agrave quatre temps comporte
- Admission Contrairement au moteur agrave essence crsquoest de lrsquoair pur et non un meacutelange carbureacute qui est
introduit dans le cylindre lors de cette phase
- Compression Lrsquoair fortement comprimeacute est porteacute agrave une pression de 30 agrave 40 bars pour une
tempeacuterature de 500 agrave 600 degC environ
Admission Compression Combustion Echappement
Figure I1 les quatre temps drsquoun moteur Diesel
- combustion A la fin de la compression le gas-oil est alors injecteacute sous forme de fines gouttelettes
soit directement dans la chambre de combustion (injection directe) soit dans une preacute-chambre
turbulente destineacutee agrave favoriser sa combustion au contact de lrsquoair chaud (injection indirecte) La
pression drsquoinjection varie de 80 agrave 250 bars suivant le type de moteur Au contact de lrsquoair agrave tempeacuterature
eacuteleveacutee le combustible srsquoenflamme de lui-mecircme sa tempeacuterature drsquoinflammation eacutetant voisine de 300
degC Il srsquoenflamme spontaneacutement agrave mesure qursquoil est introduit Cependant un certain temps mesurable
srsquoeacutecoule entre le deacutebut drsquoinjection et le deacutebut de la combustion Crsquoest le deacutelai drsquoallumage Les gaz
augmentent tregraves rapidement de volume et chassent le piston vers le bas Crsquoest la deacutetente ou temps
moteur La pression des gaz est de lrsquoordre de 50 agrave 120 bars et la tempeacuterature de 1800 agrave 2000 degC
- Echappement Les gaz brucircleacutes sont chasseacutes par le piston qui remonte gracircce agrave la soupape
drsquoeacutechappement qui srsquoouvre
Les seules bougies preacutesentes sur un moteur diesel sont les bougies de preacutechauffage qui comme leur
nom lindique preacutechauffent les chambres de combustion (ou les preacutechambres suivant le type de diesel)
afin dobtenir lorsque le moteur est froid une tempeacuterature suffisante pour lauto-inflammation du
carburant
332 Vitesse et puissance
Les vitesses de rotation des moteurs diesel sont tregraves diffeacuterentes dun moteur agrave un autre
En effet plus le moteur est gros plus la course du piston est grande et plus le moteur est lent
Trois classes de moteurs sont ainsi deacutefinies
bull moteur lent moins de 200 trmin
bull moteur semi-rapide entre 400 et 1 000 trmin
bull moteur rapide 1 000 trmin et plus
Scheacutematiquement plus le piston est gros plus sa course
est importante
Pour exemplethinsp moteur DW10 ATED de PSA cylindreacutee
1 997 cmsup3 aleacutesage 85 mm course 88 mm reacutegime de
puissance maximale 4 000 trmin
Pour ce moteur la vitesse lineacuteaire du piston dans le
cylindre agrave 4 000 trmin est de 88 x 2 (deux courses par
tour moteur) = 176 mm ou en megravetres 0176 times 4 000
soit 704 mmin ou 70460thinspms = 117 ms
Moteur Diesel PSA
Certains moteurs Diesel lents de type agrave 2 temps atteignent 100 000 ch (voir le porte- conteneurs
Emma Maeligrsk) comme le Waumlrtsilauml RT-flex96C 14 cylindres moteur agrave 2 temps lent
(92102 toursmin)
Les cylindres ont un aleacutesage de 96 cm et le piston une course de
25 m2
Ce moteur a une hauteur denviron 13 megravetres et une longueur de 26
megravetres pour un poids de 2 300 tonnes
333 Combustion
Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le
dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone
et eau
Eacutequation parfaite de la combustion du gazole
hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp
2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q
En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible
334 Usage
On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple
important ou dun bon rendement
- locomotives
- bateaux
- camions
- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier
- tracteurs agricoles
- groupes eacutelectrogegravenes
- engins de travaux publics
- automobiles
335 Circuit drsquoalimentation
Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel
comprend les eacuteleacutements suivants
- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible
Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre
- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est
proteacutegeacutee par un preacute-filtre
- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La
pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre
- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les
cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une
circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe
Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne
- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion
- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent
lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites
Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au
travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal
Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection
dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute
pression vers les injecteurs
Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et
la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent
leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs
le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi
produit
Pompe agrave injection diesel rotative
Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme
temps que les divers deacutebits de deacutegazage
335 Deacutelai drsquoallumage
Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est
deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage
Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera
drsquoautant plus faible que
- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee
- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est
plus basse
- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute
- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee
- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute
336 Moteur agrave injection directe
Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute
sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure
I17)
La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair
important pour favoriser le brassage du meacutelange
Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])
Injection directe
Avantages
- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion
- Les deacutemarrages sont plus faciles
- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs
Inconveacutenients
Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges
Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide
336 Avantages du moteur Diesel
Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de
choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du
moteur agrave essence
Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun
turbocompresseur
Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)
technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)
Turbocompresseur
Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute
p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i
Systegraveme drsquoinjection a rampe commune
Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint
jusquagrave
2thinsp500 bars
Contre
- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune
- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)
Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole
- turbulente
- continue
- constante et
- bien reacutepartie
parametres essentielles pour une bonne combustion
Cette technologie porte le nom de
bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration
bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et
3e geacuteneacuteration
bull HDi Peugeot Citroeumln
bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia
bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart
bull CRD Jeep
bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)
bull d BMW (ex 530d)
bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen
bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)
bull d Lexus (exIS 220 d)
bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection
directe sans rampe commune)
bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi
bull DI-D Mitsubishi
bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)
bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe
commune)
bull MZR-CD Mazda
bull i-CTDi Honda
bull CRDi Hyundai
bull CRDI Kia
bull TCDi VCDi Chevrolet
bull TID Saab
34 Architectures moteurs
341 Introduction
Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont
- meacutediocre rendement
- vibrations
- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution
De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat
de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares
architectures ont eu droit agrave la production industrielle
342 Caracteacuterisation
La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle
Elle est calculeacutee agrave partir
- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)
- de la distance parcourue par un piston (la course) et
- du nombre de cylindres
La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee
selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de
tempeacuterature et de pression
Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912
Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des
pertes dans la transmission
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)
1 cheval-vapeur = 736 Watt
Le couple maximal est exerceacute sur laxe
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant
La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation
Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par
seconde
La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute
- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz
contenus apregraves le cycle dadmission)
Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee
- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses
cylindres au point mort bas et au point mort haut
Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer
(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute
343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur
3431 Eleacutements fixes
34311 Bloc-moteur
Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la
piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)
Ses fonctions principales sont les suivantes
- contenir les cylindres
- supporter le vilebrequin la culasse les
accessoires
- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification
Scheacutema drsquoun bloc moteur
- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de
refroidissement est utiliseacute)
Bloc a 04 cylindres
34312 Chemises
Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)
a) b) c)
Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912
34313 Culasse
La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre
Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou
drsquoaluminium
Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur
La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements
ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur
refroidi agrave eau
Les culasses portent
- les injecteurs
- les soupapes
- les culbuteurs
- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo
Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure
Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres
I322 Eleacutements mobiles
I3221Vilebrequin
Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles
Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des
paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo
Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes
de bielles sont les
laquo manetons raquo (Reacutef [2])
Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques
appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons
Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage
jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)
Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin
I2322 Bielles
Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles
reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et
entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants
Elles sont en acier allieacute
Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la
leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de
- compression
- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons
- flexion
Les trois principales parties dune bielle sont
- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston
- le corps
- la tecircte qui sarticule sur un maneton du
vilebrequin
Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912
Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une
bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est
emmancheacute avec serrage
Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en
I parfois tubulaire
La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en
permettre le montage sur le vilebrequin
La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo
Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans
la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction
Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de
plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis
agrave de tregraves gros efforts
Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils
sont alors en bronze speacutecial
Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons
Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier
eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction
I3223Piston
Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties
principales
- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz
- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure
lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories
reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston
- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe
- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des
calories
- Fonctions du piston
Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la
bielle les efforts dus aux gaz
- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non
suralimenteacutes
- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels
Figure I9 Piston
Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de
calories au fluide de refroidissement
Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage
Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins
encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus
reacuteduite pour avoir un moteur compact)
La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie
peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de
jeu agrave froid un grippage
Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue
Fig 9a Piston pour moteur Diesel
Formes de la tecircte du piston
La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par
lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du
piston est habituellement plate
Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et
forme totalement ou partie la chambre de combustion
Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les
automobiles de course pour une toute autre raison
Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant
de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence
injecteacute dans la chambre
Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la
position de linjecteur selon la technique dinjection
On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection
Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par
linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie
dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes
raquo et stratifieacutee
Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un
tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la
chambre
Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection
Fig9b Illustration des mouvements
tourbillonnaire swirl et tumble
I3224Segmentation
Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans
les gorges du piston
Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement
supeacuterieur agrave celui du cylindre
En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)
- le segment ndeg3 segment coup de feu
(ou segment de feu)
- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute
- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur
Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments
Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression
Les rocircles de la segmentation sont les suivants
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz
ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu
Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion
passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des
segments inteacuterieurs
Figure I10 Segments de piston
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification
crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment
drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance
- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre
Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique
coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston
Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de
lassemblage du moteur (fig10b)
Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est
de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe
Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment
Fig10b Tierccedilages des segments
I3225Axe de piston
Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur
surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee
Trois types de montage sont couramment utiliseacutes
- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est
libre dons le piston
- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans
lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston
- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par
des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires
Lajustement de laxe est agrave
- frottement doux dans la bielle
- frottement dur dans le piston
Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de
faciliter la mise en place de laxe
Figure I11 Axe de piston monteacute flottant
52 La distribution
Mais cest quoi dont la distribution
Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes
dadmission et deacutechappement
Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston
Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les
systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures
Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une
deacutechappement
Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement
deux agrave deux
(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes
Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre
Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des
ressorts en heacutelice
Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave
la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)
La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est
communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune
tige et dun culbuteur
Fig12 Distribution
331 Soupapes
Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre
temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes
Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts
de rappel
Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties
a) Tecircte de la soupape
Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de
soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre
La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est
deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg
b) Collet
Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave
faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet
dentaille ducirc au changement de section
c) Tige
Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure
le guidage vertical de la soupape
La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la
culasse
d) Queue
Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames
Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger
les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6
Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant
Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le
silicium le tungstegravene le nickel
Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee
332 Culbuteurs et poussoirs
Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la
culasse
Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils
reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs
Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD
Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames
soit
- par lintermeacutediaire dun galet
- par intermeacutediaire dun plateau
Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent
Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)
521 Le diagramme de distribution
Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point
le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)
Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB
Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre
Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression
ou rapport volumeacutetrique
Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur
522 Les systegravemes de controcircle des soupapes
Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et
deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes
conditions
Moteurs culbuteacutes
Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave
transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les
soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs
le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou
central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)
Ces moteurs sont dits culbuteacutes
Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees
1970-80
Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute
Tout dabord quest ce quune came
La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves
preacuteciseacutement afin de
-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape
-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial
-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort
Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames
La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche
mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci
contre en haut)
Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les
cylindres afin de les synchroniser
Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages
Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit
relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire
Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte
Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes
dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur
Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came
lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes
peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs
Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte
Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de
placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes
directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)
et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces
en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de
soupapes)
Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir
cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus
du poussoir
Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon
souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des
culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes
Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte
Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de
saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs
dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs
Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en
inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun
culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire
agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes
La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames
Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames
Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner
sans lautre car ils sont relieacutes entre eux
Ceci est souvent appeleacute larbre moteur
Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave
cames en tecircte (sur la droite)
Cest ce quon appelle la chaine de distribution
On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee
Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place
a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee
Figure V4 commande par chaine non 16032016
323 Nombre de soupapes par cylindre
Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de
distribution Mais ceci nest pas la seule raison
Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2
soupapes par cylindre
Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle
entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de
compression eacuteleveacute
Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les
performances du moteur
Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite
impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher
Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile
En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement
moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile
Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les
contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer
En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer
dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie
Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes
Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore
utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme
Ainsi ce moteur comptant
- 3 soupapes dadmission
- 2 soupapes deacutechappement
permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion
La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes
Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents
mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de
culbuteurs
Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique
53 Refroidissement
Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent
sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur
Il faut donc les refroidir sous peine de destruction
Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et
adapteacutee
531 Refroidissement agrave air
En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement
Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un
cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en
contact avec lair
Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les
veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des
automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle
Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions
Moteur de la VW Coccinelle
Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a
toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes
par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation
du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave
air (encombrement poids simpliciteacute prix)
Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours
un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement
liquide
532 Refroidissement liquide
Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les
performances du refroidissement
Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des
cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct
avec lair ambiant
Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le
liquide de refroidissement
Radiateur moderne en aluminium
Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach
Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le
refroidissement tregraves efficace dun liquide
Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair
Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui
Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le
refroidissement du moteur
Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par
le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur
Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau
Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions
permettant une lubrification optimale
Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par
plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques
lubrifiants utiliseacutes
La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat
situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde
thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur
Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer
assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur
533 Refroidissement par huile
Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en
mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans
les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct
Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois
muni dailettes un petit radiateur dhuile
Exemple
Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un
gros radiateur dhuile
Avantages
Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent
inutiles
Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception
Inconveacutenients
Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus
coucircteuses pour lutilisateur
De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges
dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile
54 Architecture des moteurs agrave explosion
Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres
bull Cylindres en ligne
bull Cylindres en V
bull Cylindres en W
bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)
bull Cylindres en H
bull Cylindres en eacutetoile
bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)
541 Monocylindre
Historique
Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz
le 30 janvier 1807
Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il
fonctionne selon le cycle de Lenoir
Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de
Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les
mouvements dans la phase de compression
542 Quatre cylindres
Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-
Paris
Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les
grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la
gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les
voitures courantes de moyennes et basses gammes
Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900
04 cylindres en V
Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader
Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant
1914
Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB
04 cylindres (en ligne) coucheacute
Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre
monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres
accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor
Carriage Company))
On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les
veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo
04 cylindres agrave plat boxer
Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg
Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen
Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de
graviteacute assez bas
Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de
redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC
En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline
compacte en Europe
Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie
du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute
un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement
Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement
convaincant
- Pas de claquement agrave froid
- une quasi absence de vibration
- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel
Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la
premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire
Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)
543 Six cylindres
Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand
il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres
Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)
La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032
Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont
Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg
en faisant appel agrave des six cylindres
La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe
En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon
Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand
nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes
Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur
Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare
On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez
Laverda en endurance (moteur en V)
Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition
Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement
- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)
- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)
- Benelli avec une 750 puis une 900
En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing
544 Huit cylindres et plus
Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron
Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo
Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V
La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne
Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de
puissance
Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres
soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les
reacuteacteurs
Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent
les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes
Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de
cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth
Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1
Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule
Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de
fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute
En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance
sportive
Puissance drsquoun
veacutehicule
1 Calculs de la pesanteur
11 Deacutecliviteacute
Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H
α = H L
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes
12 Poids du veacutehicule
Calculons le poids drsquoun veacutehicule
P = M g
P poids exprimeacute en N
M masse exprimeacutee en kg
g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)
13 Composante du poids
Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture
F = M g α
Avec
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
14 Travail de la force de traction
Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D
E = F D
E travail exprimeacute en J
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
D distance parcourue exprimeacutee en m
15 Energie
Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H
E = M g H
Avec
E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
15 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V
B = F V
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
V vitesse exprimeacutee en ms
En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement
et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse
16 puissance absorbeacutee par une ascension
Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T
B = M g H T
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m
T temps exprimeacute en s
2 Calculs Aeacuterodynamiques
21 Surface frontale
Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave
lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au
produit de la largeur par la hauteur
camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2
autocar 25 m x 32 m = 8 m2
voiture 18 m x 14 m = 25 m 2
motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2
22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair
Le Cx est calculeacute agrave partir
Cx = 2 F (S Mair Vsup2)
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse air exprimeacutee en ms
23 Reacutesistance de lrsquoair
R = frac12 S Cx Mair Vsup2
R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse exprimeacutee en ms
24 SCx
Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx
est le produit de la surface frontale par le Cx
SCx = S Cx
Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute
25 Constante aeacuterodynamique
La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules
A = S Cx M
Avec
A constante aeacuterodynamique [kgm]
S surface frontale [m2]
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]
26 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair
B = F x V
F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]
V vitesse du veacutehicule [ms]
3 Calculs thermiques
31 Calcul de la cylindreacutee
D2
V = π L N
4
Avec
D aleacutesage du cylindre
L course du piston
N nombre de cylindre
32 Calcul du PCI des combustibles
Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of
combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0
Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales
de tempeacuterature et de pression
Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene
(autrement dit la quantiteacute de chaleur)
Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour
donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur
321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)
Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de
C16H34
Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole
Combustion
Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene
des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene
La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune
maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant
Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire
- qui deacutegage de la chaleur
- elle produit du CO2
- de leau
- dautres composeacutes plus ou moins agressif
La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des
proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et
sans gaspillage
Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes
Pour le gazole
C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q
- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene
- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair
- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3
- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg
Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane
La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est
Carbone C = 087
Hydrogegravene H = 0126
Oxygegravene O = 0004
Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute
Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI
PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]
PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]
33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil
Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent
que pour bruler
1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ
- 112 kg drsquoN2
- 34 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 32 kg CO2
- 12 kg drsquoH2O
1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ
- 118 kg drsquoN2
- 035 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 31 kg de CO2
- 14 kg drsquoH2O
1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ
- 12 kg drsquoN2
- 036 kg drsquoO2)
La reacuteaction produit environ
- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 3 kg de CO2
- 16 kg drsquoH2O
La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut
avoir
[kg drsquoairkg]
minus+
= OHCL 8
3
8
230
10
[kmol drsquoairkg]
minus
+
=
32412210
10
OHCL
34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil
Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave
cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on
peut srsquoen approcher
Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du
fonctionnement drsquoun moteur
En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les
pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en
permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique
Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes
tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en
temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres
Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair
Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave
la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055
Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]
35 Quantiteacute des produits produit de combustion
Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un
carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees
Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent
que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)
Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont
indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants
Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour
simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees
meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains
atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire
oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes
complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules
carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de
carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2
lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout
meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves
drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave
haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la
formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre
lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la
particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique
NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene
atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour
les organismes vivants
C
nCO2 = [kmolekg]
12
H
nHO2 = [kmolekg]
2
nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]
nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]
36 Quantiteacute totale des produits de combustion
nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]
37 Puissance nominale
Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile
Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur
la puissance du moteur
Le choix est vaste et on srsquoy perd
80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip
Que signifient reacuteellement ces chiffres
Agrave quoi sert la puissance
Comment la mesure-t-on
Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse
Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses
Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la
transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps
Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)
puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle
(route en deacutecliviteacute)
La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps
mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps
On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs
de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance
Banc drsquoessai moteur
Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun
- frein
- compte-tours
Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le
frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz
restant grande ouverte
En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au
couple de freinage
il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple
moteur
Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple
moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation
In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs
F N
Pf =
10 000
Ougrave
F charge [N]
N = reacutegime de rotation [trmn]
38 Puissance corrigeacutee
Pfc = Pf f
Avec
f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f
= 1085
Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion
f = 1085
Pamb = 719 [mmHg]
39 Consommation speacutecifique
La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire
un travail T donneacute
(3600 v Ps )
Cs = [gkWh]
(t Pf)
Ou
v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]
Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]
t temps de consommation [s]
Pf puissance au frein [kW]
310 Consommation speacutecifique corrigeacutee
Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)
Ou
Pfc puissance corrigeacutee
311 Couple moteur
Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur
Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier
abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour
lrsquoacheteur
Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest
- la masse de la voiture
- son couple moteur
- le reacutegime auquel il est disponible
qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en
situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient
Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs
- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons
- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin
On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et
drsquoun frein
La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres
un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le
maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion
Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur
maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave
mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip
Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation
de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru
se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable
Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas
trop eacuteleveacutehellip
30PN 1000
CN = [Nm]
N π
Ou
PN Puissance nominale [kW]
N Vitesse de rotation [trmn]
312 Couple corrigeacutee
30Pfc 1000
Cc = [Nm]
N π
Ou
Pf Puissance corrigeacutee [kW]
4 Bilan thermique des moteurs
Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion
Elle apparaicirct sous deux formes distinctes
Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel
brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene
normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est
donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement
Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le
cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de
combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin
signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous
forme de mouvement (4)
Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie
En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique
En effet le rendement se deacutefinit comme
eacutenergie reacutecupeacutereacutee
Rendement =
eacutenergie consommeacutee
Dans le cas drsquoun moteur
lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance
exprimeacutee en kilowattheure [kW]
lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en
kilogrammes puis convertie en joules)
Le reacutesultat est une grandeur sans dimension
Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne
QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge
- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible
- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective
- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement
- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement
- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion
incomplegravete frottements etc)
Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur
Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on
trouve
41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion
Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )
Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )
GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )
Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )
Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )
GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )
(PCI Csh)
QT =
36
Calcul de la consommation horaire
- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]
- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]
42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps
Qe = 1000 Pf [Js]
Sachant que
- Pf puissance au frein [W]
43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement
Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante
C i D(1+2m ) Nm
Qr = [Js]
λ Avec
- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie
dans la plage [045 divide 0 53]
- i Nombre de cylindres
- D Aleacutesage du cylindre
- N freacutequence de rotation du vilebrequin
- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par
lrsquointervalle [06 divide 07 ]
- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair
44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement
Csh
Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]
36 Avec
- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de
combustible]
- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]
- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]
- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]
- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]
- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave
pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis
45 Autres pertes de chaleur
QP = QT - (Qe + Qr + Qge)
Chapitre 8
Identification du
veacutehicule
Vehicle Identification Number
Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est
donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950
Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule
ainsi que sur le moteur et dans
lordinateur de bord
Lanceacute dans une forme simplifieacutee en
1950 par les constructeurs ameacutericains
ce code passera aux 17 caractegraveres
actuels en 1980
Le numeacutero inscrit sur la carte grise
dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie
du type raquo correspond bien agrave celui
figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis
Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis
mais son appellation officielle est
Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule
(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe
laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo
Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une
Longueur de 17 caractegraveres
et peut ecirctre diviseacute en 3 sections
bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave
Identification Mondiale du Constructeur
WMI World Manufacturer Identification (anglais)
Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des
variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication
A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1
- Peugeot est VF3
- Citroeumln est VF7
Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur
(WMI)
On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres
Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9
caractegraveres les autres 14
Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les
bus ou les camions comme par exemple
bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en
- 1G1 pour Chevrolet
- 1G2 pour Pontiac et
- 1GC pour Chevrolet camions
bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en
- FA pour Fiat Auto et
- FC pour Fiat VI
Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est
implanteacutee Exemple
- ZFA Fiat Auto Italie
- SUF Fiat Auto Pologne
- 8AF Fiat Auto Argentine
- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie
- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil
bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la
Section de Description du Veacutehicule
VDS Vehicle Description Section (anglais)
ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault
utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines
bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la
Section drsquoIdentification du Veacutehicule
VIS Vehicle Identification Section en anglais
Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur
concerneacute
Emplacement du VIN
Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui
figurant sur la voiture
il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur
chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise
Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens
en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero
reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la
marque
Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre
- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou
- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture
En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer
accidentellement ou salteacuterer
Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire
Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du
veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve
- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur
- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit
La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est
- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire
- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide
Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral
- dans le compartiment moteur
- sur le pied de porte avant droit
- dans le coffre
Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une
petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur
Evolution du code VIN en fonction des types
Mercedes W201
Mercedes W202
Mercedes W203
Mercedes W204
Composition du code
Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un
systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation
- ISO 3779 de 1979 et
- ISO 3780 de 1980
Avant-propos
LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale
dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)
1 Domaine dapplication
La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero
didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme
uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers
La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes
aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833
3 Termes et deacutefinitions
31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN
Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de
son identification
32 Code didentification mondiale du constructeur WMI
Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du
veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification
dudit constructeur
33 Descripteur VDS
Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les
caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule
34 Indicateur VIS
Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une
combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre
veacutehicule
35 Constructeur
Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la
conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service
indeacutependante de lemplacement de lusine de montage
36 Anneacutee
Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule
deacutetermineacutee par le constructeur
37 Seacuteparation
Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du
numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites
Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee
Code
1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A
1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B
1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C
1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D
1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E
1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F
1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G
1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H
1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J
1989 K 2019 K
1990 L 2020 L
1991 M 2021 M
Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries
Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1
5
1
6
1
7
ISO 3779
Code
constructeu
r-WMI
Composition du
veacutehicule Code veacutehicule-VIS
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
plus de 500
veacutehiculesan
Code
constructeu
r-WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Numeacutero progressif
seacuterie
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
moins de 500
veacutehiculesan
WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Code
constructeu
r-WMI
Numeacutero
progressi
f seacuterie
Exemple de code VIN
Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot
- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)
1 VF (Europe S-Z France VF-VR)
3 3 (Peugeot)
- Type au mines (06)
4-6 741 (Composition du veacutehicule)
7 (306)
4 (04 portes)
1 ou A (Moteur D1768 cc)
7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)
9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)
- Anneacutee modegravele (01)
10 F (1985)
- Code VIS (07)
11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)
12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)
Poinccedilon Peugeot
WAUZZZ8GZPA001181
Codes pays
AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe
1ndash5 =
Ameacuterique
du Nord
6ndash7 =
Oceacuteanie
8ndash9 =
Ameacuterique
du Sud
AA-AH Afrique
du Sud
AJ-AN Cocircte
dIvoire
AP-A0 non
attribueacute
BA-BE Angola
BF-BK Kenya
BL-BR Tanzanie
BR Algeacuterie
BS-B0 non
attribueacute
CA-CE Benin
CF-CK
Madagascar
CL-CR Tunisie
CS-C0 non
attribueacute
DA-DE Egypte
DF-DK Maroc
DL-DR Zambie
DS-D0 non
attribueacute
(probable
Algerie)
EA-EE Ethiopie
EF-EK
Mozambique
EL-E0 non
attribueacute
FA-FE Ghana
FF-FK Nigeria
FF-FK
Madagascar
FL-F0 non
attribueacute
GA-G0 non
attribueacute
HA-H0 non
attribueacute
JA-J0 Japon
KA-KE Sri
Lanka
KF-KK
Israel
KL-KR
Coreacutee du Sud
KS-K0 non
attribueacute
LA-L0 Chine
MA-ME Inde
MF-MK
Indoneacutesie
ML-MR
Thaiumllande
MS-M0 non
attribueacute
NF-NK
Pakistan
NL-NR
Turquie
NS-N0 non
attribueacute
PA-PE
Philippines
PF-PK
Singapour
PL-PR
Malaysie
PS-P0 non
attribueacute
RA-RE
Emirat
Arabes Unis
RF-RK
Taiwan
RL-RR
Vietnam
RS-R0 non
attribueacute
SA-SM
Grande
Bretagne
SN-ST
Allemagne
SU-SZ
Pologne
S1-S0 non
attribueacute
TA-TH Suisse
TJ-TP
Reacutepublique
Tchegraveque
TR-TV
Hongrie
TW-T1
Portugal
T2-T0 non
attribueacute
UA-UG non
attribueacute
UH-UM
Danemark
UN-UT Irlande
UU-UZ
Roumanie
U1-U4 non
attribueacute
U5-U7
Slovaquie
U8-U0 non
attribueacute
VA-VE
Autriche
VF-VR France
VS-VW
Espagne
VX-V2
Yougoslavie
V3-V5 Croatie
V6-V0 Estonie
WA-W0
1A-10 Etats
Unis
2A-20
Canada
3A-3W
Mexique
3X-37 Costa
Rica
38-30 non
attribueacute
4A-40 Etats
Unis
5A-50 Etats
Unis
6A-6W
Australie
6X-60 non
attribueacute
7A-7E
Nouvelle
Zeacutelande
7F-70 non
attribueacute
8A-8E
Argentine
8F-8K Chili
8L-8R
Equateur
8S-8W
Peacuterou
8X-82
Veacuteneacutezueacutela
83-80 non
attribueacute
9A-9E Breacutesil
9F-9K
Colombie
9L-9R
Paraguay
9S-9W
Uruguay
9X-92
Trinidad amp
Tobago
93-99 Breacutesil
90 non
attribueacute
Allemagne
XA-XE
Bulgarie
XF-XK Gregravece
XL-XR Pays
Bas
XS-XW Russie
XX-X2
Luxembourg
X3-X0 Russie
YA-YE
Belgique
YF-YK
Finlande
YL-YR Malte
YS-YW Suegravede
YX-Y2
Norvegravege
Y3-Y5
Bielorussie
Y6-Y0 Ukraine
ZA-ZR Italie
ZS-ZW non
attribueacute
ZX-Z2
Sloveacutenie
Z3-Z5 Lituanie
Z6-Z0 non
attribueacute
Chapitre 9
Organisation du
garage
1 Introduction
Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement
appeleacute
garage
est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la
reacuteparation des veacutehicules automobile
Un petit atelier de garagiste en
Nouvelle-Galles du Sud (Australie)
laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et
peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile
- meacutecanicien
- carrossier
- peintre en carrosserie
- vendeur etchellip
Un garage peut faire office de station-service tandis que
bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la
distribution de carburant proposent un service basique
de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule
et les reacuteparations mineures
Certains garages en outre proposent un service de vente
de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine
au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)
Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants
2 Histoire
Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en
mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle
passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -
progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)
Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele
eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport
Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en
- seacutecurisant et regraveglementant son emploi
- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute
le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se
multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations
3 CHOIX DE LIMPLANTATION
Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et
inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix
- Trafic
- Publiciteacute
- Faciliteacute daccegraves
- Coucirct du terrain
- Superficies possibles
- Frais fixes
4 REacutePARTITION DES SURFACES
La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de
- 13 bacircti
- 23 non-bacircti
a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees
- Aires de stationnement Clients magasin de PR
- veacutehicules en attente de reacuteparation
- veacutehicules clients reacutepareacutes
- veacutehicules neufs et occasions
- veacutehicules du personnel
- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets
b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre
- spacieux
- bien eacuteclaireacutes
- ventileacutes
- chauffeacutes
- daccegraves facile
Il faut preacutevoir
Piegraveces agrave usage de bureau
- 6msup2 par personne
Reacuteception et daccueil des clients
- sa localisation doit ecirctre eacutevidente
Salle dattente clients
- spacieuse
- confortable
- agreacutementeacutee
- documenteacutee
- eacutequipeacutee
- eacuteclaireacutee
- peinte toujours en blanc mat
Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes
- clients
- meacutecaniciens
- agents
Atelier de reacuteparation plusieurs zones
- reacuteparations rapides
- interventions longues
- carrosserie
- peinture
- eacutelectriciteacute
- mise au point etc
Piegraveces annexes
- deacutechets
- aire de lavage
- compresseurs
- vestiaires personnels
- sanitaires etc
5 LES MATEacuteRIELS
a) GROS MATEacuteRIELS
Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie
des trains roulants
Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles
Electriciteacute
Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs
b) PETITS MATEacuteRIELS
Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels
6 LES PERSONNELS
La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories
a) ENCADREMENT
Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique
Directeur financier
b) EXEacuteCUTION
Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance
Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs
Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs
a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE
a) RDC
b) Etage Bureaux et administration
b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION
AUTOMOBILE
a) OBJECTIF DE LENTREPRISE
Accroicirctre la productiviteacute
- en structurant les ateliers
- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles
ne se chevauchent pas
b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE
- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous
les secteurs
- Chaque secteur est autonome
- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la
responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe
c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE
LENTREPRISE
a) LE CHEF DENTREPRISE
Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous
les secteurs
b) LE CHEF DATELIER
- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des
employeacutes
- Il coordonne tous les services
c) LE REacuteCEPTIONNAIRE
- accueil le client
- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer
- eacutetablie eacuteventuellement un devis
- preacutecise les deacutelais de reacuteparation
Si le client est daccord
- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule
carburant accessoires)
- charge le planning de latelier
Apregraves les travaux
- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture
d) LE CHEF DEacuteQUIPE
Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation
e) LES COMPAGNONS
Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations
f) LE MAGASINIER
Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele
g) SERVICE FACTURATION
Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe
h) SERVICE COMPTABILITEacute
Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation
Chapitre 10
Devis
1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION
2 Deacutefinition
Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat
dun bien
Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation
Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des
relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable
3 Enjeux dun devis
Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela
permet de comparer les prix et les prestations fournies
Les Destinataires
- un client
- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise
bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans
deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune
erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable
bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave
lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat
ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule
Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits
4 Deacutemarche dutilisation des devis
a) Ce que doit comporter un devis
Identification du prestataire qui reacutedige le devis
bull nom et raison sociale
bull adresse complegravete
bull teacuteleacutephone
bull teacuteleacutecopie
bull email et site internet
Identification de la personne qui a demandeacute le devis
bull nom preacutenom
bull adresse
bull teacuteleacutephone
Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros
La date du devis
La liste des prix et le total
b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis
bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois
selon le projet
5) Estimation
bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui
constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la
puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration
que le reacutesultat
6) Quelles sont les regravegles dun bon devis
- Un prix ferme
- une trace eacutecrite en cas de litigehellip
Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux
Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment
- la somme globale agrave payer
- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes
- le nom et ladresse de lentreprise
- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du
devis
Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client
Des mentions suppleacutementaires
Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres
mentions non obligatoires comme par exemple
- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements
- la date limite preacutevue pour la fin des travaux
- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute
Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip
Si la facture est plus eacuteleveacutee
Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait
pas donneacute son accord preacutealablehellip
Que faire
Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans
certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres
premiegraveres)
si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture
Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence
Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de
reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de
la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel
Chapitre 11
Bon de commande
Commande
Dans le commerce une commande est une intention soit
- verbale
- eacutecrite
dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers
Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande
dachat
Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une
commande de vente
Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte
des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis
Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees
Eacutetapes dans les commandes commerciales
Commerce Action de lacheteur Action du vendeur
Acheteur qui deacutesire le
produit et vendeur qui
vend le produit
Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute
Veacuterification du pricing
du produit disponibiliteacute
speacutecifications coucircts de
livraison
Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes
Accord de transaction
entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat
Enregistrement de la commande
de vente
Le produit est expeacutedieacute du
vendeur agrave lacheteur
Fiche demballage facture pro
forma pour certaines
expeacuteditions internationales
Lacheteur reccediloit le
produit du vendeur
La fiche demballage et le produit sont
compareacutes avec la commande dachat on
veacuterifie le bon conditionnement du
produit
Le vendeur envoie la
facture (comptabiliteacute) agrave
lacheteur
On fait correspondre la fiche demballage
avec la commande dachat et la facture
on enregistre lachat dans les comptes
financiers dans la comptabiliteacute
fournisseurs
On enregistre la vente dans les
comptes financiers dans la
comptabiliteacute clients
Lacheteur paie le
vendeur
Paiement en espegraveces par chegraveque ou
paiement eacutelectronique enregistrement
du paiement sur la commande dachat
Reacuteception des espegraveces du
chegraveque ou du paiement
eacutelectronique enregistrement du
paiement sur la commande de
vente
2 Moteur Diesel
Principe
Fruit des travaux meneacutes par lingeacutenieur allemand Rudolf Diesel entre 1893 et 1897 le moteur Diesel
est un moteur agrave combustion interne dont lallumage nest pas commandeacute mais spontaneacute par
pheacutenomegravene dauto-inflammation
Il na donc pas besoin de bougies dallumage
Cela est possible gracircce agrave un tregraves fort taux de compression (rapport volumeacutetrique) denviron 141 agrave
251 permettant dobtenir une tempeacuterature de 700 agrave 900 degC
Des bougies de preacutechauffage sont souvent utiliseacutees pour permettre le deacutemarrage du moteur agrave froid en
augmentant la tempeacuterature de la chambre de combustion mais leur preacutesence nest pas systeacutematique
Ce type de moteur agrave taux de compression eacuteleveacute a connu une expansion rapide en automobile agrave partir
de la fin des anneacutees 1980 lorsque la suralimentation par turbocompresseur en a notablement ameacutelioreacute
les performances
Comme le moteur thermique agrave allumage commandeacute le moteur Diesel est constitueacute de pistons
coulissants dans des cylindres fermeacutes par une culasse reliant les cylindres aux collecteurs dadmission
et deacutechappement culasse eacutequipeacutee de soupapes commandeacutees par un ou plusieurs arbres agrave cames
Moteur VW TDI
Le fonctionnement repose sur lauto-inflammation du gazole dans de lair comprimeacute agrave plus de 120
du volume du cylindre a environ
- 35 bar de pression
- 600 degC de tempeacuterature
En brucirclant le meacutelange augmente fortement dans le cylindre
- la pression entre 60 agrave 100 bars
- la tempeacuterature a 1500 degC
Le cycle Diesel agrave quatre temps comporte
- Admission Contrairement au moteur agrave essence crsquoest de lrsquoair pur et non un meacutelange carbureacute qui est
introduit dans le cylindre lors de cette phase
- Compression Lrsquoair fortement comprimeacute est porteacute agrave une pression de 30 agrave 40 bars pour une
tempeacuterature de 500 agrave 600 degC environ
Admission Compression Combustion Echappement
Figure I1 les quatre temps drsquoun moteur Diesel
- combustion A la fin de la compression le gas-oil est alors injecteacute sous forme de fines gouttelettes
soit directement dans la chambre de combustion (injection directe) soit dans une preacute-chambre
turbulente destineacutee agrave favoriser sa combustion au contact de lrsquoair chaud (injection indirecte) La
pression drsquoinjection varie de 80 agrave 250 bars suivant le type de moteur Au contact de lrsquoair agrave tempeacuterature
eacuteleveacutee le combustible srsquoenflamme de lui-mecircme sa tempeacuterature drsquoinflammation eacutetant voisine de 300
degC Il srsquoenflamme spontaneacutement agrave mesure qursquoil est introduit Cependant un certain temps mesurable
srsquoeacutecoule entre le deacutebut drsquoinjection et le deacutebut de la combustion Crsquoest le deacutelai drsquoallumage Les gaz
augmentent tregraves rapidement de volume et chassent le piston vers le bas Crsquoest la deacutetente ou temps
moteur La pression des gaz est de lrsquoordre de 50 agrave 120 bars et la tempeacuterature de 1800 agrave 2000 degC
- Echappement Les gaz brucircleacutes sont chasseacutes par le piston qui remonte gracircce agrave la soupape
drsquoeacutechappement qui srsquoouvre
Les seules bougies preacutesentes sur un moteur diesel sont les bougies de preacutechauffage qui comme leur
nom lindique preacutechauffent les chambres de combustion (ou les preacutechambres suivant le type de diesel)
afin dobtenir lorsque le moteur est froid une tempeacuterature suffisante pour lauto-inflammation du
carburant
332 Vitesse et puissance
Les vitesses de rotation des moteurs diesel sont tregraves diffeacuterentes dun moteur agrave un autre
En effet plus le moteur est gros plus la course du piston est grande et plus le moteur est lent
Trois classes de moteurs sont ainsi deacutefinies
bull moteur lent moins de 200 trmin
bull moteur semi-rapide entre 400 et 1 000 trmin
bull moteur rapide 1 000 trmin et plus
Scheacutematiquement plus le piston est gros plus sa course
est importante
Pour exemplethinsp moteur DW10 ATED de PSA cylindreacutee
1 997 cmsup3 aleacutesage 85 mm course 88 mm reacutegime de
puissance maximale 4 000 trmin
Pour ce moteur la vitesse lineacuteaire du piston dans le
cylindre agrave 4 000 trmin est de 88 x 2 (deux courses par
tour moteur) = 176 mm ou en megravetres 0176 times 4 000
soit 704 mmin ou 70460thinspms = 117 ms
Moteur Diesel PSA
Certains moteurs Diesel lents de type agrave 2 temps atteignent 100 000 ch (voir le porte- conteneurs
Emma Maeligrsk) comme le Waumlrtsilauml RT-flex96C 14 cylindres moteur agrave 2 temps lent
(92102 toursmin)
Les cylindres ont un aleacutesage de 96 cm et le piston une course de
25 m2
Ce moteur a une hauteur denviron 13 megravetres et une longueur de 26
megravetres pour un poids de 2 300 tonnes
333 Combustion
Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le
dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone
et eau
Eacutequation parfaite de la combustion du gazole
hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp
2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q
En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible
334 Usage
On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple
important ou dun bon rendement
- locomotives
- bateaux
- camions
- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier
- tracteurs agricoles
- groupes eacutelectrogegravenes
- engins de travaux publics
- automobiles
335 Circuit drsquoalimentation
Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel
comprend les eacuteleacutements suivants
- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible
Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre
- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est
proteacutegeacutee par un preacute-filtre
- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La
pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre
- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les
cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une
circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe
Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne
- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion
- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent
lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites
Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au
travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal
Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection
dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute
pression vers les injecteurs
Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et
la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent
leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs
le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi
produit
Pompe agrave injection diesel rotative
Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme
temps que les divers deacutebits de deacutegazage
335 Deacutelai drsquoallumage
Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est
deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage
Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera
drsquoautant plus faible que
- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee
- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est
plus basse
- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute
- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee
- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute
336 Moteur agrave injection directe
Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute
sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure
I17)
La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair
important pour favoriser le brassage du meacutelange
Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])
Injection directe
Avantages
- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion
- Les deacutemarrages sont plus faciles
- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs
Inconveacutenients
Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges
Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide
336 Avantages du moteur Diesel
Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de
choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du
moteur agrave essence
Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun
turbocompresseur
Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)
technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)
Turbocompresseur
Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute
p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i
Systegraveme drsquoinjection a rampe commune
Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint
jusquagrave
2thinsp500 bars
Contre
- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune
- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)
Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole
- turbulente
- continue
- constante et
- bien reacutepartie
parametres essentielles pour une bonne combustion
Cette technologie porte le nom de
bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration
bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et
3e geacuteneacuteration
bull HDi Peugeot Citroeumln
bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia
bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart
bull CRD Jeep
bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)
bull d BMW (ex 530d)
bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen
bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)
bull d Lexus (exIS 220 d)
bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection
directe sans rampe commune)
bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi
bull DI-D Mitsubishi
bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)
bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe
commune)
bull MZR-CD Mazda
bull i-CTDi Honda
bull CRDi Hyundai
bull CRDI Kia
bull TCDi VCDi Chevrolet
bull TID Saab
34 Architectures moteurs
341 Introduction
Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont
- meacutediocre rendement
- vibrations
- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution
De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat
de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares
architectures ont eu droit agrave la production industrielle
342 Caracteacuterisation
La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle
Elle est calculeacutee agrave partir
- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)
- de la distance parcourue par un piston (la course) et
- du nombre de cylindres
La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee
selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de
tempeacuterature et de pression
Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912
Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des
pertes dans la transmission
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)
1 cheval-vapeur = 736 Watt
Le couple maximal est exerceacute sur laxe
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant
La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation
Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par
seconde
La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute
- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz
contenus apregraves le cycle dadmission)
Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee
- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses
cylindres au point mort bas et au point mort haut
Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer
(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute
343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur
3431 Eleacutements fixes
34311 Bloc-moteur
Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la
piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)
Ses fonctions principales sont les suivantes
- contenir les cylindres
- supporter le vilebrequin la culasse les
accessoires
- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification
Scheacutema drsquoun bloc moteur
- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de
refroidissement est utiliseacute)
Bloc a 04 cylindres
34312 Chemises
Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)
a) b) c)
Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912
34313 Culasse
La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre
Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou
drsquoaluminium
Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur
La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements
ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur
refroidi agrave eau
Les culasses portent
- les injecteurs
- les soupapes
- les culbuteurs
- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo
Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure
Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres
I322 Eleacutements mobiles
I3221Vilebrequin
Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles
Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des
paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo
Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes
de bielles sont les
laquo manetons raquo (Reacutef [2])
Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques
appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons
Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage
jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)
Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin
I2322 Bielles
Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles
reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et
entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants
Elles sont en acier allieacute
Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la
leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de
- compression
- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons
- flexion
Les trois principales parties dune bielle sont
- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston
- le corps
- la tecircte qui sarticule sur un maneton du
vilebrequin
Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912
Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une
bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est
emmancheacute avec serrage
Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en
I parfois tubulaire
La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en
permettre le montage sur le vilebrequin
La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo
Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans
la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction
Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de
plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis
agrave de tregraves gros efforts
Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils
sont alors en bronze speacutecial
Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons
Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier
eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction
I3223Piston
Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties
principales
- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz
- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure
lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories
reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston
- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe
- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des
calories
- Fonctions du piston
Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la
bielle les efforts dus aux gaz
- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non
suralimenteacutes
- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels
Figure I9 Piston
Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de
calories au fluide de refroidissement
Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage
Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins
encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus
reacuteduite pour avoir un moteur compact)
La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie
peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de
jeu agrave froid un grippage
Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue
Fig 9a Piston pour moteur Diesel
Formes de la tecircte du piston
La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par
lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du
piston est habituellement plate
Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et
forme totalement ou partie la chambre de combustion
Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les
automobiles de course pour une toute autre raison
Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant
de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence
injecteacute dans la chambre
Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la
position de linjecteur selon la technique dinjection
On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection
Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par
linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie
dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes
raquo et stratifieacutee
Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un
tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la
chambre
Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection
Fig9b Illustration des mouvements
tourbillonnaire swirl et tumble
I3224Segmentation
Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans
les gorges du piston
Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement
supeacuterieur agrave celui du cylindre
En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)
- le segment ndeg3 segment coup de feu
(ou segment de feu)
- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute
- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur
Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments
Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression
Les rocircles de la segmentation sont les suivants
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz
ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu
Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion
passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des
segments inteacuterieurs
Figure I10 Segments de piston
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification
crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment
drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance
- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre
Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique
coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston
Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de
lassemblage du moteur (fig10b)
Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est
de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe
Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment
Fig10b Tierccedilages des segments
I3225Axe de piston
Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur
surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee
Trois types de montage sont couramment utiliseacutes
- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est
libre dons le piston
- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans
lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston
- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par
des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires
Lajustement de laxe est agrave
- frottement doux dans la bielle
- frottement dur dans le piston
Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de
faciliter la mise en place de laxe
Figure I11 Axe de piston monteacute flottant
52 La distribution
Mais cest quoi dont la distribution
Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes
dadmission et deacutechappement
Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston
Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les
systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures
Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une
deacutechappement
Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement
deux agrave deux
(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes
Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre
Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des
ressorts en heacutelice
Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave
la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)
La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est
communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune
tige et dun culbuteur
Fig12 Distribution
331 Soupapes
Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre
temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes
Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts
de rappel
Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties
a) Tecircte de la soupape
Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de
soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre
La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est
deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg
b) Collet
Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave
faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet
dentaille ducirc au changement de section
c) Tige
Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure
le guidage vertical de la soupape
La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la
culasse
d) Queue
Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames
Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger
les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6
Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant
Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le
silicium le tungstegravene le nickel
Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee
332 Culbuteurs et poussoirs
Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la
culasse
Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils
reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs
Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD
Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames
soit
- par lintermeacutediaire dun galet
- par intermeacutediaire dun plateau
Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent
Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)
521 Le diagramme de distribution
Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point
le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)
Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB
Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre
Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression
ou rapport volumeacutetrique
Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur
522 Les systegravemes de controcircle des soupapes
Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et
deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes
conditions
Moteurs culbuteacutes
Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave
transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les
soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs
le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou
central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)
Ces moteurs sont dits culbuteacutes
Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees
1970-80
Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute
Tout dabord quest ce quune came
La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves
preacuteciseacutement afin de
-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape
-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial
-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort
Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames
La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche
mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci
contre en haut)
Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les
cylindres afin de les synchroniser
Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages
Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit
relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire
Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte
Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes
dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur
Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came
lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes
peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs
Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte
Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de
placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes
directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)
et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces
en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de
soupapes)
Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir
cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus
du poussoir
Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon
souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des
culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes
Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte
Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de
saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs
dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs
Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en
inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun
culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire
agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes
La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames
Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames
Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner
sans lautre car ils sont relieacutes entre eux
Ceci est souvent appeleacute larbre moteur
Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave
cames en tecircte (sur la droite)
Cest ce quon appelle la chaine de distribution
On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee
Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place
a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee
Figure V4 commande par chaine non 16032016
323 Nombre de soupapes par cylindre
Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de
distribution Mais ceci nest pas la seule raison
Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2
soupapes par cylindre
Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle
entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de
compression eacuteleveacute
Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les
performances du moteur
Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite
impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher
Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile
En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement
moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile
Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les
contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer
En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer
dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie
Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes
Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore
utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme
Ainsi ce moteur comptant
- 3 soupapes dadmission
- 2 soupapes deacutechappement
permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion
La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes
Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents
mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de
culbuteurs
Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique
53 Refroidissement
Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent
sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur
Il faut donc les refroidir sous peine de destruction
Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et
adapteacutee
531 Refroidissement agrave air
En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement
Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un
cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en
contact avec lair
Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les
veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des
automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle
Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions
Moteur de la VW Coccinelle
Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a
toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes
par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation
du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave
air (encombrement poids simpliciteacute prix)
Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours
un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement
liquide
532 Refroidissement liquide
Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les
performances du refroidissement
Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des
cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct
avec lair ambiant
Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le
liquide de refroidissement
Radiateur moderne en aluminium
Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach
Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le
refroidissement tregraves efficace dun liquide
Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair
Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui
Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le
refroidissement du moteur
Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par
le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur
Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau
Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions
permettant une lubrification optimale
Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par
plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques
lubrifiants utiliseacutes
La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat
situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde
thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur
Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer
assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur
533 Refroidissement par huile
Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en
mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans
les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct
Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois
muni dailettes un petit radiateur dhuile
Exemple
Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un
gros radiateur dhuile
Avantages
Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent
inutiles
Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception
Inconveacutenients
Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus
coucircteuses pour lutilisateur
De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges
dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile
54 Architecture des moteurs agrave explosion
Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres
bull Cylindres en ligne
bull Cylindres en V
bull Cylindres en W
bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)
bull Cylindres en H
bull Cylindres en eacutetoile
bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)
541 Monocylindre
Historique
Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz
le 30 janvier 1807
Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il
fonctionne selon le cycle de Lenoir
Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de
Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les
mouvements dans la phase de compression
542 Quatre cylindres
Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-
Paris
Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les
grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la
gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les
voitures courantes de moyennes et basses gammes
Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900
04 cylindres en V
Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader
Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant
1914
Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB
04 cylindres (en ligne) coucheacute
Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre
monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres
accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor
Carriage Company))
On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les
veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo
04 cylindres agrave plat boxer
Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg
Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen
Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de
graviteacute assez bas
Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de
redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC
En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline
compacte en Europe
Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie
du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute
un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement
Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement
convaincant
- Pas de claquement agrave froid
- une quasi absence de vibration
- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel
Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la
premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire
Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)
543 Six cylindres
Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand
il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres
Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)
La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032
Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont
Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg
en faisant appel agrave des six cylindres
La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe
En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon
Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand
nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes
Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur
Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare
On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez
Laverda en endurance (moteur en V)
Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition
Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement
- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)
- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)
- Benelli avec une 750 puis une 900
En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing
544 Huit cylindres et plus
Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron
Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo
Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V
La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne
Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de
puissance
Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres
soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les
reacuteacteurs
Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent
les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes
Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de
cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth
Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1
Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule
Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de
fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute
En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance
sportive
Puissance drsquoun
veacutehicule
1 Calculs de la pesanteur
11 Deacutecliviteacute
Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H
α = H L
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes
12 Poids du veacutehicule
Calculons le poids drsquoun veacutehicule
P = M g
P poids exprimeacute en N
M masse exprimeacutee en kg
g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)
13 Composante du poids
Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture
F = M g α
Avec
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
14 Travail de la force de traction
Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D
E = F D
E travail exprimeacute en J
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
D distance parcourue exprimeacutee en m
15 Energie
Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H
E = M g H
Avec
E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
15 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V
B = F V
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
V vitesse exprimeacutee en ms
En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement
et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse
16 puissance absorbeacutee par une ascension
Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T
B = M g H T
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m
T temps exprimeacute en s
2 Calculs Aeacuterodynamiques
21 Surface frontale
Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave
lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au
produit de la largeur par la hauteur
camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2
autocar 25 m x 32 m = 8 m2
voiture 18 m x 14 m = 25 m 2
motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2
22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair
Le Cx est calculeacute agrave partir
Cx = 2 F (S Mair Vsup2)
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse air exprimeacutee en ms
23 Reacutesistance de lrsquoair
R = frac12 S Cx Mair Vsup2
R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse exprimeacutee en ms
24 SCx
Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx
est le produit de la surface frontale par le Cx
SCx = S Cx
Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute
25 Constante aeacuterodynamique
La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules
A = S Cx M
Avec
A constante aeacuterodynamique [kgm]
S surface frontale [m2]
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]
26 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair
B = F x V
F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]
V vitesse du veacutehicule [ms]
3 Calculs thermiques
31 Calcul de la cylindreacutee
D2
V = π L N
4
Avec
D aleacutesage du cylindre
L course du piston
N nombre de cylindre
32 Calcul du PCI des combustibles
Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of
combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0
Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales
de tempeacuterature et de pression
Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene
(autrement dit la quantiteacute de chaleur)
Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour
donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur
321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)
Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de
C16H34
Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole
Combustion
Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene
des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene
La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune
maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant
Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire
- qui deacutegage de la chaleur
- elle produit du CO2
- de leau
- dautres composeacutes plus ou moins agressif
La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des
proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et
sans gaspillage
Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes
Pour le gazole
C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q
- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene
- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair
- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3
- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg
Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane
La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est
Carbone C = 087
Hydrogegravene H = 0126
Oxygegravene O = 0004
Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute
Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI
PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]
PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]
33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil
Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent
que pour bruler
1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ
- 112 kg drsquoN2
- 34 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 32 kg CO2
- 12 kg drsquoH2O
1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ
- 118 kg drsquoN2
- 035 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 31 kg de CO2
- 14 kg drsquoH2O
1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ
- 12 kg drsquoN2
- 036 kg drsquoO2)
La reacuteaction produit environ
- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 3 kg de CO2
- 16 kg drsquoH2O
La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut
avoir
[kg drsquoairkg]
minus+
= OHCL 8
3
8
230
10
[kmol drsquoairkg]
minus
+
=
32412210
10
OHCL
34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil
Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave
cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on
peut srsquoen approcher
Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du
fonctionnement drsquoun moteur
En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les
pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en
permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique
Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes
tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en
temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres
Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair
Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave
la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055
Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]
35 Quantiteacute des produits produit de combustion
Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un
carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees
Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent
que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)
Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont
indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants
Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour
simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees
meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains
atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire
oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes
complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules
carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de
carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2
lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout
meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves
drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave
haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la
formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre
lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la
particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique
NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene
atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour
les organismes vivants
C
nCO2 = [kmolekg]
12
H
nHO2 = [kmolekg]
2
nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]
nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]
36 Quantiteacute totale des produits de combustion
nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]
37 Puissance nominale
Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile
Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur
la puissance du moteur
Le choix est vaste et on srsquoy perd
80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip
Que signifient reacuteellement ces chiffres
Agrave quoi sert la puissance
Comment la mesure-t-on
Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse
Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses
Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la
transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps
Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)
puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle
(route en deacutecliviteacute)
La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps
mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps
On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs
de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance
Banc drsquoessai moteur
Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun
- frein
- compte-tours
Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le
frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz
restant grande ouverte
En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au
couple de freinage
il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple
moteur
Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple
moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation
In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs
F N
Pf =
10 000
Ougrave
F charge [N]
N = reacutegime de rotation [trmn]
38 Puissance corrigeacutee
Pfc = Pf f
Avec
f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f
= 1085
Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion
f = 1085
Pamb = 719 [mmHg]
39 Consommation speacutecifique
La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire
un travail T donneacute
(3600 v Ps )
Cs = [gkWh]
(t Pf)
Ou
v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]
Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]
t temps de consommation [s]
Pf puissance au frein [kW]
310 Consommation speacutecifique corrigeacutee
Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)
Ou
Pfc puissance corrigeacutee
311 Couple moteur
Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur
Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier
abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour
lrsquoacheteur
Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest
- la masse de la voiture
- son couple moteur
- le reacutegime auquel il est disponible
qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en
situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient
Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs
- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons
- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin
On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et
drsquoun frein
La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres
un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le
maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion
Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur
maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave
mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip
Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation
de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru
se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable
Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas
trop eacuteleveacutehellip
30PN 1000
CN = [Nm]
N π
Ou
PN Puissance nominale [kW]
N Vitesse de rotation [trmn]
312 Couple corrigeacutee
30Pfc 1000
Cc = [Nm]
N π
Ou
Pf Puissance corrigeacutee [kW]
4 Bilan thermique des moteurs
Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion
Elle apparaicirct sous deux formes distinctes
Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel
brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene
normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est
donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement
Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le
cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de
combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin
signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous
forme de mouvement (4)
Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie
En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique
En effet le rendement se deacutefinit comme
eacutenergie reacutecupeacutereacutee
Rendement =
eacutenergie consommeacutee
Dans le cas drsquoun moteur
lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance
exprimeacutee en kilowattheure [kW]
lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en
kilogrammes puis convertie en joules)
Le reacutesultat est une grandeur sans dimension
Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne
QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge
- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible
- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective
- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement
- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement
- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion
incomplegravete frottements etc)
Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur
Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on
trouve
41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion
Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )
Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )
GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )
Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )
Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )
GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )
(PCI Csh)
QT =
36
Calcul de la consommation horaire
- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]
- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]
42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps
Qe = 1000 Pf [Js]
Sachant que
- Pf puissance au frein [W]
43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement
Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante
C i D(1+2m ) Nm
Qr = [Js]
λ Avec
- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie
dans la plage [045 divide 0 53]
- i Nombre de cylindres
- D Aleacutesage du cylindre
- N freacutequence de rotation du vilebrequin
- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par
lrsquointervalle [06 divide 07 ]
- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair
44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement
Csh
Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]
36 Avec
- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de
combustible]
- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]
- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]
- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]
- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]
- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave
pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis
45 Autres pertes de chaleur
QP = QT - (Qe + Qr + Qge)
Chapitre 8
Identification du
veacutehicule
Vehicle Identification Number
Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est
donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950
Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule
ainsi que sur le moteur et dans
lordinateur de bord
Lanceacute dans une forme simplifieacutee en
1950 par les constructeurs ameacutericains
ce code passera aux 17 caractegraveres
actuels en 1980
Le numeacutero inscrit sur la carte grise
dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie
du type raquo correspond bien agrave celui
figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis
Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis
mais son appellation officielle est
Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule
(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe
laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo
Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une
Longueur de 17 caractegraveres
et peut ecirctre diviseacute en 3 sections
bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave
Identification Mondiale du Constructeur
WMI World Manufacturer Identification (anglais)
Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des
variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication
A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1
- Peugeot est VF3
- Citroeumln est VF7
Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur
(WMI)
On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres
Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9
caractegraveres les autres 14
Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les
bus ou les camions comme par exemple
bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en
- 1G1 pour Chevrolet
- 1G2 pour Pontiac et
- 1GC pour Chevrolet camions
bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en
- FA pour Fiat Auto et
- FC pour Fiat VI
Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est
implanteacutee Exemple
- ZFA Fiat Auto Italie
- SUF Fiat Auto Pologne
- 8AF Fiat Auto Argentine
- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie
- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil
bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la
Section de Description du Veacutehicule
VDS Vehicle Description Section (anglais)
ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault
utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines
bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la
Section drsquoIdentification du Veacutehicule
VIS Vehicle Identification Section en anglais
Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur
concerneacute
Emplacement du VIN
Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui
figurant sur la voiture
il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur
chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise
Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens
en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero
reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la
marque
Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre
- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou
- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture
En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer
accidentellement ou salteacuterer
Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire
Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du
veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve
- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur
- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit
La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est
- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire
- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide
Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral
- dans le compartiment moteur
- sur le pied de porte avant droit
- dans le coffre
Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une
petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur
Evolution du code VIN en fonction des types
Mercedes W201
Mercedes W202
Mercedes W203
Mercedes W204
Composition du code
Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un
systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation
- ISO 3779 de 1979 et
- ISO 3780 de 1980
Avant-propos
LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale
dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)
1 Domaine dapplication
La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero
didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme
uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers
La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes
aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833
3 Termes et deacutefinitions
31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN
Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de
son identification
32 Code didentification mondiale du constructeur WMI
Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du
veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification
dudit constructeur
33 Descripteur VDS
Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les
caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule
34 Indicateur VIS
Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une
combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre
veacutehicule
35 Constructeur
Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la
conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service
indeacutependante de lemplacement de lusine de montage
36 Anneacutee
Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule
deacutetermineacutee par le constructeur
37 Seacuteparation
Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du
numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites
Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee
Code
1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A
1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B
1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C
1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D
1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E
1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F
1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G
1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H
1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J
1989 K 2019 K
1990 L 2020 L
1991 M 2021 M
Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries
Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1
5
1
6
1
7
ISO 3779
Code
constructeu
r-WMI
Composition du
veacutehicule Code veacutehicule-VIS
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
plus de 500
veacutehiculesan
Code
constructeu
r-WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Numeacutero progressif
seacuterie
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
moins de 500
veacutehiculesan
WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Code
constructeu
r-WMI
Numeacutero
progressi
f seacuterie
Exemple de code VIN
Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot
- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)
1 VF (Europe S-Z France VF-VR)
3 3 (Peugeot)
- Type au mines (06)
4-6 741 (Composition du veacutehicule)
7 (306)
4 (04 portes)
1 ou A (Moteur D1768 cc)
7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)
9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)
- Anneacutee modegravele (01)
10 F (1985)
- Code VIS (07)
11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)
12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)
Poinccedilon Peugeot
WAUZZZ8GZPA001181
Codes pays
AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe
1ndash5 =
Ameacuterique
du Nord
6ndash7 =
Oceacuteanie
8ndash9 =
Ameacuterique
du Sud
AA-AH Afrique
du Sud
AJ-AN Cocircte
dIvoire
AP-A0 non
attribueacute
BA-BE Angola
BF-BK Kenya
BL-BR Tanzanie
BR Algeacuterie
BS-B0 non
attribueacute
CA-CE Benin
CF-CK
Madagascar
CL-CR Tunisie
CS-C0 non
attribueacute
DA-DE Egypte
DF-DK Maroc
DL-DR Zambie
DS-D0 non
attribueacute
(probable
Algerie)
EA-EE Ethiopie
EF-EK
Mozambique
EL-E0 non
attribueacute
FA-FE Ghana
FF-FK Nigeria
FF-FK
Madagascar
FL-F0 non
attribueacute
GA-G0 non
attribueacute
HA-H0 non
attribueacute
JA-J0 Japon
KA-KE Sri
Lanka
KF-KK
Israel
KL-KR
Coreacutee du Sud
KS-K0 non
attribueacute
LA-L0 Chine
MA-ME Inde
MF-MK
Indoneacutesie
ML-MR
Thaiumllande
MS-M0 non
attribueacute
NF-NK
Pakistan
NL-NR
Turquie
NS-N0 non
attribueacute
PA-PE
Philippines
PF-PK
Singapour
PL-PR
Malaysie
PS-P0 non
attribueacute
RA-RE
Emirat
Arabes Unis
RF-RK
Taiwan
RL-RR
Vietnam
RS-R0 non
attribueacute
SA-SM
Grande
Bretagne
SN-ST
Allemagne
SU-SZ
Pologne
S1-S0 non
attribueacute
TA-TH Suisse
TJ-TP
Reacutepublique
Tchegraveque
TR-TV
Hongrie
TW-T1
Portugal
T2-T0 non
attribueacute
UA-UG non
attribueacute
UH-UM
Danemark
UN-UT Irlande
UU-UZ
Roumanie
U1-U4 non
attribueacute
U5-U7
Slovaquie
U8-U0 non
attribueacute
VA-VE
Autriche
VF-VR France
VS-VW
Espagne
VX-V2
Yougoslavie
V3-V5 Croatie
V6-V0 Estonie
WA-W0
1A-10 Etats
Unis
2A-20
Canada
3A-3W
Mexique
3X-37 Costa
Rica
38-30 non
attribueacute
4A-40 Etats
Unis
5A-50 Etats
Unis
6A-6W
Australie
6X-60 non
attribueacute
7A-7E
Nouvelle
Zeacutelande
7F-70 non
attribueacute
8A-8E
Argentine
8F-8K Chili
8L-8R
Equateur
8S-8W
Peacuterou
8X-82
Veacuteneacutezueacutela
83-80 non
attribueacute
9A-9E Breacutesil
9F-9K
Colombie
9L-9R
Paraguay
9S-9W
Uruguay
9X-92
Trinidad amp
Tobago
93-99 Breacutesil
90 non
attribueacute
Allemagne
XA-XE
Bulgarie
XF-XK Gregravece
XL-XR Pays
Bas
XS-XW Russie
XX-X2
Luxembourg
X3-X0 Russie
YA-YE
Belgique
YF-YK
Finlande
YL-YR Malte
YS-YW Suegravede
YX-Y2
Norvegravege
Y3-Y5
Bielorussie
Y6-Y0 Ukraine
ZA-ZR Italie
ZS-ZW non
attribueacute
ZX-Z2
Sloveacutenie
Z3-Z5 Lituanie
Z6-Z0 non
attribueacute
Chapitre 9
Organisation du
garage
1 Introduction
Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement
appeleacute
garage
est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la
reacuteparation des veacutehicules automobile
Un petit atelier de garagiste en
Nouvelle-Galles du Sud (Australie)
laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et
peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile
- meacutecanicien
- carrossier
- peintre en carrosserie
- vendeur etchellip
Un garage peut faire office de station-service tandis que
bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la
distribution de carburant proposent un service basique
de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule
et les reacuteparations mineures
Certains garages en outre proposent un service de vente
de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine
au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)
Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants
2 Histoire
Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en
mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle
passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -
progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)
Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele
eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport
Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en
- seacutecurisant et regraveglementant son emploi
- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute
le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se
multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations
3 CHOIX DE LIMPLANTATION
Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et
inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix
- Trafic
- Publiciteacute
- Faciliteacute daccegraves
- Coucirct du terrain
- Superficies possibles
- Frais fixes
4 REacutePARTITION DES SURFACES
La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de
- 13 bacircti
- 23 non-bacircti
a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees
- Aires de stationnement Clients magasin de PR
- veacutehicules en attente de reacuteparation
- veacutehicules clients reacutepareacutes
- veacutehicules neufs et occasions
- veacutehicules du personnel
- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets
b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre
- spacieux
- bien eacuteclaireacutes
- ventileacutes
- chauffeacutes
- daccegraves facile
Il faut preacutevoir
Piegraveces agrave usage de bureau
- 6msup2 par personne
Reacuteception et daccueil des clients
- sa localisation doit ecirctre eacutevidente
Salle dattente clients
- spacieuse
- confortable
- agreacutementeacutee
- documenteacutee
- eacutequipeacutee
- eacuteclaireacutee
- peinte toujours en blanc mat
Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes
- clients
- meacutecaniciens
- agents
Atelier de reacuteparation plusieurs zones
- reacuteparations rapides
- interventions longues
- carrosserie
- peinture
- eacutelectriciteacute
- mise au point etc
Piegraveces annexes
- deacutechets
- aire de lavage
- compresseurs
- vestiaires personnels
- sanitaires etc
5 LES MATEacuteRIELS
a) GROS MATEacuteRIELS
Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie
des trains roulants
Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles
Electriciteacute
Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs
b) PETITS MATEacuteRIELS
Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels
6 LES PERSONNELS
La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories
a) ENCADREMENT
Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique
Directeur financier
b) EXEacuteCUTION
Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance
Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs
Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs
a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE
a) RDC
b) Etage Bureaux et administration
b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION
AUTOMOBILE
a) OBJECTIF DE LENTREPRISE
Accroicirctre la productiviteacute
- en structurant les ateliers
- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles
ne se chevauchent pas
b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE
- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous
les secteurs
- Chaque secteur est autonome
- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la
responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe
c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE
LENTREPRISE
a) LE CHEF DENTREPRISE
Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous
les secteurs
b) LE CHEF DATELIER
- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des
employeacutes
- Il coordonne tous les services
c) LE REacuteCEPTIONNAIRE
- accueil le client
- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer
- eacutetablie eacuteventuellement un devis
- preacutecise les deacutelais de reacuteparation
Si le client est daccord
- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule
carburant accessoires)
- charge le planning de latelier
Apregraves les travaux
- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture
d) LE CHEF DEacuteQUIPE
Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation
e) LES COMPAGNONS
Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations
f) LE MAGASINIER
Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele
g) SERVICE FACTURATION
Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe
h) SERVICE COMPTABILITEacute
Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation
Chapitre 10
Devis
1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION
2 Deacutefinition
Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat
dun bien
Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation
Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des
relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable
3 Enjeux dun devis
Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela
permet de comparer les prix et les prestations fournies
Les Destinataires
- un client
- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise
bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans
deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune
erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable
bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave
lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat
ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule
Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits
4 Deacutemarche dutilisation des devis
a) Ce que doit comporter un devis
Identification du prestataire qui reacutedige le devis
bull nom et raison sociale
bull adresse complegravete
bull teacuteleacutephone
bull teacuteleacutecopie
bull email et site internet
Identification de la personne qui a demandeacute le devis
bull nom preacutenom
bull adresse
bull teacuteleacutephone
Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros
La date du devis
La liste des prix et le total
b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis
bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois
selon le projet
5) Estimation
bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui
constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la
puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration
que le reacutesultat
6) Quelles sont les regravegles dun bon devis
- Un prix ferme
- une trace eacutecrite en cas de litigehellip
Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux
Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment
- la somme globale agrave payer
- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes
- le nom et ladresse de lentreprise
- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du
devis
Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client
Des mentions suppleacutementaires
Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres
mentions non obligatoires comme par exemple
- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements
- la date limite preacutevue pour la fin des travaux
- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute
Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip
Si la facture est plus eacuteleveacutee
Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait
pas donneacute son accord preacutealablehellip
Que faire
Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans
certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres
premiegraveres)
si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture
Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence
Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de
reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de
la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel
Chapitre 11
Bon de commande
Commande
Dans le commerce une commande est une intention soit
- verbale
- eacutecrite
dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers
Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande
dachat
Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une
commande de vente
Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte
des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis
Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees
Eacutetapes dans les commandes commerciales
Commerce Action de lacheteur Action du vendeur
Acheteur qui deacutesire le
produit et vendeur qui
vend le produit
Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute
Veacuterification du pricing
du produit disponibiliteacute
speacutecifications coucircts de
livraison
Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes
Accord de transaction
entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat
Enregistrement de la commande
de vente
Le produit est expeacutedieacute du
vendeur agrave lacheteur
Fiche demballage facture pro
forma pour certaines
expeacuteditions internationales
Lacheteur reccediloit le
produit du vendeur
La fiche demballage et le produit sont
compareacutes avec la commande dachat on
veacuterifie le bon conditionnement du
produit
Le vendeur envoie la
facture (comptabiliteacute) agrave
lacheteur
On fait correspondre la fiche demballage
avec la commande dachat et la facture
on enregistre lachat dans les comptes
financiers dans la comptabiliteacute
fournisseurs
On enregistre la vente dans les
comptes financiers dans la
comptabiliteacute clients
Lacheteur paie le
vendeur
Paiement en espegraveces par chegraveque ou
paiement eacutelectronique enregistrement
du paiement sur la commande dachat
Reacuteception des espegraveces du
chegraveque ou du paiement
eacutelectronique enregistrement du
paiement sur la commande de
vente
- 35 bar de pression
- 600 degC de tempeacuterature
En brucirclant le meacutelange augmente fortement dans le cylindre
- la pression entre 60 agrave 100 bars
- la tempeacuterature a 1500 degC
Le cycle Diesel agrave quatre temps comporte
- Admission Contrairement au moteur agrave essence crsquoest de lrsquoair pur et non un meacutelange carbureacute qui est
introduit dans le cylindre lors de cette phase
- Compression Lrsquoair fortement comprimeacute est porteacute agrave une pression de 30 agrave 40 bars pour une
tempeacuterature de 500 agrave 600 degC environ
Admission Compression Combustion Echappement
Figure I1 les quatre temps drsquoun moteur Diesel
- combustion A la fin de la compression le gas-oil est alors injecteacute sous forme de fines gouttelettes
soit directement dans la chambre de combustion (injection directe) soit dans une preacute-chambre
turbulente destineacutee agrave favoriser sa combustion au contact de lrsquoair chaud (injection indirecte) La
pression drsquoinjection varie de 80 agrave 250 bars suivant le type de moteur Au contact de lrsquoair agrave tempeacuterature
eacuteleveacutee le combustible srsquoenflamme de lui-mecircme sa tempeacuterature drsquoinflammation eacutetant voisine de 300
degC Il srsquoenflamme spontaneacutement agrave mesure qursquoil est introduit Cependant un certain temps mesurable
srsquoeacutecoule entre le deacutebut drsquoinjection et le deacutebut de la combustion Crsquoest le deacutelai drsquoallumage Les gaz
augmentent tregraves rapidement de volume et chassent le piston vers le bas Crsquoest la deacutetente ou temps
moteur La pression des gaz est de lrsquoordre de 50 agrave 120 bars et la tempeacuterature de 1800 agrave 2000 degC
- Echappement Les gaz brucircleacutes sont chasseacutes par le piston qui remonte gracircce agrave la soupape
drsquoeacutechappement qui srsquoouvre
Les seules bougies preacutesentes sur un moteur diesel sont les bougies de preacutechauffage qui comme leur
nom lindique preacutechauffent les chambres de combustion (ou les preacutechambres suivant le type de diesel)
afin dobtenir lorsque le moteur est froid une tempeacuterature suffisante pour lauto-inflammation du
carburant
332 Vitesse et puissance
Les vitesses de rotation des moteurs diesel sont tregraves diffeacuterentes dun moteur agrave un autre
En effet plus le moteur est gros plus la course du piston est grande et plus le moteur est lent
Trois classes de moteurs sont ainsi deacutefinies
bull moteur lent moins de 200 trmin
bull moteur semi-rapide entre 400 et 1 000 trmin
bull moteur rapide 1 000 trmin et plus
Scheacutematiquement plus le piston est gros plus sa course
est importante
Pour exemplethinsp moteur DW10 ATED de PSA cylindreacutee
1 997 cmsup3 aleacutesage 85 mm course 88 mm reacutegime de
puissance maximale 4 000 trmin
Pour ce moteur la vitesse lineacuteaire du piston dans le
cylindre agrave 4 000 trmin est de 88 x 2 (deux courses par
tour moteur) = 176 mm ou en megravetres 0176 times 4 000
soit 704 mmin ou 70460thinspms = 117 ms
Moteur Diesel PSA
Certains moteurs Diesel lents de type agrave 2 temps atteignent 100 000 ch (voir le porte- conteneurs
Emma Maeligrsk) comme le Waumlrtsilauml RT-flex96C 14 cylindres moteur agrave 2 temps lent
(92102 toursmin)
Les cylindres ont un aleacutesage de 96 cm et le piston une course de
25 m2
Ce moteur a une hauteur denviron 13 megravetres et une longueur de 26
megravetres pour un poids de 2 300 tonnes
333 Combustion
Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le
dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone
et eau
Eacutequation parfaite de la combustion du gazole
hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp
2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q
En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible
334 Usage
On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple
important ou dun bon rendement
- locomotives
- bateaux
- camions
- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier
- tracteurs agricoles
- groupes eacutelectrogegravenes
- engins de travaux publics
- automobiles
335 Circuit drsquoalimentation
Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel
comprend les eacuteleacutements suivants
- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible
Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre
- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est
proteacutegeacutee par un preacute-filtre
- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La
pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre
- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les
cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une
circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe
Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne
- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion
- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent
lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites
Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au
travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal
Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection
dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute
pression vers les injecteurs
Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et
la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent
leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs
le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi
produit
Pompe agrave injection diesel rotative
Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme
temps que les divers deacutebits de deacutegazage
335 Deacutelai drsquoallumage
Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est
deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage
Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera
drsquoautant plus faible que
- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee
- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est
plus basse
- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute
- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee
- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute
336 Moteur agrave injection directe
Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute
sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure
I17)
La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair
important pour favoriser le brassage du meacutelange
Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])
Injection directe
Avantages
- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion
- Les deacutemarrages sont plus faciles
- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs
Inconveacutenients
Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges
Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide
336 Avantages du moteur Diesel
Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de
choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du
moteur agrave essence
Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun
turbocompresseur
Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)
technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)
Turbocompresseur
Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute
p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i
Systegraveme drsquoinjection a rampe commune
Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint
jusquagrave
2thinsp500 bars
Contre
- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune
- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)
Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole
- turbulente
- continue
- constante et
- bien reacutepartie
parametres essentielles pour une bonne combustion
Cette technologie porte le nom de
bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration
bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et
3e geacuteneacuteration
bull HDi Peugeot Citroeumln
bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia
bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart
bull CRD Jeep
bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)
bull d BMW (ex 530d)
bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen
bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)
bull d Lexus (exIS 220 d)
bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection
directe sans rampe commune)
bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi
bull DI-D Mitsubishi
bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)
bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe
commune)
bull MZR-CD Mazda
bull i-CTDi Honda
bull CRDi Hyundai
bull CRDI Kia
bull TCDi VCDi Chevrolet
bull TID Saab
34 Architectures moteurs
341 Introduction
Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont
- meacutediocre rendement
- vibrations
- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution
De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat
de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares
architectures ont eu droit agrave la production industrielle
342 Caracteacuterisation
La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle
Elle est calculeacutee agrave partir
- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)
- de la distance parcourue par un piston (la course) et
- du nombre de cylindres
La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee
selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de
tempeacuterature et de pression
Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912
Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des
pertes dans la transmission
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)
1 cheval-vapeur = 736 Watt
Le couple maximal est exerceacute sur laxe
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant
La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation
Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par
seconde
La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute
- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz
contenus apregraves le cycle dadmission)
Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee
- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses
cylindres au point mort bas et au point mort haut
Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer
(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute
343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur
3431 Eleacutements fixes
34311 Bloc-moteur
Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la
piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)
Ses fonctions principales sont les suivantes
- contenir les cylindres
- supporter le vilebrequin la culasse les
accessoires
- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification
Scheacutema drsquoun bloc moteur
- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de
refroidissement est utiliseacute)
Bloc a 04 cylindres
34312 Chemises
Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)
a) b) c)
Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912
34313 Culasse
La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre
Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou
drsquoaluminium
Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur
La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements
ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur
refroidi agrave eau
Les culasses portent
- les injecteurs
- les soupapes
- les culbuteurs
- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo
Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure
Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres
I322 Eleacutements mobiles
I3221Vilebrequin
Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles
Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des
paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo
Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes
de bielles sont les
laquo manetons raquo (Reacutef [2])
Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques
appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons
Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage
jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)
Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin
I2322 Bielles
Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles
reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et
entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants
Elles sont en acier allieacute
Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la
leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de
- compression
- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons
- flexion
Les trois principales parties dune bielle sont
- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston
- le corps
- la tecircte qui sarticule sur un maneton du
vilebrequin
Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912
Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une
bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est
emmancheacute avec serrage
Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en
I parfois tubulaire
La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en
permettre le montage sur le vilebrequin
La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo
Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans
la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction
Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de
plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis
agrave de tregraves gros efforts
Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils
sont alors en bronze speacutecial
Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons
Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier
eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction
I3223Piston
Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties
principales
- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz
- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure
lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories
reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston
- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe
- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des
calories
- Fonctions du piston
Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la
bielle les efforts dus aux gaz
- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non
suralimenteacutes
- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels
Figure I9 Piston
Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de
calories au fluide de refroidissement
Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage
Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins
encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus
reacuteduite pour avoir un moteur compact)
La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie
peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de
jeu agrave froid un grippage
Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue
Fig 9a Piston pour moteur Diesel
Formes de la tecircte du piston
La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par
lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du
piston est habituellement plate
Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et
forme totalement ou partie la chambre de combustion
Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les
automobiles de course pour une toute autre raison
Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant
de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence
injecteacute dans la chambre
Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la
position de linjecteur selon la technique dinjection
On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection
Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par
linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie
dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes
raquo et stratifieacutee
Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un
tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la
chambre
Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection
Fig9b Illustration des mouvements
tourbillonnaire swirl et tumble
I3224Segmentation
Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans
les gorges du piston
Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement
supeacuterieur agrave celui du cylindre
En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)
- le segment ndeg3 segment coup de feu
(ou segment de feu)
- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute
- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur
Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments
Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression
Les rocircles de la segmentation sont les suivants
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz
ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu
Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion
passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des
segments inteacuterieurs
Figure I10 Segments de piston
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification
crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment
drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance
- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre
Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique
coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston
Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de
lassemblage du moteur (fig10b)
Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est
de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe
Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment
Fig10b Tierccedilages des segments
I3225Axe de piston
Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur
surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee
Trois types de montage sont couramment utiliseacutes
- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est
libre dons le piston
- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans
lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston
- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par
des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires
Lajustement de laxe est agrave
- frottement doux dans la bielle
- frottement dur dans le piston
Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de
faciliter la mise en place de laxe
Figure I11 Axe de piston monteacute flottant
52 La distribution
Mais cest quoi dont la distribution
Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes
dadmission et deacutechappement
Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston
Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les
systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures
Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une
deacutechappement
Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement
deux agrave deux
(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes
Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre
Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des
ressorts en heacutelice
Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave
la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)
La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est
communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune
tige et dun culbuteur
Fig12 Distribution
331 Soupapes
Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre
temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes
Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts
de rappel
Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties
a) Tecircte de la soupape
Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de
soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre
La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est
deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg
b) Collet
Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave
faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet
dentaille ducirc au changement de section
c) Tige
Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure
le guidage vertical de la soupape
La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la
culasse
d) Queue
Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames
Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger
les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6
Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant
Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le
silicium le tungstegravene le nickel
Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee
332 Culbuteurs et poussoirs
Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la
culasse
Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils
reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs
Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD
Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames
soit
- par lintermeacutediaire dun galet
- par intermeacutediaire dun plateau
Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent
Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)
521 Le diagramme de distribution
Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point
le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)
Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB
Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre
Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression
ou rapport volumeacutetrique
Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur
522 Les systegravemes de controcircle des soupapes
Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et
deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes
conditions
Moteurs culbuteacutes
Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave
transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les
soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs
le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou
central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)
Ces moteurs sont dits culbuteacutes
Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees
1970-80
Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute
Tout dabord quest ce quune came
La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves
preacuteciseacutement afin de
-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape
-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial
-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort
Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames
La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche
mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci
contre en haut)
Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les
cylindres afin de les synchroniser
Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages
Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit
relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire
Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte
Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes
dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur
Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came
lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes
peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs
Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte
Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de
placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes
directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)
et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces
en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de
soupapes)
Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir
cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus
du poussoir
Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon
souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des
culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes
Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte
Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de
saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs
dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs
Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en
inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun
culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire
agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes
La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames
Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames
Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner
sans lautre car ils sont relieacutes entre eux
Ceci est souvent appeleacute larbre moteur
Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave
cames en tecircte (sur la droite)
Cest ce quon appelle la chaine de distribution
On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee
Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place
a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee
Figure V4 commande par chaine non 16032016
323 Nombre de soupapes par cylindre
Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de
distribution Mais ceci nest pas la seule raison
Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2
soupapes par cylindre
Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle
entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de
compression eacuteleveacute
Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les
performances du moteur
Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite
impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher
Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile
En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement
moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile
Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les
contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer
En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer
dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie
Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes
Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore
utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme
Ainsi ce moteur comptant
- 3 soupapes dadmission
- 2 soupapes deacutechappement
permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion
La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes
Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents
mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de
culbuteurs
Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique
53 Refroidissement
Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent
sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur
Il faut donc les refroidir sous peine de destruction
Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et
adapteacutee
531 Refroidissement agrave air
En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement
Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un
cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en
contact avec lair
Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les
veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des
automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle
Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions
Moteur de la VW Coccinelle
Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a
toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes
par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation
du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave
air (encombrement poids simpliciteacute prix)
Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours
un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement
liquide
532 Refroidissement liquide
Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les
performances du refroidissement
Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des
cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct
avec lair ambiant
Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le
liquide de refroidissement
Radiateur moderne en aluminium
Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach
Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le
refroidissement tregraves efficace dun liquide
Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair
Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui
Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le
refroidissement du moteur
Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par
le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur
Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau
Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions
permettant une lubrification optimale
Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par
plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques
lubrifiants utiliseacutes
La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat
situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde
thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur
Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer
assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur
533 Refroidissement par huile
Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en
mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans
les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct
Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois
muni dailettes un petit radiateur dhuile
Exemple
Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un
gros radiateur dhuile
Avantages
Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent
inutiles
Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception
Inconveacutenients
Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus
coucircteuses pour lutilisateur
De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges
dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile
54 Architecture des moteurs agrave explosion
Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres
bull Cylindres en ligne
bull Cylindres en V
bull Cylindres en W
bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)
bull Cylindres en H
bull Cylindres en eacutetoile
bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)
541 Monocylindre
Historique
Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz
le 30 janvier 1807
Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il
fonctionne selon le cycle de Lenoir
Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de
Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les
mouvements dans la phase de compression
542 Quatre cylindres
Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-
Paris
Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les
grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la
gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les
voitures courantes de moyennes et basses gammes
Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900
04 cylindres en V
Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader
Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant
1914
Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB
04 cylindres (en ligne) coucheacute
Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre
monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres
accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor
Carriage Company))
On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les
veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo
04 cylindres agrave plat boxer
Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg
Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen
Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de
graviteacute assez bas
Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de
redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC
En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline
compacte en Europe
Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie
du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute
un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement
Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement
convaincant
- Pas de claquement agrave froid
- une quasi absence de vibration
- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel
Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la
premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire
Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)
543 Six cylindres
Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand
il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres
Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)
La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032
Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont
Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg
en faisant appel agrave des six cylindres
La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe
En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon
Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand
nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes
Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur
Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare
On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez
Laverda en endurance (moteur en V)
Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition
Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement
- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)
- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)
- Benelli avec une 750 puis une 900
En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing
544 Huit cylindres et plus
Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron
Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo
Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V
La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne
Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de
puissance
Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres
soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les
reacuteacteurs
Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent
les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes
Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de
cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth
Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1
Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule
Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de
fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute
En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance
sportive
Puissance drsquoun
veacutehicule
1 Calculs de la pesanteur
11 Deacutecliviteacute
Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H
α = H L
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes
12 Poids du veacutehicule
Calculons le poids drsquoun veacutehicule
P = M g
P poids exprimeacute en N
M masse exprimeacutee en kg
g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)
13 Composante du poids
Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture
F = M g α
Avec
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
14 Travail de la force de traction
Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D
E = F D
E travail exprimeacute en J
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
D distance parcourue exprimeacutee en m
15 Energie
Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H
E = M g H
Avec
E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
15 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V
B = F V
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
V vitesse exprimeacutee en ms
En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement
et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse
16 puissance absorbeacutee par une ascension
Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T
B = M g H T
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m
T temps exprimeacute en s
2 Calculs Aeacuterodynamiques
21 Surface frontale
Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave
lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au
produit de la largeur par la hauteur
camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2
autocar 25 m x 32 m = 8 m2
voiture 18 m x 14 m = 25 m 2
motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2
22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair
Le Cx est calculeacute agrave partir
Cx = 2 F (S Mair Vsup2)
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse air exprimeacutee en ms
23 Reacutesistance de lrsquoair
R = frac12 S Cx Mair Vsup2
R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse exprimeacutee en ms
24 SCx
Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx
est le produit de la surface frontale par le Cx
SCx = S Cx
Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute
25 Constante aeacuterodynamique
La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules
A = S Cx M
Avec
A constante aeacuterodynamique [kgm]
S surface frontale [m2]
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]
26 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair
B = F x V
F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]
V vitesse du veacutehicule [ms]
3 Calculs thermiques
31 Calcul de la cylindreacutee
D2
V = π L N
4
Avec
D aleacutesage du cylindre
L course du piston
N nombre de cylindre
32 Calcul du PCI des combustibles
Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of
combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0
Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales
de tempeacuterature et de pression
Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene
(autrement dit la quantiteacute de chaleur)
Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour
donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur
321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)
Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de
C16H34
Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole
Combustion
Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene
des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene
La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune
maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant
Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire
- qui deacutegage de la chaleur
- elle produit du CO2
- de leau
- dautres composeacutes plus ou moins agressif
La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des
proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et
sans gaspillage
Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes
Pour le gazole
C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q
- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene
- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair
- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3
- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg
Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane
La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est
Carbone C = 087
Hydrogegravene H = 0126
Oxygegravene O = 0004
Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute
Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI
PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]
PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]
33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil
Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent
que pour bruler
1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ
- 112 kg drsquoN2
- 34 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 32 kg CO2
- 12 kg drsquoH2O
1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ
- 118 kg drsquoN2
- 035 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 31 kg de CO2
- 14 kg drsquoH2O
1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ
- 12 kg drsquoN2
- 036 kg drsquoO2)
La reacuteaction produit environ
- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 3 kg de CO2
- 16 kg drsquoH2O
La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut
avoir
[kg drsquoairkg]
minus+
= OHCL 8
3
8
230
10
[kmol drsquoairkg]
minus
+
=
32412210
10
OHCL
34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil
Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave
cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on
peut srsquoen approcher
Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du
fonctionnement drsquoun moteur
En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les
pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en
permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique
Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes
tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en
temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres
Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair
Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave
la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055
Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]
35 Quantiteacute des produits produit de combustion
Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un
carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees
Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent
que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)
Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont
indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants
Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour
simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees
meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains
atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire
oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes
complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules
carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de
carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2
lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout
meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves
drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave
haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la
formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre
lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la
particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique
NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene
atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour
les organismes vivants
C
nCO2 = [kmolekg]
12
H
nHO2 = [kmolekg]
2
nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]
nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]
36 Quantiteacute totale des produits de combustion
nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]
37 Puissance nominale
Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile
Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur
la puissance du moteur
Le choix est vaste et on srsquoy perd
80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip
Que signifient reacuteellement ces chiffres
Agrave quoi sert la puissance
Comment la mesure-t-on
Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse
Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses
Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la
transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps
Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)
puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle
(route en deacutecliviteacute)
La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps
mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps
On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs
de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance
Banc drsquoessai moteur
Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun
- frein
- compte-tours
Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le
frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz
restant grande ouverte
En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au
couple de freinage
il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple
moteur
Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple
moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation
In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs
F N
Pf =
10 000
Ougrave
F charge [N]
N = reacutegime de rotation [trmn]
38 Puissance corrigeacutee
Pfc = Pf f
Avec
f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f
= 1085
Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion
f = 1085
Pamb = 719 [mmHg]
39 Consommation speacutecifique
La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire
un travail T donneacute
(3600 v Ps )
Cs = [gkWh]
(t Pf)
Ou
v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]
Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]
t temps de consommation [s]
Pf puissance au frein [kW]
310 Consommation speacutecifique corrigeacutee
Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)
Ou
Pfc puissance corrigeacutee
311 Couple moteur
Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur
Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier
abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour
lrsquoacheteur
Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest
- la masse de la voiture
- son couple moteur
- le reacutegime auquel il est disponible
qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en
situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient
Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs
- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons
- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin
On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et
drsquoun frein
La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres
un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le
maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion
Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur
maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave
mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip
Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation
de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru
se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable
Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas
trop eacuteleveacutehellip
30PN 1000
CN = [Nm]
N π
Ou
PN Puissance nominale [kW]
N Vitesse de rotation [trmn]
312 Couple corrigeacutee
30Pfc 1000
Cc = [Nm]
N π
Ou
Pf Puissance corrigeacutee [kW]
4 Bilan thermique des moteurs
Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion
Elle apparaicirct sous deux formes distinctes
Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel
brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene
normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est
donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement
Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le
cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de
combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin
signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous
forme de mouvement (4)
Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie
En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique
En effet le rendement se deacutefinit comme
eacutenergie reacutecupeacutereacutee
Rendement =
eacutenergie consommeacutee
Dans le cas drsquoun moteur
lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance
exprimeacutee en kilowattheure [kW]
lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en
kilogrammes puis convertie en joules)
Le reacutesultat est une grandeur sans dimension
Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne
QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge
- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible
- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective
- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement
- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement
- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion
incomplegravete frottements etc)
Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur
Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on
trouve
41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion
Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )
Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )
GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )
Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )
Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )
GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )
(PCI Csh)
QT =
36
Calcul de la consommation horaire
- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]
- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]
42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps
Qe = 1000 Pf [Js]
Sachant que
- Pf puissance au frein [W]
43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement
Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante
C i D(1+2m ) Nm
Qr = [Js]
λ Avec
- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie
dans la plage [045 divide 0 53]
- i Nombre de cylindres
- D Aleacutesage du cylindre
- N freacutequence de rotation du vilebrequin
- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par
lrsquointervalle [06 divide 07 ]
- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair
44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement
Csh
Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]
36 Avec
- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de
combustible]
- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]
- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]
- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]
- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]
- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave
pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis
45 Autres pertes de chaleur
QP = QT - (Qe + Qr + Qge)
Chapitre 8
Identification du
veacutehicule
Vehicle Identification Number
Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est
donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950
Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule
ainsi que sur le moteur et dans
lordinateur de bord
Lanceacute dans une forme simplifieacutee en
1950 par les constructeurs ameacutericains
ce code passera aux 17 caractegraveres
actuels en 1980
Le numeacutero inscrit sur la carte grise
dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie
du type raquo correspond bien agrave celui
figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis
Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis
mais son appellation officielle est
Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule
(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe
laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo
Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une
Longueur de 17 caractegraveres
et peut ecirctre diviseacute en 3 sections
bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave
Identification Mondiale du Constructeur
WMI World Manufacturer Identification (anglais)
Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des
variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication
A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1
- Peugeot est VF3
- Citroeumln est VF7
Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur
(WMI)
On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres
Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9
caractegraveres les autres 14
Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les
bus ou les camions comme par exemple
bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en
- 1G1 pour Chevrolet
- 1G2 pour Pontiac et
- 1GC pour Chevrolet camions
bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en
- FA pour Fiat Auto et
- FC pour Fiat VI
Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est
implanteacutee Exemple
- ZFA Fiat Auto Italie
- SUF Fiat Auto Pologne
- 8AF Fiat Auto Argentine
- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie
- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil
bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la
Section de Description du Veacutehicule
VDS Vehicle Description Section (anglais)
ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault
utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines
bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la
Section drsquoIdentification du Veacutehicule
VIS Vehicle Identification Section en anglais
Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur
concerneacute
Emplacement du VIN
Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui
figurant sur la voiture
il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur
chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise
Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens
en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero
reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la
marque
Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre
- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou
- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture
En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer
accidentellement ou salteacuterer
Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire
Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du
veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve
- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur
- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit
La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est
- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire
- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide
Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral
- dans le compartiment moteur
- sur le pied de porte avant droit
- dans le coffre
Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une
petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur
Evolution du code VIN en fonction des types
Mercedes W201
Mercedes W202
Mercedes W203
Mercedes W204
Composition du code
Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un
systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation
- ISO 3779 de 1979 et
- ISO 3780 de 1980
Avant-propos
LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale
dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)
1 Domaine dapplication
La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero
didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme
uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers
La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes
aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833
3 Termes et deacutefinitions
31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN
Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de
son identification
32 Code didentification mondiale du constructeur WMI
Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du
veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification
dudit constructeur
33 Descripteur VDS
Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les
caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule
34 Indicateur VIS
Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une
combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre
veacutehicule
35 Constructeur
Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la
conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service
indeacutependante de lemplacement de lusine de montage
36 Anneacutee
Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule
deacutetermineacutee par le constructeur
37 Seacuteparation
Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du
numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites
Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee
Code
1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A
1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B
1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C
1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D
1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E
1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F
1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G
1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H
1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J
1989 K 2019 K
1990 L 2020 L
1991 M 2021 M
Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries
Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1
5
1
6
1
7
ISO 3779
Code
constructeu
r-WMI
Composition du
veacutehicule Code veacutehicule-VIS
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
plus de 500
veacutehiculesan
Code
constructeu
r-WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Numeacutero progressif
seacuterie
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
moins de 500
veacutehiculesan
WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Code
constructeu
r-WMI
Numeacutero
progressi
f seacuterie
Exemple de code VIN
Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot
- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)
1 VF (Europe S-Z France VF-VR)
3 3 (Peugeot)
- Type au mines (06)
4-6 741 (Composition du veacutehicule)
7 (306)
4 (04 portes)
1 ou A (Moteur D1768 cc)
7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)
9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)
- Anneacutee modegravele (01)
10 F (1985)
- Code VIS (07)
11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)
12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)
Poinccedilon Peugeot
WAUZZZ8GZPA001181
Codes pays
AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe
1ndash5 =
Ameacuterique
du Nord
6ndash7 =
Oceacuteanie
8ndash9 =
Ameacuterique
du Sud
AA-AH Afrique
du Sud
AJ-AN Cocircte
dIvoire
AP-A0 non
attribueacute
BA-BE Angola
BF-BK Kenya
BL-BR Tanzanie
BR Algeacuterie
BS-B0 non
attribueacute
CA-CE Benin
CF-CK
Madagascar
CL-CR Tunisie
CS-C0 non
attribueacute
DA-DE Egypte
DF-DK Maroc
DL-DR Zambie
DS-D0 non
attribueacute
(probable
Algerie)
EA-EE Ethiopie
EF-EK
Mozambique
EL-E0 non
attribueacute
FA-FE Ghana
FF-FK Nigeria
FF-FK
Madagascar
FL-F0 non
attribueacute
GA-G0 non
attribueacute
HA-H0 non
attribueacute
JA-J0 Japon
KA-KE Sri
Lanka
KF-KK
Israel
KL-KR
Coreacutee du Sud
KS-K0 non
attribueacute
LA-L0 Chine
MA-ME Inde
MF-MK
Indoneacutesie
ML-MR
Thaiumllande
MS-M0 non
attribueacute
NF-NK
Pakistan
NL-NR
Turquie
NS-N0 non
attribueacute
PA-PE
Philippines
PF-PK
Singapour
PL-PR
Malaysie
PS-P0 non
attribueacute
RA-RE
Emirat
Arabes Unis
RF-RK
Taiwan
RL-RR
Vietnam
RS-R0 non
attribueacute
SA-SM
Grande
Bretagne
SN-ST
Allemagne
SU-SZ
Pologne
S1-S0 non
attribueacute
TA-TH Suisse
TJ-TP
Reacutepublique
Tchegraveque
TR-TV
Hongrie
TW-T1
Portugal
T2-T0 non
attribueacute
UA-UG non
attribueacute
UH-UM
Danemark
UN-UT Irlande
UU-UZ
Roumanie
U1-U4 non
attribueacute
U5-U7
Slovaquie
U8-U0 non
attribueacute
VA-VE
Autriche
VF-VR France
VS-VW
Espagne
VX-V2
Yougoslavie
V3-V5 Croatie
V6-V0 Estonie
WA-W0
1A-10 Etats
Unis
2A-20
Canada
3A-3W
Mexique
3X-37 Costa
Rica
38-30 non
attribueacute
4A-40 Etats
Unis
5A-50 Etats
Unis
6A-6W
Australie
6X-60 non
attribueacute
7A-7E
Nouvelle
Zeacutelande
7F-70 non
attribueacute
8A-8E
Argentine
8F-8K Chili
8L-8R
Equateur
8S-8W
Peacuterou
8X-82
Veacuteneacutezueacutela
83-80 non
attribueacute
9A-9E Breacutesil
9F-9K
Colombie
9L-9R
Paraguay
9S-9W
Uruguay
9X-92
Trinidad amp
Tobago
93-99 Breacutesil
90 non
attribueacute
Allemagne
XA-XE
Bulgarie
XF-XK Gregravece
XL-XR Pays
Bas
XS-XW Russie
XX-X2
Luxembourg
X3-X0 Russie
YA-YE
Belgique
YF-YK
Finlande
YL-YR Malte
YS-YW Suegravede
YX-Y2
Norvegravege
Y3-Y5
Bielorussie
Y6-Y0 Ukraine
ZA-ZR Italie
ZS-ZW non
attribueacute
ZX-Z2
Sloveacutenie
Z3-Z5 Lituanie
Z6-Z0 non
attribueacute
Chapitre 9
Organisation du
garage
1 Introduction
Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement
appeleacute
garage
est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la
reacuteparation des veacutehicules automobile
Un petit atelier de garagiste en
Nouvelle-Galles du Sud (Australie)
laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et
peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile
- meacutecanicien
- carrossier
- peintre en carrosserie
- vendeur etchellip
Un garage peut faire office de station-service tandis que
bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la
distribution de carburant proposent un service basique
de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule
et les reacuteparations mineures
Certains garages en outre proposent un service de vente
de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine
au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)
Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants
2 Histoire
Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en
mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle
passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -
progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)
Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele
eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport
Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en
- seacutecurisant et regraveglementant son emploi
- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute
le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se
multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations
3 CHOIX DE LIMPLANTATION
Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et
inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix
- Trafic
- Publiciteacute
- Faciliteacute daccegraves
- Coucirct du terrain
- Superficies possibles
- Frais fixes
4 REacutePARTITION DES SURFACES
La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de
- 13 bacircti
- 23 non-bacircti
a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees
- Aires de stationnement Clients magasin de PR
- veacutehicules en attente de reacuteparation
- veacutehicules clients reacutepareacutes
- veacutehicules neufs et occasions
- veacutehicules du personnel
- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets
b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre
- spacieux
- bien eacuteclaireacutes
- ventileacutes
- chauffeacutes
- daccegraves facile
Il faut preacutevoir
Piegraveces agrave usage de bureau
- 6msup2 par personne
Reacuteception et daccueil des clients
- sa localisation doit ecirctre eacutevidente
Salle dattente clients
- spacieuse
- confortable
- agreacutementeacutee
- documenteacutee
- eacutequipeacutee
- eacuteclaireacutee
- peinte toujours en blanc mat
Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes
- clients
- meacutecaniciens
- agents
Atelier de reacuteparation plusieurs zones
- reacuteparations rapides
- interventions longues
- carrosserie
- peinture
- eacutelectriciteacute
- mise au point etc
Piegraveces annexes
- deacutechets
- aire de lavage
- compresseurs
- vestiaires personnels
- sanitaires etc
5 LES MATEacuteRIELS
a) GROS MATEacuteRIELS
Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie
des trains roulants
Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles
Electriciteacute
Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs
b) PETITS MATEacuteRIELS
Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels
6 LES PERSONNELS
La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories
a) ENCADREMENT
Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique
Directeur financier
b) EXEacuteCUTION
Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance
Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs
Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs
a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE
a) RDC
b) Etage Bureaux et administration
b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION
AUTOMOBILE
a) OBJECTIF DE LENTREPRISE
Accroicirctre la productiviteacute
- en structurant les ateliers
- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles
ne se chevauchent pas
b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE
- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous
les secteurs
- Chaque secteur est autonome
- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la
responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe
c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE
LENTREPRISE
a) LE CHEF DENTREPRISE
Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous
les secteurs
b) LE CHEF DATELIER
- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des
employeacutes
- Il coordonne tous les services
c) LE REacuteCEPTIONNAIRE
- accueil le client
- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer
- eacutetablie eacuteventuellement un devis
- preacutecise les deacutelais de reacuteparation
Si le client est daccord
- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule
carburant accessoires)
- charge le planning de latelier
Apregraves les travaux
- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture
d) LE CHEF DEacuteQUIPE
Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation
e) LES COMPAGNONS
Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations
f) LE MAGASINIER
Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele
g) SERVICE FACTURATION
Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe
h) SERVICE COMPTABILITEacute
Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation
Chapitre 10
Devis
1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION
2 Deacutefinition
Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat
dun bien
Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation
Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des
relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable
3 Enjeux dun devis
Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela
permet de comparer les prix et les prestations fournies
Les Destinataires
- un client
- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise
bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans
deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune
erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable
bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave
lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat
ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule
Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits
4 Deacutemarche dutilisation des devis
a) Ce que doit comporter un devis
Identification du prestataire qui reacutedige le devis
bull nom et raison sociale
bull adresse complegravete
bull teacuteleacutephone
bull teacuteleacutecopie
bull email et site internet
Identification de la personne qui a demandeacute le devis
bull nom preacutenom
bull adresse
bull teacuteleacutephone
Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros
La date du devis
La liste des prix et le total
b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis
bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois
selon le projet
5) Estimation
bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui
constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la
puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration
que le reacutesultat
6) Quelles sont les regravegles dun bon devis
- Un prix ferme
- une trace eacutecrite en cas de litigehellip
Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux
Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment
- la somme globale agrave payer
- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes
- le nom et ladresse de lentreprise
- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du
devis
Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client
Des mentions suppleacutementaires
Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres
mentions non obligatoires comme par exemple
- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements
- la date limite preacutevue pour la fin des travaux
- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute
Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip
Si la facture est plus eacuteleveacutee
Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait
pas donneacute son accord preacutealablehellip
Que faire
Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans
certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres
premiegraveres)
si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture
Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence
Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de
reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de
la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel
Chapitre 11
Bon de commande
Commande
Dans le commerce une commande est une intention soit
- verbale
- eacutecrite
dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers
Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande
dachat
Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une
commande de vente
Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte
des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis
Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees
Eacutetapes dans les commandes commerciales
Commerce Action de lacheteur Action du vendeur
Acheteur qui deacutesire le
produit et vendeur qui
vend le produit
Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute
Veacuterification du pricing
du produit disponibiliteacute
speacutecifications coucircts de
livraison
Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes
Accord de transaction
entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat
Enregistrement de la commande
de vente
Le produit est expeacutedieacute du
vendeur agrave lacheteur
Fiche demballage facture pro
forma pour certaines
expeacuteditions internationales
Lacheteur reccediloit le
produit du vendeur
La fiche demballage et le produit sont
compareacutes avec la commande dachat on
veacuterifie le bon conditionnement du
produit
Le vendeur envoie la
facture (comptabiliteacute) agrave
lacheteur
On fait correspondre la fiche demballage
avec la commande dachat et la facture
on enregistre lachat dans les comptes
financiers dans la comptabiliteacute
fournisseurs
On enregistre la vente dans les
comptes financiers dans la
comptabiliteacute clients
Lacheteur paie le
vendeur
Paiement en espegraveces par chegraveque ou
paiement eacutelectronique enregistrement
du paiement sur la commande dachat
Reacuteception des espegraveces du
chegraveque ou du paiement
eacutelectronique enregistrement du
paiement sur la commande de
vente
- Echappement Les gaz brucircleacutes sont chasseacutes par le piston qui remonte gracircce agrave la soupape
drsquoeacutechappement qui srsquoouvre
Les seules bougies preacutesentes sur un moteur diesel sont les bougies de preacutechauffage qui comme leur
nom lindique preacutechauffent les chambres de combustion (ou les preacutechambres suivant le type de diesel)
afin dobtenir lorsque le moteur est froid une tempeacuterature suffisante pour lauto-inflammation du
carburant
332 Vitesse et puissance
Les vitesses de rotation des moteurs diesel sont tregraves diffeacuterentes dun moteur agrave un autre
En effet plus le moteur est gros plus la course du piston est grande et plus le moteur est lent
Trois classes de moteurs sont ainsi deacutefinies
bull moteur lent moins de 200 trmin
bull moteur semi-rapide entre 400 et 1 000 trmin
bull moteur rapide 1 000 trmin et plus
Scheacutematiquement plus le piston est gros plus sa course
est importante
Pour exemplethinsp moteur DW10 ATED de PSA cylindreacutee
1 997 cmsup3 aleacutesage 85 mm course 88 mm reacutegime de
puissance maximale 4 000 trmin
Pour ce moteur la vitesse lineacuteaire du piston dans le
cylindre agrave 4 000 trmin est de 88 x 2 (deux courses par
tour moteur) = 176 mm ou en megravetres 0176 times 4 000
soit 704 mmin ou 70460thinspms = 117 ms
Moteur Diesel PSA
Certains moteurs Diesel lents de type agrave 2 temps atteignent 100 000 ch (voir le porte- conteneurs
Emma Maeligrsk) comme le Waumlrtsilauml RT-flex96C 14 cylindres moteur agrave 2 temps lent
(92102 toursmin)
Les cylindres ont un aleacutesage de 96 cm et le piston une course de
25 m2
Ce moteur a une hauteur denviron 13 megravetres et une longueur de 26
megravetres pour un poids de 2 300 tonnes
333 Combustion
Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le
dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone
et eau
Eacutequation parfaite de la combustion du gazole
hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp
2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q
En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible
334 Usage
On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple
important ou dun bon rendement
- locomotives
- bateaux
- camions
- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier
- tracteurs agricoles
- groupes eacutelectrogegravenes
- engins de travaux publics
- automobiles
335 Circuit drsquoalimentation
Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel
comprend les eacuteleacutements suivants
- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible
Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre
- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est
proteacutegeacutee par un preacute-filtre
- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La
pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre
- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les
cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une
circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe
Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne
- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion
- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent
lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites
Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au
travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal
Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection
dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute
pression vers les injecteurs
Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et
la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent
leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs
le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi
produit
Pompe agrave injection diesel rotative
Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme
temps que les divers deacutebits de deacutegazage
335 Deacutelai drsquoallumage
Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est
deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage
Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera
drsquoautant plus faible que
- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee
- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est
plus basse
- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute
- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee
- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute
336 Moteur agrave injection directe
Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute
sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure
I17)
La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair
important pour favoriser le brassage du meacutelange
Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])
Injection directe
Avantages
- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion
- Les deacutemarrages sont plus faciles
- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs
Inconveacutenients
Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges
Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide
336 Avantages du moteur Diesel
Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de
choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du
moteur agrave essence
Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun
turbocompresseur
Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)
technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)
Turbocompresseur
Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute
p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i
Systegraveme drsquoinjection a rampe commune
Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint
jusquagrave
2thinsp500 bars
Contre
- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune
- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)
Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole
- turbulente
- continue
- constante et
- bien reacutepartie
parametres essentielles pour une bonne combustion
Cette technologie porte le nom de
bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration
bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et
3e geacuteneacuteration
bull HDi Peugeot Citroeumln
bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia
bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart
bull CRD Jeep
bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)
bull d BMW (ex 530d)
bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen
bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)
bull d Lexus (exIS 220 d)
bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection
directe sans rampe commune)
bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi
bull DI-D Mitsubishi
bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)
bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe
commune)
bull MZR-CD Mazda
bull i-CTDi Honda
bull CRDi Hyundai
bull CRDI Kia
bull TCDi VCDi Chevrolet
bull TID Saab
34 Architectures moteurs
341 Introduction
Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont
- meacutediocre rendement
- vibrations
- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution
De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat
de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares
architectures ont eu droit agrave la production industrielle
342 Caracteacuterisation
La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle
Elle est calculeacutee agrave partir
- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)
- de la distance parcourue par un piston (la course) et
- du nombre de cylindres
La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee
selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de
tempeacuterature et de pression
Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912
Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des
pertes dans la transmission
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)
1 cheval-vapeur = 736 Watt
Le couple maximal est exerceacute sur laxe
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant
La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation
Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par
seconde
La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute
- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz
contenus apregraves le cycle dadmission)
Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee
- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses
cylindres au point mort bas et au point mort haut
Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer
(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute
343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur
3431 Eleacutements fixes
34311 Bloc-moteur
Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la
piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)
Ses fonctions principales sont les suivantes
- contenir les cylindres
- supporter le vilebrequin la culasse les
accessoires
- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification
Scheacutema drsquoun bloc moteur
- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de
refroidissement est utiliseacute)
Bloc a 04 cylindres
34312 Chemises
Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)
a) b) c)
Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912
34313 Culasse
La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre
Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou
drsquoaluminium
Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur
La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements
ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur
refroidi agrave eau
Les culasses portent
- les injecteurs
- les soupapes
- les culbuteurs
- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo
Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure
Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres
I322 Eleacutements mobiles
I3221Vilebrequin
Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles
Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des
paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo
Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes
de bielles sont les
laquo manetons raquo (Reacutef [2])
Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques
appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons
Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage
jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)
Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin
I2322 Bielles
Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles
reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et
entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants
Elles sont en acier allieacute
Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la
leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de
- compression
- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons
- flexion
Les trois principales parties dune bielle sont
- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston
- le corps
- la tecircte qui sarticule sur un maneton du
vilebrequin
Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912
Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une
bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est
emmancheacute avec serrage
Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en
I parfois tubulaire
La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en
permettre le montage sur le vilebrequin
La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo
Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans
la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction
Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de
plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis
agrave de tregraves gros efforts
Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils
sont alors en bronze speacutecial
Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons
Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier
eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction
I3223Piston
Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties
principales
- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz
- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure
lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories
reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston
- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe
- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des
calories
- Fonctions du piston
Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la
bielle les efforts dus aux gaz
- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non
suralimenteacutes
- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels
Figure I9 Piston
Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de
calories au fluide de refroidissement
Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage
Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins
encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus
reacuteduite pour avoir un moteur compact)
La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie
peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de
jeu agrave froid un grippage
Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue
Fig 9a Piston pour moteur Diesel
Formes de la tecircte du piston
La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par
lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du
piston est habituellement plate
Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et
forme totalement ou partie la chambre de combustion
Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les
automobiles de course pour une toute autre raison
Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant
de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence
injecteacute dans la chambre
Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la
position de linjecteur selon la technique dinjection
On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection
Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par
linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie
dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes
raquo et stratifieacutee
Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un
tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la
chambre
Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection
Fig9b Illustration des mouvements
tourbillonnaire swirl et tumble
I3224Segmentation
Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans
les gorges du piston
Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement
supeacuterieur agrave celui du cylindre
En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)
- le segment ndeg3 segment coup de feu
(ou segment de feu)
- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute
- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur
Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments
Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression
Les rocircles de la segmentation sont les suivants
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz
ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu
Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion
passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des
segments inteacuterieurs
Figure I10 Segments de piston
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification
crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment
drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance
- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre
Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique
coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston
Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de
lassemblage du moteur (fig10b)
Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est
de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe
Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment
Fig10b Tierccedilages des segments
I3225Axe de piston
Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur
surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee
Trois types de montage sont couramment utiliseacutes
- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est
libre dons le piston
- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans
lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston
- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par
des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires
Lajustement de laxe est agrave
- frottement doux dans la bielle
- frottement dur dans le piston
Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de
faciliter la mise en place de laxe
Figure I11 Axe de piston monteacute flottant
52 La distribution
Mais cest quoi dont la distribution
Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes
dadmission et deacutechappement
Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston
Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les
systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures
Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une
deacutechappement
Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement
deux agrave deux
(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes
Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre
Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des
ressorts en heacutelice
Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave
la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)
La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est
communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune
tige et dun culbuteur
Fig12 Distribution
331 Soupapes
Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre
temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes
Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts
de rappel
Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties
a) Tecircte de la soupape
Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de
soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre
La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est
deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg
b) Collet
Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave
faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet
dentaille ducirc au changement de section
c) Tige
Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure
le guidage vertical de la soupape
La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la
culasse
d) Queue
Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames
Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger
les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6
Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant
Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le
silicium le tungstegravene le nickel
Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee
332 Culbuteurs et poussoirs
Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la
culasse
Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils
reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs
Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD
Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames
soit
- par lintermeacutediaire dun galet
- par intermeacutediaire dun plateau
Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent
Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)
521 Le diagramme de distribution
Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point
le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)
Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB
Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre
Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression
ou rapport volumeacutetrique
Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur
522 Les systegravemes de controcircle des soupapes
Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et
deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes
conditions
Moteurs culbuteacutes
Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave
transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les
soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs
le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou
central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)
Ces moteurs sont dits culbuteacutes
Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees
1970-80
Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute
Tout dabord quest ce quune came
La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves
preacuteciseacutement afin de
-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape
-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial
-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort
Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames
La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche
mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci
contre en haut)
Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les
cylindres afin de les synchroniser
Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages
Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit
relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire
Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte
Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes
dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur
Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came
lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes
peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs
Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte
Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de
placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes
directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)
et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces
en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de
soupapes)
Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir
cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus
du poussoir
Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon
souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des
culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes
Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte
Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de
saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs
dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs
Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en
inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun
culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire
agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes
La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames
Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames
Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner
sans lautre car ils sont relieacutes entre eux
Ceci est souvent appeleacute larbre moteur
Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave
cames en tecircte (sur la droite)
Cest ce quon appelle la chaine de distribution
On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee
Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place
a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee
Figure V4 commande par chaine non 16032016
323 Nombre de soupapes par cylindre
Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de
distribution Mais ceci nest pas la seule raison
Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2
soupapes par cylindre
Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle
entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de
compression eacuteleveacute
Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les
performances du moteur
Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite
impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher
Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile
En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement
moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile
Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les
contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer
En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer
dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie
Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes
Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore
utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme
Ainsi ce moteur comptant
- 3 soupapes dadmission
- 2 soupapes deacutechappement
permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion
La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes
Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents
mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de
culbuteurs
Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique
53 Refroidissement
Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent
sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur
Il faut donc les refroidir sous peine de destruction
Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et
adapteacutee
531 Refroidissement agrave air
En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement
Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un
cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en
contact avec lair
Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les
veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des
automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle
Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions
Moteur de la VW Coccinelle
Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a
toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes
par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation
du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave
air (encombrement poids simpliciteacute prix)
Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours
un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement
liquide
532 Refroidissement liquide
Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les
performances du refroidissement
Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des
cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct
avec lair ambiant
Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le
liquide de refroidissement
Radiateur moderne en aluminium
Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach
Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le
refroidissement tregraves efficace dun liquide
Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair
Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui
Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le
refroidissement du moteur
Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par
le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur
Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau
Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions
permettant une lubrification optimale
Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par
plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques
lubrifiants utiliseacutes
La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat
situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde
thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur
Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer
assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur
533 Refroidissement par huile
Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en
mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans
les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct
Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois
muni dailettes un petit radiateur dhuile
Exemple
Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un
gros radiateur dhuile
Avantages
Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent
inutiles
Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception
Inconveacutenients
Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus
coucircteuses pour lutilisateur
De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges
dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile
54 Architecture des moteurs agrave explosion
Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres
bull Cylindres en ligne
bull Cylindres en V
bull Cylindres en W
bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)
bull Cylindres en H
bull Cylindres en eacutetoile
bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)
541 Monocylindre
Historique
Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz
le 30 janvier 1807
Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il
fonctionne selon le cycle de Lenoir
Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de
Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les
mouvements dans la phase de compression
542 Quatre cylindres
Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-
Paris
Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les
grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la
gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les
voitures courantes de moyennes et basses gammes
Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900
04 cylindres en V
Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader
Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant
1914
Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB
04 cylindres (en ligne) coucheacute
Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre
monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres
accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor
Carriage Company))
On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les
veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo
04 cylindres agrave plat boxer
Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg
Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen
Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de
graviteacute assez bas
Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de
redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC
En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline
compacte en Europe
Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie
du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute
un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement
Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement
convaincant
- Pas de claquement agrave froid
- une quasi absence de vibration
- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel
Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la
premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire
Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)
543 Six cylindres
Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand
il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres
Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)
La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032
Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont
Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg
en faisant appel agrave des six cylindres
La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe
En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon
Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand
nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes
Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur
Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare
On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez
Laverda en endurance (moteur en V)
Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition
Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement
- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)
- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)
- Benelli avec une 750 puis une 900
En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing
544 Huit cylindres et plus
Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron
Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo
Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V
La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne
Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de
puissance
Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres
soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les
reacuteacteurs
Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent
les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes
Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de
cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth
Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1
Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule
Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de
fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute
En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance
sportive
Puissance drsquoun
veacutehicule
1 Calculs de la pesanteur
11 Deacutecliviteacute
Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H
α = H L
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes
12 Poids du veacutehicule
Calculons le poids drsquoun veacutehicule
P = M g
P poids exprimeacute en N
M masse exprimeacutee en kg
g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)
13 Composante du poids
Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture
F = M g α
Avec
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
14 Travail de la force de traction
Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D
E = F D
E travail exprimeacute en J
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
D distance parcourue exprimeacutee en m
15 Energie
Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H
E = M g H
Avec
E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
15 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V
B = F V
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
V vitesse exprimeacutee en ms
En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement
et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse
16 puissance absorbeacutee par une ascension
Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T
B = M g H T
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m
T temps exprimeacute en s
2 Calculs Aeacuterodynamiques
21 Surface frontale
Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave
lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au
produit de la largeur par la hauteur
camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2
autocar 25 m x 32 m = 8 m2
voiture 18 m x 14 m = 25 m 2
motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2
22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair
Le Cx est calculeacute agrave partir
Cx = 2 F (S Mair Vsup2)
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse air exprimeacutee en ms
23 Reacutesistance de lrsquoair
R = frac12 S Cx Mair Vsup2
R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse exprimeacutee en ms
24 SCx
Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx
est le produit de la surface frontale par le Cx
SCx = S Cx
Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute
25 Constante aeacuterodynamique
La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules
A = S Cx M
Avec
A constante aeacuterodynamique [kgm]
S surface frontale [m2]
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]
26 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair
B = F x V
F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]
V vitesse du veacutehicule [ms]
3 Calculs thermiques
31 Calcul de la cylindreacutee
D2
V = π L N
4
Avec
D aleacutesage du cylindre
L course du piston
N nombre de cylindre
32 Calcul du PCI des combustibles
Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of
combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0
Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales
de tempeacuterature et de pression
Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene
(autrement dit la quantiteacute de chaleur)
Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour
donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur
321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)
Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de
C16H34
Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole
Combustion
Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene
des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene
La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune
maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant
Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire
- qui deacutegage de la chaleur
- elle produit du CO2
- de leau
- dautres composeacutes plus ou moins agressif
La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des
proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et
sans gaspillage
Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes
Pour le gazole
C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q
- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene
- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair
- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3
- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg
Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane
La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est
Carbone C = 087
Hydrogegravene H = 0126
Oxygegravene O = 0004
Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute
Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI
PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]
PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]
33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil
Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent
que pour bruler
1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ
- 112 kg drsquoN2
- 34 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 32 kg CO2
- 12 kg drsquoH2O
1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ
- 118 kg drsquoN2
- 035 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 31 kg de CO2
- 14 kg drsquoH2O
1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ
- 12 kg drsquoN2
- 036 kg drsquoO2)
La reacuteaction produit environ
- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 3 kg de CO2
- 16 kg drsquoH2O
La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut
avoir
[kg drsquoairkg]
minus+
= OHCL 8
3
8
230
10
[kmol drsquoairkg]
minus
+
=
32412210
10
OHCL
34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil
Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave
cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on
peut srsquoen approcher
Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du
fonctionnement drsquoun moteur
En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les
pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en
permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique
Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes
tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en
temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres
Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair
Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave
la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055
Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]
35 Quantiteacute des produits produit de combustion
Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un
carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees
Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent
que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)
Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont
indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants
Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour
simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees
meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains
atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire
oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes
complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules
carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de
carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2
lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout
meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves
drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave
haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la
formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre
lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la
particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique
NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene
atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour
les organismes vivants
C
nCO2 = [kmolekg]
12
H
nHO2 = [kmolekg]
2
nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]
nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]
36 Quantiteacute totale des produits de combustion
nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]
37 Puissance nominale
Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile
Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur
la puissance du moteur
Le choix est vaste et on srsquoy perd
80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip
Que signifient reacuteellement ces chiffres
Agrave quoi sert la puissance
Comment la mesure-t-on
Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse
Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses
Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la
transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps
Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)
puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle
(route en deacutecliviteacute)
La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps
mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps
On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs
de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance
Banc drsquoessai moteur
Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun
- frein
- compte-tours
Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le
frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz
restant grande ouverte
En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au
couple de freinage
il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple
moteur
Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple
moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation
In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs
F N
Pf =
10 000
Ougrave
F charge [N]
N = reacutegime de rotation [trmn]
38 Puissance corrigeacutee
Pfc = Pf f
Avec
f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f
= 1085
Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion
f = 1085
Pamb = 719 [mmHg]
39 Consommation speacutecifique
La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire
un travail T donneacute
(3600 v Ps )
Cs = [gkWh]
(t Pf)
Ou
v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]
Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]
t temps de consommation [s]
Pf puissance au frein [kW]
310 Consommation speacutecifique corrigeacutee
Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)
Ou
Pfc puissance corrigeacutee
311 Couple moteur
Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur
Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier
abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour
lrsquoacheteur
Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest
- la masse de la voiture
- son couple moteur
- le reacutegime auquel il est disponible
qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en
situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient
Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs
- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons
- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin
On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et
drsquoun frein
La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres
un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le
maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion
Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur
maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave
mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip
Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation
de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru
se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable
Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas
trop eacuteleveacutehellip
30PN 1000
CN = [Nm]
N π
Ou
PN Puissance nominale [kW]
N Vitesse de rotation [trmn]
312 Couple corrigeacutee
30Pfc 1000
Cc = [Nm]
N π
Ou
Pf Puissance corrigeacutee [kW]
4 Bilan thermique des moteurs
Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion
Elle apparaicirct sous deux formes distinctes
Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel
brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene
normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est
donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement
Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le
cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de
combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin
signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous
forme de mouvement (4)
Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie
En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique
En effet le rendement se deacutefinit comme
eacutenergie reacutecupeacutereacutee
Rendement =
eacutenergie consommeacutee
Dans le cas drsquoun moteur
lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance
exprimeacutee en kilowattheure [kW]
lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en
kilogrammes puis convertie en joules)
Le reacutesultat est une grandeur sans dimension
Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne
QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge
- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible
- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective
- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement
- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement
- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion
incomplegravete frottements etc)
Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur
Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on
trouve
41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion
Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )
Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )
GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )
Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )
Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )
GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )
(PCI Csh)
QT =
36
Calcul de la consommation horaire
- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]
- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]
42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps
Qe = 1000 Pf [Js]
Sachant que
- Pf puissance au frein [W]
43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement
Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante
C i D(1+2m ) Nm
Qr = [Js]
λ Avec
- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie
dans la plage [045 divide 0 53]
- i Nombre de cylindres
- D Aleacutesage du cylindre
- N freacutequence de rotation du vilebrequin
- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par
lrsquointervalle [06 divide 07 ]
- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair
44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement
Csh
Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]
36 Avec
- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de
combustible]
- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]
- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]
- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]
- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]
- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave
pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis
45 Autres pertes de chaleur
QP = QT - (Qe + Qr + Qge)
Chapitre 8
Identification du
veacutehicule
Vehicle Identification Number
Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est
donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950
Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule
ainsi que sur le moteur et dans
lordinateur de bord
Lanceacute dans une forme simplifieacutee en
1950 par les constructeurs ameacutericains
ce code passera aux 17 caractegraveres
actuels en 1980
Le numeacutero inscrit sur la carte grise
dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie
du type raquo correspond bien agrave celui
figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis
Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis
mais son appellation officielle est
Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule
(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe
laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo
Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une
Longueur de 17 caractegraveres
et peut ecirctre diviseacute en 3 sections
bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave
Identification Mondiale du Constructeur
WMI World Manufacturer Identification (anglais)
Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des
variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication
A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1
- Peugeot est VF3
- Citroeumln est VF7
Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur
(WMI)
On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres
Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9
caractegraveres les autres 14
Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les
bus ou les camions comme par exemple
bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en
- 1G1 pour Chevrolet
- 1G2 pour Pontiac et
- 1GC pour Chevrolet camions
bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en
- FA pour Fiat Auto et
- FC pour Fiat VI
Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est
implanteacutee Exemple
- ZFA Fiat Auto Italie
- SUF Fiat Auto Pologne
- 8AF Fiat Auto Argentine
- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie
- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil
bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la
Section de Description du Veacutehicule
VDS Vehicle Description Section (anglais)
ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault
utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines
bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la
Section drsquoIdentification du Veacutehicule
VIS Vehicle Identification Section en anglais
Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur
concerneacute
Emplacement du VIN
Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui
figurant sur la voiture
il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur
chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise
Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens
en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero
reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la
marque
Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre
- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou
- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture
En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer
accidentellement ou salteacuterer
Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire
Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du
veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve
- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur
- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit
La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est
- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire
- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide
Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral
- dans le compartiment moteur
- sur le pied de porte avant droit
- dans le coffre
Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une
petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur
Evolution du code VIN en fonction des types
Mercedes W201
Mercedes W202
Mercedes W203
Mercedes W204
Composition du code
Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un
systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation
- ISO 3779 de 1979 et
- ISO 3780 de 1980
Avant-propos
LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale
dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)
1 Domaine dapplication
La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero
didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme
uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers
La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes
aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833
3 Termes et deacutefinitions
31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN
Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de
son identification
32 Code didentification mondiale du constructeur WMI
Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du
veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification
dudit constructeur
33 Descripteur VDS
Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les
caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule
34 Indicateur VIS
Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une
combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre
veacutehicule
35 Constructeur
Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la
conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service
indeacutependante de lemplacement de lusine de montage
36 Anneacutee
Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule
deacutetermineacutee par le constructeur
37 Seacuteparation
Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du
numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites
Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee
Code
1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A
1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B
1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C
1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D
1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E
1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F
1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G
1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H
1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J
1989 K 2019 K
1990 L 2020 L
1991 M 2021 M
Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries
Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1
5
1
6
1
7
ISO 3779
Code
constructeu
r-WMI
Composition du
veacutehicule Code veacutehicule-VIS
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
plus de 500
veacutehiculesan
Code
constructeu
r-WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Numeacutero progressif
seacuterie
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
moins de 500
veacutehiculesan
WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Code
constructeu
r-WMI
Numeacutero
progressi
f seacuterie
Exemple de code VIN
Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot
- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)
1 VF (Europe S-Z France VF-VR)
3 3 (Peugeot)
- Type au mines (06)
4-6 741 (Composition du veacutehicule)
7 (306)
4 (04 portes)
1 ou A (Moteur D1768 cc)
7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)
9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)
- Anneacutee modegravele (01)
10 F (1985)
- Code VIS (07)
11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)
12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)
Poinccedilon Peugeot
WAUZZZ8GZPA001181
Codes pays
AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe
1ndash5 =
Ameacuterique
du Nord
6ndash7 =
Oceacuteanie
8ndash9 =
Ameacuterique
du Sud
AA-AH Afrique
du Sud
AJ-AN Cocircte
dIvoire
AP-A0 non
attribueacute
BA-BE Angola
BF-BK Kenya
BL-BR Tanzanie
BR Algeacuterie
BS-B0 non
attribueacute
CA-CE Benin
CF-CK
Madagascar
CL-CR Tunisie
CS-C0 non
attribueacute
DA-DE Egypte
DF-DK Maroc
DL-DR Zambie
DS-D0 non
attribueacute
(probable
Algerie)
EA-EE Ethiopie
EF-EK
Mozambique
EL-E0 non
attribueacute
FA-FE Ghana
FF-FK Nigeria
FF-FK
Madagascar
FL-F0 non
attribueacute
GA-G0 non
attribueacute
HA-H0 non
attribueacute
JA-J0 Japon
KA-KE Sri
Lanka
KF-KK
Israel
KL-KR
Coreacutee du Sud
KS-K0 non
attribueacute
LA-L0 Chine
MA-ME Inde
MF-MK
Indoneacutesie
ML-MR
Thaiumllande
MS-M0 non
attribueacute
NF-NK
Pakistan
NL-NR
Turquie
NS-N0 non
attribueacute
PA-PE
Philippines
PF-PK
Singapour
PL-PR
Malaysie
PS-P0 non
attribueacute
RA-RE
Emirat
Arabes Unis
RF-RK
Taiwan
RL-RR
Vietnam
RS-R0 non
attribueacute
SA-SM
Grande
Bretagne
SN-ST
Allemagne
SU-SZ
Pologne
S1-S0 non
attribueacute
TA-TH Suisse
TJ-TP
Reacutepublique
Tchegraveque
TR-TV
Hongrie
TW-T1
Portugal
T2-T0 non
attribueacute
UA-UG non
attribueacute
UH-UM
Danemark
UN-UT Irlande
UU-UZ
Roumanie
U1-U4 non
attribueacute
U5-U7
Slovaquie
U8-U0 non
attribueacute
VA-VE
Autriche
VF-VR France
VS-VW
Espagne
VX-V2
Yougoslavie
V3-V5 Croatie
V6-V0 Estonie
WA-W0
1A-10 Etats
Unis
2A-20
Canada
3A-3W
Mexique
3X-37 Costa
Rica
38-30 non
attribueacute
4A-40 Etats
Unis
5A-50 Etats
Unis
6A-6W
Australie
6X-60 non
attribueacute
7A-7E
Nouvelle
Zeacutelande
7F-70 non
attribueacute
8A-8E
Argentine
8F-8K Chili
8L-8R
Equateur
8S-8W
Peacuterou
8X-82
Veacuteneacutezueacutela
83-80 non
attribueacute
9A-9E Breacutesil
9F-9K
Colombie
9L-9R
Paraguay
9S-9W
Uruguay
9X-92
Trinidad amp
Tobago
93-99 Breacutesil
90 non
attribueacute
Allemagne
XA-XE
Bulgarie
XF-XK Gregravece
XL-XR Pays
Bas
XS-XW Russie
XX-X2
Luxembourg
X3-X0 Russie
YA-YE
Belgique
YF-YK
Finlande
YL-YR Malte
YS-YW Suegravede
YX-Y2
Norvegravege
Y3-Y5
Bielorussie
Y6-Y0 Ukraine
ZA-ZR Italie
ZS-ZW non
attribueacute
ZX-Z2
Sloveacutenie
Z3-Z5 Lituanie
Z6-Z0 non
attribueacute
Chapitre 9
Organisation du
garage
1 Introduction
Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement
appeleacute
garage
est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la
reacuteparation des veacutehicules automobile
Un petit atelier de garagiste en
Nouvelle-Galles du Sud (Australie)
laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et
peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile
- meacutecanicien
- carrossier
- peintre en carrosserie
- vendeur etchellip
Un garage peut faire office de station-service tandis que
bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la
distribution de carburant proposent un service basique
de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule
et les reacuteparations mineures
Certains garages en outre proposent un service de vente
de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine
au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)
Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants
2 Histoire
Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en
mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle
passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -
progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)
Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele
eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport
Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en
- seacutecurisant et regraveglementant son emploi
- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute
le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se
multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations
3 CHOIX DE LIMPLANTATION
Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et
inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix
- Trafic
- Publiciteacute
- Faciliteacute daccegraves
- Coucirct du terrain
- Superficies possibles
- Frais fixes
4 REacutePARTITION DES SURFACES
La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de
- 13 bacircti
- 23 non-bacircti
a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees
- Aires de stationnement Clients magasin de PR
- veacutehicules en attente de reacuteparation
- veacutehicules clients reacutepareacutes
- veacutehicules neufs et occasions
- veacutehicules du personnel
- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets
b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre
- spacieux
- bien eacuteclaireacutes
- ventileacutes
- chauffeacutes
- daccegraves facile
Il faut preacutevoir
Piegraveces agrave usage de bureau
- 6msup2 par personne
Reacuteception et daccueil des clients
- sa localisation doit ecirctre eacutevidente
Salle dattente clients
- spacieuse
- confortable
- agreacutementeacutee
- documenteacutee
- eacutequipeacutee
- eacuteclaireacutee
- peinte toujours en blanc mat
Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes
- clients
- meacutecaniciens
- agents
Atelier de reacuteparation plusieurs zones
- reacuteparations rapides
- interventions longues
- carrosserie
- peinture
- eacutelectriciteacute
- mise au point etc
Piegraveces annexes
- deacutechets
- aire de lavage
- compresseurs
- vestiaires personnels
- sanitaires etc
5 LES MATEacuteRIELS
a) GROS MATEacuteRIELS
Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie
des trains roulants
Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles
Electriciteacute
Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs
b) PETITS MATEacuteRIELS
Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels
6 LES PERSONNELS
La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories
a) ENCADREMENT
Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique
Directeur financier
b) EXEacuteCUTION
Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance
Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs
Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs
a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE
a) RDC
b) Etage Bureaux et administration
b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION
AUTOMOBILE
a) OBJECTIF DE LENTREPRISE
Accroicirctre la productiviteacute
- en structurant les ateliers
- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles
ne se chevauchent pas
b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE
- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous
les secteurs
- Chaque secteur est autonome
- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la
responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe
c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE
LENTREPRISE
a) LE CHEF DENTREPRISE
Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous
les secteurs
b) LE CHEF DATELIER
- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des
employeacutes
- Il coordonne tous les services
c) LE REacuteCEPTIONNAIRE
- accueil le client
- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer
- eacutetablie eacuteventuellement un devis
- preacutecise les deacutelais de reacuteparation
Si le client est daccord
- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule
carburant accessoires)
- charge le planning de latelier
Apregraves les travaux
- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture
d) LE CHEF DEacuteQUIPE
Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation
e) LES COMPAGNONS
Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations
f) LE MAGASINIER
Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele
g) SERVICE FACTURATION
Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe
h) SERVICE COMPTABILITEacute
Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation
Chapitre 10
Devis
1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION
2 Deacutefinition
Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat
dun bien
Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation
Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des
relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable
3 Enjeux dun devis
Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela
permet de comparer les prix et les prestations fournies
Les Destinataires
- un client
- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise
bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans
deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune
erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable
bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave
lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat
ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule
Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits
4 Deacutemarche dutilisation des devis
a) Ce que doit comporter un devis
Identification du prestataire qui reacutedige le devis
bull nom et raison sociale
bull adresse complegravete
bull teacuteleacutephone
bull teacuteleacutecopie
bull email et site internet
Identification de la personne qui a demandeacute le devis
bull nom preacutenom
bull adresse
bull teacuteleacutephone
Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros
La date du devis
La liste des prix et le total
b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis
bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois
selon le projet
5) Estimation
bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui
constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la
puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration
que le reacutesultat
6) Quelles sont les regravegles dun bon devis
- Un prix ferme
- une trace eacutecrite en cas de litigehellip
Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux
Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment
- la somme globale agrave payer
- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes
- le nom et ladresse de lentreprise
- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du
devis
Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client
Des mentions suppleacutementaires
Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres
mentions non obligatoires comme par exemple
- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements
- la date limite preacutevue pour la fin des travaux
- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute
Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip
Si la facture est plus eacuteleveacutee
Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait
pas donneacute son accord preacutealablehellip
Que faire
Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans
certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres
premiegraveres)
si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture
Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence
Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de
reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de
la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel
Chapitre 11
Bon de commande
Commande
Dans le commerce une commande est une intention soit
- verbale
- eacutecrite
dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers
Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande
dachat
Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une
commande de vente
Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte
des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis
Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees
Eacutetapes dans les commandes commerciales
Commerce Action de lacheteur Action du vendeur
Acheteur qui deacutesire le
produit et vendeur qui
vend le produit
Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute
Veacuterification du pricing
du produit disponibiliteacute
speacutecifications coucircts de
livraison
Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes
Accord de transaction
entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat
Enregistrement de la commande
de vente
Le produit est expeacutedieacute du
vendeur agrave lacheteur
Fiche demballage facture pro
forma pour certaines
expeacuteditions internationales
Lacheteur reccediloit le
produit du vendeur
La fiche demballage et le produit sont
compareacutes avec la commande dachat on
veacuterifie le bon conditionnement du
produit
Le vendeur envoie la
facture (comptabiliteacute) agrave
lacheteur
On fait correspondre la fiche demballage
avec la commande dachat et la facture
on enregistre lachat dans les comptes
financiers dans la comptabiliteacute
fournisseurs
On enregistre la vente dans les
comptes financiers dans la
comptabiliteacute clients
Lacheteur paie le
vendeur
Paiement en espegraveces par chegraveque ou
paiement eacutelectronique enregistrement
du paiement sur la commande dachat
Reacuteception des espegraveces du
chegraveque ou du paiement
eacutelectronique enregistrement du
paiement sur la commande de
vente
333 Combustion
Reacuteaction chimique dans laquelle la combustion du carburant (oxydation vive de lhexadeacutecane) par le
dioxygegravene preacutesent dans lair deacutegage de la chaleur plus des reacutesidus de combustion dioxyde de carbone
et eau
Eacutequation parfaite de la combustion du gazole
hexadeacutecane + dioxygegravene = dioxyde de carbone + eauthinsp
2 C16H34 + 49 O2 rarr 32 CO2 + 34 H2O + Q
En pratique on considegravere quil faut preacutevoir 30 g dair pour brucircler 1 g de combustible
334 Usage
On utilise le moteur Diesel lorsque lon a un besoin dun couple
important ou dun bon rendement
- locomotives
- bateaux
- camions
- Bus et car Diesel-alternateur sur un peacutetrolier
- tracteurs agricoles
- groupes eacutelectrogegravenes
- engins de travaux publics
- automobiles
335 Circuit drsquoalimentation
Le circuit drsquoalimentation (figure I16) du moteur en carburant (gas-oil) dans un moteur diesel
comprend les eacuteleacutements suivants
- Le reacuteservoir qui est souvent muni drsquoun tamis qui arrecircte les plus grosses impureteacutes du combustible
Le bouchon comporte un trou de mise agrave lrsquoair libre
- La pompe drsquoalimentation aspire le combustible dans le reacuteservoir agrave travers une creacutepine Elle est
proteacutegeacutee par un preacute-filtre
- Le filtre complegravete le nettoyage du combustible qui est refouleacute par la pompe drsquoalimentation La
pression fournie par cette pompe est limiteacutee par le clapet de deacutecharge placeacute dans le filtre
- La pompe drsquoinjection distribue sous une forte pression au moment voulu le combustible vers les
cylindres Dans certains cas un clapet de balayage tareacute plus faible que celui du filtre permet une
circulation du combustible qui assure le refroidissement de la pompe
Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne
- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion
- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent
lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites
Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au
travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal
Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection
dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute
pression vers les injecteurs
Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et
la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent
leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs
le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi
produit
Pompe agrave injection diesel rotative
Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme
temps que les divers deacutebits de deacutegazage
335 Deacutelai drsquoallumage
Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est
deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage
Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera
drsquoautant plus faible que
- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee
- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est
plus basse
- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute
- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee
- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute
336 Moteur agrave injection directe
Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute
sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure
I17)
La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair
important pour favoriser le brassage du meacutelange
Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])
Injection directe
Avantages
- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion
- Les deacutemarrages sont plus faciles
- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs
Inconveacutenients
Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges
Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide
336 Avantages du moteur Diesel
Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de
choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du
moteur agrave essence
Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun
turbocompresseur
Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)
technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)
Turbocompresseur
Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute
p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i
Systegraveme drsquoinjection a rampe commune
Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint
jusquagrave
2thinsp500 bars
Contre
- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune
- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)
Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole
- turbulente
- continue
- constante et
- bien reacutepartie
parametres essentielles pour une bonne combustion
Cette technologie porte le nom de
bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration
bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et
3e geacuteneacuteration
bull HDi Peugeot Citroeumln
bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia
bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart
bull CRD Jeep
bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)
bull d BMW (ex 530d)
bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen
bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)
bull d Lexus (exIS 220 d)
bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection
directe sans rampe commune)
bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi
bull DI-D Mitsubishi
bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)
bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe
commune)
bull MZR-CD Mazda
bull i-CTDi Honda
bull CRDi Hyundai
bull CRDI Kia
bull TCDi VCDi Chevrolet
bull TID Saab
34 Architectures moteurs
341 Introduction
Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont
- meacutediocre rendement
- vibrations
- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution
De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat
de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares
architectures ont eu droit agrave la production industrielle
342 Caracteacuterisation
La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle
Elle est calculeacutee agrave partir
- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)
- de la distance parcourue par un piston (la course) et
- du nombre de cylindres
La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee
selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de
tempeacuterature et de pression
Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912
Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des
pertes dans la transmission
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)
1 cheval-vapeur = 736 Watt
Le couple maximal est exerceacute sur laxe
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant
La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation
Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par
seconde
La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute
- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz
contenus apregraves le cycle dadmission)
Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee
- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses
cylindres au point mort bas et au point mort haut
Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer
(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute
343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur
3431 Eleacutements fixes
34311 Bloc-moteur
Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la
piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)
Ses fonctions principales sont les suivantes
- contenir les cylindres
- supporter le vilebrequin la culasse les
accessoires
- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification
Scheacutema drsquoun bloc moteur
- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de
refroidissement est utiliseacute)
Bloc a 04 cylindres
34312 Chemises
Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)
a) b) c)
Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912
34313 Culasse
La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre
Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou
drsquoaluminium
Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur
La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements
ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur
refroidi agrave eau
Les culasses portent
- les injecteurs
- les soupapes
- les culbuteurs
- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo
Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure
Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres
I322 Eleacutements mobiles
I3221Vilebrequin
Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles
Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des
paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo
Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes
de bielles sont les
laquo manetons raquo (Reacutef [2])
Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques
appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons
Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage
jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)
Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin
I2322 Bielles
Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles
reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et
entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants
Elles sont en acier allieacute
Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la
leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de
- compression
- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons
- flexion
Les trois principales parties dune bielle sont
- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston
- le corps
- la tecircte qui sarticule sur un maneton du
vilebrequin
Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912
Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une
bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est
emmancheacute avec serrage
Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en
I parfois tubulaire
La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en
permettre le montage sur le vilebrequin
La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo
Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans
la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction
Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de
plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis
agrave de tregraves gros efforts
Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils
sont alors en bronze speacutecial
Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons
Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier
eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction
I3223Piston
Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties
principales
- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz
- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure
lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories
reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston
- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe
- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des
calories
- Fonctions du piston
Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la
bielle les efforts dus aux gaz
- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non
suralimenteacutes
- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels
Figure I9 Piston
Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de
calories au fluide de refroidissement
Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage
Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins
encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus
reacuteduite pour avoir un moteur compact)
La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie
peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de
jeu agrave froid un grippage
Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue
Fig 9a Piston pour moteur Diesel
Formes de la tecircte du piston
La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par
lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du
piston est habituellement plate
Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et
forme totalement ou partie la chambre de combustion
Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les
automobiles de course pour une toute autre raison
Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant
de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence
injecteacute dans la chambre
Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la
position de linjecteur selon la technique dinjection
On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection
Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par
linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie
dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes
raquo et stratifieacutee
Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un
tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la
chambre
Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection
Fig9b Illustration des mouvements
tourbillonnaire swirl et tumble
I3224Segmentation
Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans
les gorges du piston
Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement
supeacuterieur agrave celui du cylindre
En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)
- le segment ndeg3 segment coup de feu
(ou segment de feu)
- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute
- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur
Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments
Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression
Les rocircles de la segmentation sont les suivants
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz
ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu
Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion
passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des
segments inteacuterieurs
Figure I10 Segments de piston
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification
crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment
drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance
- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre
Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique
coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston
Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de
lassemblage du moteur (fig10b)
Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est
de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe
Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment
Fig10b Tierccedilages des segments
I3225Axe de piston
Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur
surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee
Trois types de montage sont couramment utiliseacutes
- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est
libre dons le piston
- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans
lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston
- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par
des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires
Lajustement de laxe est agrave
- frottement doux dans la bielle
- frottement dur dans le piston
Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de
faciliter la mise en place de laxe
Figure I11 Axe de piston monteacute flottant
52 La distribution
Mais cest quoi dont la distribution
Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes
dadmission et deacutechappement
Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston
Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les
systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures
Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une
deacutechappement
Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement
deux agrave deux
(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes
Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre
Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des
ressorts en heacutelice
Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave
la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)
La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est
communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune
tige et dun culbuteur
Fig12 Distribution
331 Soupapes
Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre
temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes
Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts
de rappel
Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties
a) Tecircte de la soupape
Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de
soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre
La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est
deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg
b) Collet
Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave
faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet
dentaille ducirc au changement de section
c) Tige
Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure
le guidage vertical de la soupape
La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la
culasse
d) Queue
Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames
Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger
les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6
Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant
Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le
silicium le tungstegravene le nickel
Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee
332 Culbuteurs et poussoirs
Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la
culasse
Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils
reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs
Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD
Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames
soit
- par lintermeacutediaire dun galet
- par intermeacutediaire dun plateau
Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent
Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)
521 Le diagramme de distribution
Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point
le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)
Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB
Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre
Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression
ou rapport volumeacutetrique
Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur
522 Les systegravemes de controcircle des soupapes
Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et
deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes
conditions
Moteurs culbuteacutes
Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave
transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les
soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs
le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou
central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)
Ces moteurs sont dits culbuteacutes
Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees
1970-80
Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute
Tout dabord quest ce quune came
La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves
preacuteciseacutement afin de
-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape
-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial
-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort
Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames
La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche
mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci
contre en haut)
Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les
cylindres afin de les synchroniser
Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages
Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit
relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire
Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte
Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes
dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur
Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came
lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes
peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs
Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte
Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de
placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes
directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)
et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces
en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de
soupapes)
Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir
cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus
du poussoir
Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon
souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des
culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes
Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte
Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de
saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs
dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs
Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en
inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun
culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire
agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes
La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames
Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames
Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner
sans lautre car ils sont relieacutes entre eux
Ceci est souvent appeleacute larbre moteur
Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave
cames en tecircte (sur la droite)
Cest ce quon appelle la chaine de distribution
On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee
Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place
a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee
Figure V4 commande par chaine non 16032016
323 Nombre de soupapes par cylindre
Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de
distribution Mais ceci nest pas la seule raison
Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2
soupapes par cylindre
Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle
entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de
compression eacuteleveacute
Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les
performances du moteur
Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite
impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher
Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile
En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement
moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile
Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les
contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer
En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer
dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie
Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes
Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore
utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme
Ainsi ce moteur comptant
- 3 soupapes dadmission
- 2 soupapes deacutechappement
permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion
La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes
Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents
mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de
culbuteurs
Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique
53 Refroidissement
Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent
sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur
Il faut donc les refroidir sous peine de destruction
Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et
adapteacutee
531 Refroidissement agrave air
En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement
Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un
cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en
contact avec lair
Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les
veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des
automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle
Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions
Moteur de la VW Coccinelle
Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a
toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes
par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation
du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave
air (encombrement poids simpliciteacute prix)
Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours
un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement
liquide
532 Refroidissement liquide
Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les
performances du refroidissement
Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des
cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct
avec lair ambiant
Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le
liquide de refroidissement
Radiateur moderne en aluminium
Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach
Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le
refroidissement tregraves efficace dun liquide
Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair
Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui
Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le
refroidissement du moteur
Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par
le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur
Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau
Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions
permettant une lubrification optimale
Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par
plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques
lubrifiants utiliseacutes
La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat
situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde
thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur
Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer
assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur
533 Refroidissement par huile
Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en
mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans
les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct
Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois
muni dailettes un petit radiateur dhuile
Exemple
Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un
gros radiateur dhuile
Avantages
Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent
inutiles
Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception
Inconveacutenients
Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus
coucircteuses pour lutilisateur
De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges
dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile
54 Architecture des moteurs agrave explosion
Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres
bull Cylindres en ligne
bull Cylindres en V
bull Cylindres en W
bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)
bull Cylindres en H
bull Cylindres en eacutetoile
bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)
541 Monocylindre
Historique
Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz
le 30 janvier 1807
Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il
fonctionne selon le cycle de Lenoir
Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de
Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les
mouvements dans la phase de compression
542 Quatre cylindres
Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-
Paris
Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les
grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la
gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les
voitures courantes de moyennes et basses gammes
Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900
04 cylindres en V
Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader
Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant
1914
Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB
04 cylindres (en ligne) coucheacute
Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre
monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres
accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor
Carriage Company))
On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les
veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo
04 cylindres agrave plat boxer
Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg
Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen
Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de
graviteacute assez bas
Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de
redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC
En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline
compacte en Europe
Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie
du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute
un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement
Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement
convaincant
- Pas de claquement agrave froid
- une quasi absence de vibration
- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel
Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la
premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire
Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)
543 Six cylindres
Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand
il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres
Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)
La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032
Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont
Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg
en faisant appel agrave des six cylindres
La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe
En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon
Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand
nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes
Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur
Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare
On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez
Laverda en endurance (moteur en V)
Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition
Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement
- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)
- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)
- Benelli avec une 750 puis une 900
En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing
544 Huit cylindres et plus
Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron
Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo
Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V
La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne
Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de
puissance
Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres
soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les
reacuteacteurs
Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent
les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes
Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de
cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth
Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1
Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule
Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de
fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute
En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance
sportive
Puissance drsquoun
veacutehicule
1 Calculs de la pesanteur
11 Deacutecliviteacute
Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H
α = H L
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes
12 Poids du veacutehicule
Calculons le poids drsquoun veacutehicule
P = M g
P poids exprimeacute en N
M masse exprimeacutee en kg
g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)
13 Composante du poids
Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture
F = M g α
Avec
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
14 Travail de la force de traction
Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D
E = F D
E travail exprimeacute en J
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
D distance parcourue exprimeacutee en m
15 Energie
Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H
E = M g H
Avec
E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
15 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V
B = F V
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
V vitesse exprimeacutee en ms
En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement
et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse
16 puissance absorbeacutee par une ascension
Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T
B = M g H T
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m
T temps exprimeacute en s
2 Calculs Aeacuterodynamiques
21 Surface frontale
Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave
lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au
produit de la largeur par la hauteur
camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2
autocar 25 m x 32 m = 8 m2
voiture 18 m x 14 m = 25 m 2
motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2
22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair
Le Cx est calculeacute agrave partir
Cx = 2 F (S Mair Vsup2)
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse air exprimeacutee en ms
23 Reacutesistance de lrsquoair
R = frac12 S Cx Mair Vsup2
R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse exprimeacutee en ms
24 SCx
Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx
est le produit de la surface frontale par le Cx
SCx = S Cx
Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute
25 Constante aeacuterodynamique
La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules
A = S Cx M
Avec
A constante aeacuterodynamique [kgm]
S surface frontale [m2]
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]
26 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair
B = F x V
F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]
V vitesse du veacutehicule [ms]
3 Calculs thermiques
31 Calcul de la cylindreacutee
D2
V = π L N
4
Avec
D aleacutesage du cylindre
L course du piston
N nombre de cylindre
32 Calcul du PCI des combustibles
Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of
combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0
Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales
de tempeacuterature et de pression
Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene
(autrement dit la quantiteacute de chaleur)
Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour
donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur
321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)
Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de
C16H34
Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole
Combustion
Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene
des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene
La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune
maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant
Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire
- qui deacutegage de la chaleur
- elle produit du CO2
- de leau
- dautres composeacutes plus ou moins agressif
La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des
proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et
sans gaspillage
Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes
Pour le gazole
C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q
- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene
- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair
- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3
- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg
Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane
La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est
Carbone C = 087
Hydrogegravene H = 0126
Oxygegravene O = 0004
Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute
Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI
PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]
PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]
33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil
Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent
que pour bruler
1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ
- 112 kg drsquoN2
- 34 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 32 kg CO2
- 12 kg drsquoH2O
1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ
- 118 kg drsquoN2
- 035 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 31 kg de CO2
- 14 kg drsquoH2O
1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ
- 12 kg drsquoN2
- 036 kg drsquoO2)
La reacuteaction produit environ
- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 3 kg de CO2
- 16 kg drsquoH2O
La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut
avoir
[kg drsquoairkg]
minus+
= OHCL 8
3
8
230
10
[kmol drsquoairkg]
minus
+
=
32412210
10
OHCL
34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil
Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave
cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on
peut srsquoen approcher
Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du
fonctionnement drsquoun moteur
En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les
pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en
permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique
Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes
tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en
temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres
Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair
Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave
la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055
Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]
35 Quantiteacute des produits produit de combustion
Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un
carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees
Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent
que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)
Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont
indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants
Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour
simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees
meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains
atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire
oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes
complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules
carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de
carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2
lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout
meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves
drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave
haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la
formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre
lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la
particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique
NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene
atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour
les organismes vivants
C
nCO2 = [kmolekg]
12
H
nHO2 = [kmolekg]
2
nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]
nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]
36 Quantiteacute totale des produits de combustion
nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]
37 Puissance nominale
Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile
Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur
la puissance du moteur
Le choix est vaste et on srsquoy perd
80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip
Que signifient reacuteellement ces chiffres
Agrave quoi sert la puissance
Comment la mesure-t-on
Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse
Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses
Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la
transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps
Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)
puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle
(route en deacutecliviteacute)
La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps
mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps
On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs
de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance
Banc drsquoessai moteur
Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun
- frein
- compte-tours
Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le
frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz
restant grande ouverte
En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au
couple de freinage
il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple
moteur
Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple
moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation
In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs
F N
Pf =
10 000
Ougrave
F charge [N]
N = reacutegime de rotation [trmn]
38 Puissance corrigeacutee
Pfc = Pf f
Avec
f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f
= 1085
Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion
f = 1085
Pamb = 719 [mmHg]
39 Consommation speacutecifique
La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire
un travail T donneacute
(3600 v Ps )
Cs = [gkWh]
(t Pf)
Ou
v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]
Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]
t temps de consommation [s]
Pf puissance au frein [kW]
310 Consommation speacutecifique corrigeacutee
Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)
Ou
Pfc puissance corrigeacutee
311 Couple moteur
Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur
Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier
abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour
lrsquoacheteur
Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest
- la masse de la voiture
- son couple moteur
- le reacutegime auquel il est disponible
qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en
situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient
Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs
- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons
- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin
On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et
drsquoun frein
La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres
un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le
maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion
Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur
maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave
mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip
Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation
de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru
se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable
Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas
trop eacuteleveacutehellip
30PN 1000
CN = [Nm]
N π
Ou
PN Puissance nominale [kW]
N Vitesse de rotation [trmn]
312 Couple corrigeacutee
30Pfc 1000
Cc = [Nm]
N π
Ou
Pf Puissance corrigeacutee [kW]
4 Bilan thermique des moteurs
Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion
Elle apparaicirct sous deux formes distinctes
Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel
brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene
normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est
donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement
Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le
cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de
combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin
signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous
forme de mouvement (4)
Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie
En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique
En effet le rendement se deacutefinit comme
eacutenergie reacutecupeacutereacutee
Rendement =
eacutenergie consommeacutee
Dans le cas drsquoun moteur
lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance
exprimeacutee en kilowattheure [kW]
lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en
kilogrammes puis convertie en joules)
Le reacutesultat est une grandeur sans dimension
Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne
QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge
- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible
- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective
- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement
- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement
- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion
incomplegravete frottements etc)
Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur
Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on
trouve
41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion
Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )
Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )
GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )
Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )
Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )
GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )
(PCI Csh)
QT =
36
Calcul de la consommation horaire
- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]
- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]
42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps
Qe = 1000 Pf [Js]
Sachant que
- Pf puissance au frein [W]
43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement
Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante
C i D(1+2m ) Nm
Qr = [Js]
λ Avec
- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie
dans la plage [045 divide 0 53]
- i Nombre de cylindres
- D Aleacutesage du cylindre
- N freacutequence de rotation du vilebrequin
- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par
lrsquointervalle [06 divide 07 ]
- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair
44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement
Csh
Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]
36 Avec
- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de
combustible]
- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]
- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]
- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]
- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]
- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave
pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis
45 Autres pertes de chaleur
QP = QT - (Qe + Qr + Qge)
Chapitre 8
Identification du
veacutehicule
Vehicle Identification Number
Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est
donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950
Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule
ainsi que sur le moteur et dans
lordinateur de bord
Lanceacute dans une forme simplifieacutee en
1950 par les constructeurs ameacutericains
ce code passera aux 17 caractegraveres
actuels en 1980
Le numeacutero inscrit sur la carte grise
dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie
du type raquo correspond bien agrave celui
figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis
Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis
mais son appellation officielle est
Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule
(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe
laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo
Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une
Longueur de 17 caractegraveres
et peut ecirctre diviseacute en 3 sections
bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave
Identification Mondiale du Constructeur
WMI World Manufacturer Identification (anglais)
Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des
variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication
A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1
- Peugeot est VF3
- Citroeumln est VF7
Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur
(WMI)
On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres
Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9
caractegraveres les autres 14
Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les
bus ou les camions comme par exemple
bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en
- 1G1 pour Chevrolet
- 1G2 pour Pontiac et
- 1GC pour Chevrolet camions
bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en
- FA pour Fiat Auto et
- FC pour Fiat VI
Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est
implanteacutee Exemple
- ZFA Fiat Auto Italie
- SUF Fiat Auto Pologne
- 8AF Fiat Auto Argentine
- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie
- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil
bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la
Section de Description du Veacutehicule
VDS Vehicle Description Section (anglais)
ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault
utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines
bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la
Section drsquoIdentification du Veacutehicule
VIS Vehicle Identification Section en anglais
Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur
concerneacute
Emplacement du VIN
Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui
figurant sur la voiture
il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur
chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise
Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens
en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero
reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la
marque
Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre
- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou
- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture
En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer
accidentellement ou salteacuterer
Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire
Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du
veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve
- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur
- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit
La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est
- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire
- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide
Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral
- dans le compartiment moteur
- sur le pied de porte avant droit
- dans le coffre
Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une
petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur
Evolution du code VIN en fonction des types
Mercedes W201
Mercedes W202
Mercedes W203
Mercedes W204
Composition du code
Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un
systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation
- ISO 3779 de 1979 et
- ISO 3780 de 1980
Avant-propos
LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale
dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)
1 Domaine dapplication
La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero
didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme
uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers
La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes
aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833
3 Termes et deacutefinitions
31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN
Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de
son identification
32 Code didentification mondiale du constructeur WMI
Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du
veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification
dudit constructeur
33 Descripteur VDS
Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les
caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule
34 Indicateur VIS
Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une
combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre
veacutehicule
35 Constructeur
Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la
conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service
indeacutependante de lemplacement de lusine de montage
36 Anneacutee
Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule
deacutetermineacutee par le constructeur
37 Seacuteparation
Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du
numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites
Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee
Code
1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A
1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B
1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C
1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D
1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E
1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F
1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G
1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H
1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J
1989 K 2019 K
1990 L 2020 L
1991 M 2021 M
Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries
Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1
5
1
6
1
7
ISO 3779
Code
constructeu
r-WMI
Composition du
veacutehicule Code veacutehicule-VIS
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
plus de 500
veacutehiculesan
Code
constructeu
r-WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Numeacutero progressif
seacuterie
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
moins de 500
veacutehiculesan
WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Code
constructeu
r-WMI
Numeacutero
progressi
f seacuterie
Exemple de code VIN
Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot
- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)
1 VF (Europe S-Z France VF-VR)
3 3 (Peugeot)
- Type au mines (06)
4-6 741 (Composition du veacutehicule)
7 (306)
4 (04 portes)
1 ou A (Moteur D1768 cc)
7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)
9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)
- Anneacutee modegravele (01)
10 F (1985)
- Code VIS (07)
11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)
12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)
Poinccedilon Peugeot
WAUZZZ8GZPA001181
Codes pays
AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe
1ndash5 =
Ameacuterique
du Nord
6ndash7 =
Oceacuteanie
8ndash9 =
Ameacuterique
du Sud
AA-AH Afrique
du Sud
AJ-AN Cocircte
dIvoire
AP-A0 non
attribueacute
BA-BE Angola
BF-BK Kenya
BL-BR Tanzanie
BR Algeacuterie
BS-B0 non
attribueacute
CA-CE Benin
CF-CK
Madagascar
CL-CR Tunisie
CS-C0 non
attribueacute
DA-DE Egypte
DF-DK Maroc
DL-DR Zambie
DS-D0 non
attribueacute
(probable
Algerie)
EA-EE Ethiopie
EF-EK
Mozambique
EL-E0 non
attribueacute
FA-FE Ghana
FF-FK Nigeria
FF-FK
Madagascar
FL-F0 non
attribueacute
GA-G0 non
attribueacute
HA-H0 non
attribueacute
JA-J0 Japon
KA-KE Sri
Lanka
KF-KK
Israel
KL-KR
Coreacutee du Sud
KS-K0 non
attribueacute
LA-L0 Chine
MA-ME Inde
MF-MK
Indoneacutesie
ML-MR
Thaiumllande
MS-M0 non
attribueacute
NF-NK
Pakistan
NL-NR
Turquie
NS-N0 non
attribueacute
PA-PE
Philippines
PF-PK
Singapour
PL-PR
Malaysie
PS-P0 non
attribueacute
RA-RE
Emirat
Arabes Unis
RF-RK
Taiwan
RL-RR
Vietnam
RS-R0 non
attribueacute
SA-SM
Grande
Bretagne
SN-ST
Allemagne
SU-SZ
Pologne
S1-S0 non
attribueacute
TA-TH Suisse
TJ-TP
Reacutepublique
Tchegraveque
TR-TV
Hongrie
TW-T1
Portugal
T2-T0 non
attribueacute
UA-UG non
attribueacute
UH-UM
Danemark
UN-UT Irlande
UU-UZ
Roumanie
U1-U4 non
attribueacute
U5-U7
Slovaquie
U8-U0 non
attribueacute
VA-VE
Autriche
VF-VR France
VS-VW
Espagne
VX-V2
Yougoslavie
V3-V5 Croatie
V6-V0 Estonie
WA-W0
1A-10 Etats
Unis
2A-20
Canada
3A-3W
Mexique
3X-37 Costa
Rica
38-30 non
attribueacute
4A-40 Etats
Unis
5A-50 Etats
Unis
6A-6W
Australie
6X-60 non
attribueacute
7A-7E
Nouvelle
Zeacutelande
7F-70 non
attribueacute
8A-8E
Argentine
8F-8K Chili
8L-8R
Equateur
8S-8W
Peacuterou
8X-82
Veacuteneacutezueacutela
83-80 non
attribueacute
9A-9E Breacutesil
9F-9K
Colombie
9L-9R
Paraguay
9S-9W
Uruguay
9X-92
Trinidad amp
Tobago
93-99 Breacutesil
90 non
attribueacute
Allemagne
XA-XE
Bulgarie
XF-XK Gregravece
XL-XR Pays
Bas
XS-XW Russie
XX-X2
Luxembourg
X3-X0 Russie
YA-YE
Belgique
YF-YK
Finlande
YL-YR Malte
YS-YW Suegravede
YX-Y2
Norvegravege
Y3-Y5
Bielorussie
Y6-Y0 Ukraine
ZA-ZR Italie
ZS-ZW non
attribueacute
ZX-Z2
Sloveacutenie
Z3-Z5 Lituanie
Z6-Z0 non
attribueacute
Chapitre 9
Organisation du
garage
1 Introduction
Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement
appeleacute
garage
est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la
reacuteparation des veacutehicules automobile
Un petit atelier de garagiste en
Nouvelle-Galles du Sud (Australie)
laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et
peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile
- meacutecanicien
- carrossier
- peintre en carrosserie
- vendeur etchellip
Un garage peut faire office de station-service tandis que
bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la
distribution de carburant proposent un service basique
de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule
et les reacuteparations mineures
Certains garages en outre proposent un service de vente
de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine
au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)
Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants
2 Histoire
Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en
mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle
passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -
progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)
Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele
eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport
Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en
- seacutecurisant et regraveglementant son emploi
- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute
le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se
multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations
3 CHOIX DE LIMPLANTATION
Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et
inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix
- Trafic
- Publiciteacute
- Faciliteacute daccegraves
- Coucirct du terrain
- Superficies possibles
- Frais fixes
4 REacutePARTITION DES SURFACES
La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de
- 13 bacircti
- 23 non-bacircti
a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees
- Aires de stationnement Clients magasin de PR
- veacutehicules en attente de reacuteparation
- veacutehicules clients reacutepareacutes
- veacutehicules neufs et occasions
- veacutehicules du personnel
- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets
b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre
- spacieux
- bien eacuteclaireacutes
- ventileacutes
- chauffeacutes
- daccegraves facile
Il faut preacutevoir
Piegraveces agrave usage de bureau
- 6msup2 par personne
Reacuteception et daccueil des clients
- sa localisation doit ecirctre eacutevidente
Salle dattente clients
- spacieuse
- confortable
- agreacutementeacutee
- documenteacutee
- eacutequipeacutee
- eacuteclaireacutee
- peinte toujours en blanc mat
Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes
- clients
- meacutecaniciens
- agents
Atelier de reacuteparation plusieurs zones
- reacuteparations rapides
- interventions longues
- carrosserie
- peinture
- eacutelectriciteacute
- mise au point etc
Piegraveces annexes
- deacutechets
- aire de lavage
- compresseurs
- vestiaires personnels
- sanitaires etc
5 LES MATEacuteRIELS
a) GROS MATEacuteRIELS
Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie
des trains roulants
Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles
Electriciteacute
Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs
b) PETITS MATEacuteRIELS
Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels
6 LES PERSONNELS
La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories
a) ENCADREMENT
Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique
Directeur financier
b) EXEacuteCUTION
Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance
Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs
Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs
a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE
a) RDC
b) Etage Bureaux et administration
b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION
AUTOMOBILE
a) OBJECTIF DE LENTREPRISE
Accroicirctre la productiviteacute
- en structurant les ateliers
- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles
ne se chevauchent pas
b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE
- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous
les secteurs
- Chaque secteur est autonome
- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la
responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe
c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE
LENTREPRISE
a) LE CHEF DENTREPRISE
Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous
les secteurs
b) LE CHEF DATELIER
- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des
employeacutes
- Il coordonne tous les services
c) LE REacuteCEPTIONNAIRE
- accueil le client
- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer
- eacutetablie eacuteventuellement un devis
- preacutecise les deacutelais de reacuteparation
Si le client est daccord
- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule
carburant accessoires)
- charge le planning de latelier
Apregraves les travaux
- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture
d) LE CHEF DEacuteQUIPE
Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation
e) LES COMPAGNONS
Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations
f) LE MAGASINIER
Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele
g) SERVICE FACTURATION
Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe
h) SERVICE COMPTABILITEacute
Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation
Chapitre 10
Devis
1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION
2 Deacutefinition
Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat
dun bien
Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation
Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des
relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable
3 Enjeux dun devis
Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela
permet de comparer les prix et les prestations fournies
Les Destinataires
- un client
- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise
bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans
deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune
erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable
bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave
lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat
ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule
Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits
4 Deacutemarche dutilisation des devis
a) Ce que doit comporter un devis
Identification du prestataire qui reacutedige le devis
bull nom et raison sociale
bull adresse complegravete
bull teacuteleacutephone
bull teacuteleacutecopie
bull email et site internet
Identification de la personne qui a demandeacute le devis
bull nom preacutenom
bull adresse
bull teacuteleacutephone
Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros
La date du devis
La liste des prix et le total
b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis
bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois
selon le projet
5) Estimation
bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui
constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la
puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration
que le reacutesultat
6) Quelles sont les regravegles dun bon devis
- Un prix ferme
- une trace eacutecrite en cas de litigehellip
Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux
Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment
- la somme globale agrave payer
- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes
- le nom et ladresse de lentreprise
- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du
devis
Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client
Des mentions suppleacutementaires
Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres
mentions non obligatoires comme par exemple
- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements
- la date limite preacutevue pour la fin des travaux
- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute
Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip
Si la facture est plus eacuteleveacutee
Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait
pas donneacute son accord preacutealablehellip
Que faire
Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans
certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres
premiegraveres)
si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture
Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence
Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de
reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de
la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel
Chapitre 11
Bon de commande
Commande
Dans le commerce une commande est une intention soit
- verbale
- eacutecrite
dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers
Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande
dachat
Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une
commande de vente
Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte
des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis
Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees
Eacutetapes dans les commandes commerciales
Commerce Action de lacheteur Action du vendeur
Acheteur qui deacutesire le
produit et vendeur qui
vend le produit
Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute
Veacuterification du pricing
du produit disponibiliteacute
speacutecifications coucircts de
livraison
Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes
Accord de transaction
entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat
Enregistrement de la commande
de vente
Le produit est expeacutedieacute du
vendeur agrave lacheteur
Fiche demballage facture pro
forma pour certaines
expeacuteditions internationales
Lacheteur reccediloit le
produit du vendeur
La fiche demballage et le produit sont
compareacutes avec la commande dachat on
veacuterifie le bon conditionnement du
produit
Le vendeur envoie la
facture (comptabiliteacute) agrave
lacheteur
On fait correspondre la fiche demballage
avec la commande dachat et la facture
on enregistre lachat dans les comptes
financiers dans la comptabiliteacute
fournisseurs
On enregistre la vente dans les
comptes financiers dans la
comptabiliteacute clients
Lacheteur paie le
vendeur
Paiement en espegraveces par chegraveque ou
paiement eacutelectronique enregistrement
du paiement sur la commande dachat
Reacuteception des espegraveces du
chegraveque ou du paiement
eacutelectronique enregistrement du
paiement sur la commande de
vente
Figure I16 Circuit drsquoalimentation avec pompe en ligne
- Lrsquoinjecteur pulveacuterise tregraves finement le combustible dans la chambre de combustion
- Les canalisations de retour relient la pompe le filtre et les injecteurs au reacuteservoir Elles assurent
lrsquoeacutevacuation de lrsquoexcegraves de deacutebit ou la reacutecupeacuteration des fuites
Une pompe dalimentation solidaire de la pompe dinjection aspire le combustible du reacuteservoir au
travers drsquoun preacute-filtre deacutecanteur et le refoule vers le filtre principal
Le combustible filtreacute est envoyeacute sous pression dans la chambre daspiration de la pompe dinjection
dougrave les eacuteleacutements pistons-cylindre le refoulent sous haute
pression vers les injecteurs
Des soupapes de balayage (ou de deacutegazage) placeacutees sur le filtre et
la chambre daspiration de la pompe agrave injection facilitent
leacutevacuation des bulles dair ou de vapeur et assurent par ailleurs
le refroidissement de la pompe par le deacutebit de combustible ainsi
produit
Pompe agrave injection diesel rotative
Les fuites de combustible sont reacutecupeacutereacutees au niveau des injecteurs et renvoyeacutees au reacuteservoir en mecircme
temps que les divers deacutebits de deacutegazage
335 Deacutelai drsquoallumage
Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est
deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage
Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera
drsquoautant plus faible que
- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee
- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est
plus basse
- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute
- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee
- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute
336 Moteur agrave injection directe
Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute
sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure
I17)
La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair
important pour favoriser le brassage du meacutelange
Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])
Injection directe
Avantages
- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion
- Les deacutemarrages sont plus faciles
- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs
Inconveacutenients
Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges
Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide
336 Avantages du moteur Diesel
Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de
choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du
moteur agrave essence
Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun
turbocompresseur
Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)
technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)
Turbocompresseur
Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute
p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i
Systegraveme drsquoinjection a rampe commune
Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint
jusquagrave
2thinsp500 bars
Contre
- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune
- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)
Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole
- turbulente
- continue
- constante et
- bien reacutepartie
parametres essentielles pour une bonne combustion
Cette technologie porte le nom de
bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration
bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et
3e geacuteneacuteration
bull HDi Peugeot Citroeumln
bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia
bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart
bull CRD Jeep
bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)
bull d BMW (ex 530d)
bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen
bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)
bull d Lexus (exIS 220 d)
bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection
directe sans rampe commune)
bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi
bull DI-D Mitsubishi
bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)
bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe
commune)
bull MZR-CD Mazda
bull i-CTDi Honda
bull CRDi Hyundai
bull CRDI Kia
bull TCDi VCDi Chevrolet
bull TID Saab
34 Architectures moteurs
341 Introduction
Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont
- meacutediocre rendement
- vibrations
- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution
De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat
de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares
architectures ont eu droit agrave la production industrielle
342 Caracteacuterisation
La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle
Elle est calculeacutee agrave partir
- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)
- de la distance parcourue par un piston (la course) et
- du nombre de cylindres
La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee
selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de
tempeacuterature et de pression
Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912
Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des
pertes dans la transmission
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)
1 cheval-vapeur = 736 Watt
Le couple maximal est exerceacute sur laxe
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant
La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation
Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par
seconde
La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute
- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz
contenus apregraves le cycle dadmission)
Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee
- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses
cylindres au point mort bas et au point mort haut
Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer
(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute
343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur
3431 Eleacutements fixes
34311 Bloc-moteur
Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la
piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)
Ses fonctions principales sont les suivantes
- contenir les cylindres
- supporter le vilebrequin la culasse les
accessoires
- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification
Scheacutema drsquoun bloc moteur
- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de
refroidissement est utiliseacute)
Bloc a 04 cylindres
34312 Chemises
Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)
a) b) c)
Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912
34313 Culasse
La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre
Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou
drsquoaluminium
Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur
La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements
ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur
refroidi agrave eau
Les culasses portent
- les injecteurs
- les soupapes
- les culbuteurs
- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo
Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure
Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres
I322 Eleacutements mobiles
I3221Vilebrequin
Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles
Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des
paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo
Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes
de bielles sont les
laquo manetons raquo (Reacutef [2])
Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques
appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons
Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage
jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)
Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin
I2322 Bielles
Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles
reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et
entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants
Elles sont en acier allieacute
Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la
leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de
- compression
- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons
- flexion
Les trois principales parties dune bielle sont
- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston
- le corps
- la tecircte qui sarticule sur un maneton du
vilebrequin
Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912
Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une
bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est
emmancheacute avec serrage
Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en
I parfois tubulaire
La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en
permettre le montage sur le vilebrequin
La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo
Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans
la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction
Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de
plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis
agrave de tregraves gros efforts
Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils
sont alors en bronze speacutecial
Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons
Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier
eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction
I3223Piston
Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties
principales
- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz
- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure
lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories
reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston
- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe
- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des
calories
- Fonctions du piston
Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la
bielle les efforts dus aux gaz
- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non
suralimenteacutes
- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels
Figure I9 Piston
Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de
calories au fluide de refroidissement
Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage
Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins
encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus
reacuteduite pour avoir un moteur compact)
La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie
peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de
jeu agrave froid un grippage
Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue
Fig 9a Piston pour moteur Diesel
Formes de la tecircte du piston
La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par
lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du
piston est habituellement plate
Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et
forme totalement ou partie la chambre de combustion
Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les
automobiles de course pour une toute autre raison
Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant
de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence
injecteacute dans la chambre
Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la
position de linjecteur selon la technique dinjection
On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection
Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par
linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie
dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes
raquo et stratifieacutee
Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un
tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la
chambre
Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection
Fig9b Illustration des mouvements
tourbillonnaire swirl et tumble
I3224Segmentation
Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans
les gorges du piston
Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement
supeacuterieur agrave celui du cylindre
En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)
- le segment ndeg3 segment coup de feu
(ou segment de feu)
- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute
- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur
Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments
Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression
Les rocircles de la segmentation sont les suivants
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz
ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu
Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion
passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des
segments inteacuterieurs
Figure I10 Segments de piston
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification
crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment
drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance
- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre
Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique
coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston
Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de
lassemblage du moteur (fig10b)
Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est
de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe
Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment
Fig10b Tierccedilages des segments
I3225Axe de piston
Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur
surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee
Trois types de montage sont couramment utiliseacutes
- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est
libre dons le piston
- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans
lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston
- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par
des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires
Lajustement de laxe est agrave
- frottement doux dans la bielle
- frottement dur dans le piston
Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de
faciliter la mise en place de laxe
Figure I11 Axe de piston monteacute flottant
52 La distribution
Mais cest quoi dont la distribution
Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes
dadmission et deacutechappement
Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston
Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les
systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures
Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une
deacutechappement
Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement
deux agrave deux
(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes
Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre
Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des
ressorts en heacutelice
Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave
la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)
La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est
communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune
tige et dun culbuteur
Fig12 Distribution
331 Soupapes
Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre
temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes
Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts
de rappel
Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties
a) Tecircte de la soupape
Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de
soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre
La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est
deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg
b) Collet
Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave
faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet
dentaille ducirc au changement de section
c) Tige
Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure
le guidage vertical de la soupape
La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la
culasse
d) Queue
Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames
Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger
les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6
Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant
Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le
silicium le tungstegravene le nickel
Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee
332 Culbuteurs et poussoirs
Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la
culasse
Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils
reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs
Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD
Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames
soit
- par lintermeacutediaire dun galet
- par intermeacutediaire dun plateau
Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent
Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)
521 Le diagramme de distribution
Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point
le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)
Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB
Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre
Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression
ou rapport volumeacutetrique
Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur
522 Les systegravemes de controcircle des soupapes
Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et
deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes
conditions
Moteurs culbuteacutes
Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave
transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les
soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs
le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou
central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)
Ces moteurs sont dits culbuteacutes
Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees
1970-80
Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute
Tout dabord quest ce quune came
La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves
preacuteciseacutement afin de
-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape
-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial
-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort
Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames
La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche
mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci
contre en haut)
Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les
cylindres afin de les synchroniser
Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages
Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit
relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire
Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte
Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes
dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur
Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came
lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes
peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs
Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte
Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de
placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes
directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)
et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces
en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de
soupapes)
Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir
cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus
du poussoir
Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon
souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des
culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes
Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte
Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de
saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs
dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs
Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en
inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun
culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire
agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes
La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames
Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames
Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner
sans lautre car ils sont relieacutes entre eux
Ceci est souvent appeleacute larbre moteur
Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave
cames en tecircte (sur la droite)
Cest ce quon appelle la chaine de distribution
On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee
Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place
a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee
Figure V4 commande par chaine non 16032016
323 Nombre de soupapes par cylindre
Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de
distribution Mais ceci nest pas la seule raison
Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2
soupapes par cylindre
Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle
entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de
compression eacuteleveacute
Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les
performances du moteur
Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite
impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher
Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile
En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement
moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile
Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les
contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer
En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer
dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie
Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes
Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore
utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme
Ainsi ce moteur comptant
- 3 soupapes dadmission
- 2 soupapes deacutechappement
permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion
La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes
Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents
mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de
culbuteurs
Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique
53 Refroidissement
Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent
sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur
Il faut donc les refroidir sous peine de destruction
Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et
adapteacutee
531 Refroidissement agrave air
En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement
Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un
cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en
contact avec lair
Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les
veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des
automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle
Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions
Moteur de la VW Coccinelle
Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a
toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes
par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation
du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave
air (encombrement poids simpliciteacute prix)
Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours
un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement
liquide
532 Refroidissement liquide
Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les
performances du refroidissement
Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des
cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct
avec lair ambiant
Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le
liquide de refroidissement
Radiateur moderne en aluminium
Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach
Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le
refroidissement tregraves efficace dun liquide
Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair
Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui
Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le
refroidissement du moteur
Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par
le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur
Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau
Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions
permettant une lubrification optimale
Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par
plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques
lubrifiants utiliseacutes
La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat
situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde
thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur
Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer
assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur
533 Refroidissement par huile
Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en
mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans
les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct
Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois
muni dailettes un petit radiateur dhuile
Exemple
Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un
gros radiateur dhuile
Avantages
Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent
inutiles
Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception
Inconveacutenients
Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus
coucircteuses pour lutilisateur
De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges
dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile
54 Architecture des moteurs agrave explosion
Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres
bull Cylindres en ligne
bull Cylindres en V
bull Cylindres en W
bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)
bull Cylindres en H
bull Cylindres en eacutetoile
bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)
541 Monocylindre
Historique
Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz
le 30 janvier 1807
Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il
fonctionne selon le cycle de Lenoir
Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de
Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les
mouvements dans la phase de compression
542 Quatre cylindres
Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-
Paris
Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les
grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la
gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les
voitures courantes de moyennes et basses gammes
Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900
04 cylindres en V
Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader
Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant
1914
Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB
04 cylindres (en ligne) coucheacute
Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre
monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres
accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor
Carriage Company))
On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les
veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo
04 cylindres agrave plat boxer
Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg
Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen
Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de
graviteacute assez bas
Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de
redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC
En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline
compacte en Europe
Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie
du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute
un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement
Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement
convaincant
- Pas de claquement agrave froid
- une quasi absence de vibration
- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel
Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la
premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire
Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)
543 Six cylindres
Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand
il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres
Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)
La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032
Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont
Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg
en faisant appel agrave des six cylindres
La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe
En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon
Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand
nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes
Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur
Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare
On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez
Laverda en endurance (moteur en V)
Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition
Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement
- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)
- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)
- Benelli avec une 750 puis une 900
En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing
544 Huit cylindres et plus
Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron
Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo
Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V
La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne
Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de
puissance
Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres
soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les
reacuteacteurs
Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent
les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes
Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de
cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth
Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1
Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule
Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de
fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute
En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance
sportive
Puissance drsquoun
veacutehicule
1 Calculs de la pesanteur
11 Deacutecliviteacute
Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H
α = H L
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes
12 Poids du veacutehicule
Calculons le poids drsquoun veacutehicule
P = M g
P poids exprimeacute en N
M masse exprimeacutee en kg
g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)
13 Composante du poids
Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture
F = M g α
Avec
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
14 Travail de la force de traction
Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D
E = F D
E travail exprimeacute en J
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
D distance parcourue exprimeacutee en m
15 Energie
Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H
E = M g H
Avec
E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
15 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V
B = F V
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
V vitesse exprimeacutee en ms
En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement
et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse
16 puissance absorbeacutee par une ascension
Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T
B = M g H T
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m
T temps exprimeacute en s
2 Calculs Aeacuterodynamiques
21 Surface frontale
Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave
lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au
produit de la largeur par la hauteur
camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2
autocar 25 m x 32 m = 8 m2
voiture 18 m x 14 m = 25 m 2
motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2
22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair
Le Cx est calculeacute agrave partir
Cx = 2 F (S Mair Vsup2)
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse air exprimeacutee en ms
23 Reacutesistance de lrsquoair
R = frac12 S Cx Mair Vsup2
R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse exprimeacutee en ms
24 SCx
Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx
est le produit de la surface frontale par le Cx
SCx = S Cx
Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute
25 Constante aeacuterodynamique
La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules
A = S Cx M
Avec
A constante aeacuterodynamique [kgm]
S surface frontale [m2]
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]
26 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair
B = F x V
F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]
V vitesse du veacutehicule [ms]
3 Calculs thermiques
31 Calcul de la cylindreacutee
D2
V = π L N
4
Avec
D aleacutesage du cylindre
L course du piston
N nombre de cylindre
32 Calcul du PCI des combustibles
Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of
combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0
Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales
de tempeacuterature et de pression
Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene
(autrement dit la quantiteacute de chaleur)
Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour
donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur
321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)
Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de
C16H34
Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole
Combustion
Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene
des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene
La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune
maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant
Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire
- qui deacutegage de la chaleur
- elle produit du CO2
- de leau
- dautres composeacutes plus ou moins agressif
La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des
proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et
sans gaspillage
Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes
Pour le gazole
C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q
- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene
- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair
- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3
- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg
Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane
La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est
Carbone C = 087
Hydrogegravene H = 0126
Oxygegravene O = 0004
Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute
Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI
PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]
PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]
33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil
Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent
que pour bruler
1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ
- 112 kg drsquoN2
- 34 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 32 kg CO2
- 12 kg drsquoH2O
1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ
- 118 kg drsquoN2
- 035 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 31 kg de CO2
- 14 kg drsquoH2O
1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ
- 12 kg drsquoN2
- 036 kg drsquoO2)
La reacuteaction produit environ
- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 3 kg de CO2
- 16 kg drsquoH2O
La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut
avoir
[kg drsquoairkg]
minus+
= OHCL 8
3
8
230
10
[kmol drsquoairkg]
minus
+
=
32412210
10
OHCL
34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil
Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave
cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on
peut srsquoen approcher
Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du
fonctionnement drsquoun moteur
En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les
pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en
permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique
Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes
tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en
temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres
Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair
Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave
la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055
Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]
35 Quantiteacute des produits produit de combustion
Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un
carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees
Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent
que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)
Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont
indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants
Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour
simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees
meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains
atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire
oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes
complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules
carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de
carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2
lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout
meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves
drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave
haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la
formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre
lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la
particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique
NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene
atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour
les organismes vivants
C
nCO2 = [kmolekg]
12
H
nHO2 = [kmolekg]
2
nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]
nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]
36 Quantiteacute totale des produits de combustion
nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]
37 Puissance nominale
Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile
Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur
la puissance du moteur
Le choix est vaste et on srsquoy perd
80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip
Que signifient reacuteellement ces chiffres
Agrave quoi sert la puissance
Comment la mesure-t-on
Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse
Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses
Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la
transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps
Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)
puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle
(route en deacutecliviteacute)
La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps
mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps
On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs
de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance
Banc drsquoessai moteur
Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun
- frein
- compte-tours
Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le
frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz
restant grande ouverte
En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au
couple de freinage
il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple
moteur
Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple
moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation
In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs
F N
Pf =
10 000
Ougrave
F charge [N]
N = reacutegime de rotation [trmn]
38 Puissance corrigeacutee
Pfc = Pf f
Avec
f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f
= 1085
Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion
f = 1085
Pamb = 719 [mmHg]
39 Consommation speacutecifique
La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire
un travail T donneacute
(3600 v Ps )
Cs = [gkWh]
(t Pf)
Ou
v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]
Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]
t temps de consommation [s]
Pf puissance au frein [kW]
310 Consommation speacutecifique corrigeacutee
Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)
Ou
Pfc puissance corrigeacutee
311 Couple moteur
Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur
Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier
abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour
lrsquoacheteur
Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest
- la masse de la voiture
- son couple moteur
- le reacutegime auquel il est disponible
qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en
situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient
Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs
- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons
- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin
On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et
drsquoun frein
La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres
un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le
maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion
Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur
maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave
mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip
Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation
de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru
se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable
Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas
trop eacuteleveacutehellip
30PN 1000
CN = [Nm]
N π
Ou
PN Puissance nominale [kW]
N Vitesse de rotation [trmn]
312 Couple corrigeacutee
30Pfc 1000
Cc = [Nm]
N π
Ou
Pf Puissance corrigeacutee [kW]
4 Bilan thermique des moteurs
Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion
Elle apparaicirct sous deux formes distinctes
Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel
brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene
normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est
donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement
Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le
cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de
combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin
signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous
forme de mouvement (4)
Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie
En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique
En effet le rendement se deacutefinit comme
eacutenergie reacutecupeacutereacutee
Rendement =
eacutenergie consommeacutee
Dans le cas drsquoun moteur
lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance
exprimeacutee en kilowattheure [kW]
lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en
kilogrammes puis convertie en joules)
Le reacutesultat est une grandeur sans dimension
Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne
QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge
- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible
- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective
- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement
- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement
- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion
incomplegravete frottements etc)
Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur
Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on
trouve
41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion
Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )
Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )
GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )
Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )
Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )
GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )
(PCI Csh)
QT =
36
Calcul de la consommation horaire
- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]
- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]
42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps
Qe = 1000 Pf [Js]
Sachant que
- Pf puissance au frein [W]
43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement
Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante
C i D(1+2m ) Nm
Qr = [Js]
λ Avec
- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie
dans la plage [045 divide 0 53]
- i Nombre de cylindres
- D Aleacutesage du cylindre
- N freacutequence de rotation du vilebrequin
- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par
lrsquointervalle [06 divide 07 ]
- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair
44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement
Csh
Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]
36 Avec
- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de
combustible]
- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]
- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]
- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]
- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]
- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave
pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis
45 Autres pertes de chaleur
QP = QT - (Qe + Qr + Qge)
Chapitre 8
Identification du
veacutehicule
Vehicle Identification Number
Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est
donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950
Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule
ainsi que sur le moteur et dans
lordinateur de bord
Lanceacute dans une forme simplifieacutee en
1950 par les constructeurs ameacutericains
ce code passera aux 17 caractegraveres
actuels en 1980
Le numeacutero inscrit sur la carte grise
dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie
du type raquo correspond bien agrave celui
figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis
Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis
mais son appellation officielle est
Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule
(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe
laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo
Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une
Longueur de 17 caractegraveres
et peut ecirctre diviseacute en 3 sections
bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave
Identification Mondiale du Constructeur
WMI World Manufacturer Identification (anglais)
Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des
variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication
A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1
- Peugeot est VF3
- Citroeumln est VF7
Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur
(WMI)
On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres
Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9
caractegraveres les autres 14
Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les
bus ou les camions comme par exemple
bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en
- 1G1 pour Chevrolet
- 1G2 pour Pontiac et
- 1GC pour Chevrolet camions
bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en
- FA pour Fiat Auto et
- FC pour Fiat VI
Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est
implanteacutee Exemple
- ZFA Fiat Auto Italie
- SUF Fiat Auto Pologne
- 8AF Fiat Auto Argentine
- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie
- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil
bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la
Section de Description du Veacutehicule
VDS Vehicle Description Section (anglais)
ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault
utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines
bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la
Section drsquoIdentification du Veacutehicule
VIS Vehicle Identification Section en anglais
Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur
concerneacute
Emplacement du VIN
Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui
figurant sur la voiture
il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur
chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise
Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens
en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero
reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la
marque
Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre
- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou
- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture
En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer
accidentellement ou salteacuterer
Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire
Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du
veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve
- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur
- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit
La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est
- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire
- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide
Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral
- dans le compartiment moteur
- sur le pied de porte avant droit
- dans le coffre
Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une
petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur
Evolution du code VIN en fonction des types
Mercedes W201
Mercedes W202
Mercedes W203
Mercedes W204
Composition du code
Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un
systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation
- ISO 3779 de 1979 et
- ISO 3780 de 1980
Avant-propos
LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale
dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)
1 Domaine dapplication
La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero
didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme
uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers
La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes
aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833
3 Termes et deacutefinitions
31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN
Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de
son identification
32 Code didentification mondiale du constructeur WMI
Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du
veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification
dudit constructeur
33 Descripteur VDS
Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les
caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule
34 Indicateur VIS
Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une
combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre
veacutehicule
35 Constructeur
Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la
conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service
indeacutependante de lemplacement de lusine de montage
36 Anneacutee
Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule
deacutetermineacutee par le constructeur
37 Seacuteparation
Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du
numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites
Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee
Code
1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A
1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B
1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C
1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D
1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E
1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F
1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G
1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H
1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J
1989 K 2019 K
1990 L 2020 L
1991 M 2021 M
Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries
Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1
5
1
6
1
7
ISO 3779
Code
constructeu
r-WMI
Composition du
veacutehicule Code veacutehicule-VIS
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
plus de 500
veacutehiculesan
Code
constructeu
r-WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Numeacutero progressif
seacuterie
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
moins de 500
veacutehiculesan
WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Code
constructeu
r-WMI
Numeacutero
progressi
f seacuterie
Exemple de code VIN
Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot
- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)
1 VF (Europe S-Z France VF-VR)
3 3 (Peugeot)
- Type au mines (06)
4-6 741 (Composition du veacutehicule)
7 (306)
4 (04 portes)
1 ou A (Moteur D1768 cc)
7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)
9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)
- Anneacutee modegravele (01)
10 F (1985)
- Code VIS (07)
11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)
12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)
Poinccedilon Peugeot
WAUZZZ8GZPA001181
Codes pays
AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe
1ndash5 =
Ameacuterique
du Nord
6ndash7 =
Oceacuteanie
8ndash9 =
Ameacuterique
du Sud
AA-AH Afrique
du Sud
AJ-AN Cocircte
dIvoire
AP-A0 non
attribueacute
BA-BE Angola
BF-BK Kenya
BL-BR Tanzanie
BR Algeacuterie
BS-B0 non
attribueacute
CA-CE Benin
CF-CK
Madagascar
CL-CR Tunisie
CS-C0 non
attribueacute
DA-DE Egypte
DF-DK Maroc
DL-DR Zambie
DS-D0 non
attribueacute
(probable
Algerie)
EA-EE Ethiopie
EF-EK
Mozambique
EL-E0 non
attribueacute
FA-FE Ghana
FF-FK Nigeria
FF-FK
Madagascar
FL-F0 non
attribueacute
GA-G0 non
attribueacute
HA-H0 non
attribueacute
JA-J0 Japon
KA-KE Sri
Lanka
KF-KK
Israel
KL-KR
Coreacutee du Sud
KS-K0 non
attribueacute
LA-L0 Chine
MA-ME Inde
MF-MK
Indoneacutesie
ML-MR
Thaiumllande
MS-M0 non
attribueacute
NF-NK
Pakistan
NL-NR
Turquie
NS-N0 non
attribueacute
PA-PE
Philippines
PF-PK
Singapour
PL-PR
Malaysie
PS-P0 non
attribueacute
RA-RE
Emirat
Arabes Unis
RF-RK
Taiwan
RL-RR
Vietnam
RS-R0 non
attribueacute
SA-SM
Grande
Bretagne
SN-ST
Allemagne
SU-SZ
Pologne
S1-S0 non
attribueacute
TA-TH Suisse
TJ-TP
Reacutepublique
Tchegraveque
TR-TV
Hongrie
TW-T1
Portugal
T2-T0 non
attribueacute
UA-UG non
attribueacute
UH-UM
Danemark
UN-UT Irlande
UU-UZ
Roumanie
U1-U4 non
attribueacute
U5-U7
Slovaquie
U8-U0 non
attribueacute
VA-VE
Autriche
VF-VR France
VS-VW
Espagne
VX-V2
Yougoslavie
V3-V5 Croatie
V6-V0 Estonie
WA-W0
1A-10 Etats
Unis
2A-20
Canada
3A-3W
Mexique
3X-37 Costa
Rica
38-30 non
attribueacute
4A-40 Etats
Unis
5A-50 Etats
Unis
6A-6W
Australie
6X-60 non
attribueacute
7A-7E
Nouvelle
Zeacutelande
7F-70 non
attribueacute
8A-8E
Argentine
8F-8K Chili
8L-8R
Equateur
8S-8W
Peacuterou
8X-82
Veacuteneacutezueacutela
83-80 non
attribueacute
9A-9E Breacutesil
9F-9K
Colombie
9L-9R
Paraguay
9S-9W
Uruguay
9X-92
Trinidad amp
Tobago
93-99 Breacutesil
90 non
attribueacute
Allemagne
XA-XE
Bulgarie
XF-XK Gregravece
XL-XR Pays
Bas
XS-XW Russie
XX-X2
Luxembourg
X3-X0 Russie
YA-YE
Belgique
YF-YK
Finlande
YL-YR Malte
YS-YW Suegravede
YX-Y2
Norvegravege
Y3-Y5
Bielorussie
Y6-Y0 Ukraine
ZA-ZR Italie
ZS-ZW non
attribueacute
ZX-Z2
Sloveacutenie
Z3-Z5 Lituanie
Z6-Z0 non
attribueacute
Chapitre 9
Organisation du
garage
1 Introduction
Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement
appeleacute
garage
est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la
reacuteparation des veacutehicules automobile
Un petit atelier de garagiste en
Nouvelle-Galles du Sud (Australie)
laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et
peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile
- meacutecanicien
- carrossier
- peintre en carrosserie
- vendeur etchellip
Un garage peut faire office de station-service tandis que
bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la
distribution de carburant proposent un service basique
de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule
et les reacuteparations mineures
Certains garages en outre proposent un service de vente
de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine
au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)
Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants
2 Histoire
Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en
mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle
passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -
progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)
Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele
eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport
Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en
- seacutecurisant et regraveglementant son emploi
- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute
le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se
multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations
3 CHOIX DE LIMPLANTATION
Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et
inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix
- Trafic
- Publiciteacute
- Faciliteacute daccegraves
- Coucirct du terrain
- Superficies possibles
- Frais fixes
4 REacutePARTITION DES SURFACES
La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de
- 13 bacircti
- 23 non-bacircti
a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees
- Aires de stationnement Clients magasin de PR
- veacutehicules en attente de reacuteparation
- veacutehicules clients reacutepareacutes
- veacutehicules neufs et occasions
- veacutehicules du personnel
- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets
b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre
- spacieux
- bien eacuteclaireacutes
- ventileacutes
- chauffeacutes
- daccegraves facile
Il faut preacutevoir
Piegraveces agrave usage de bureau
- 6msup2 par personne
Reacuteception et daccueil des clients
- sa localisation doit ecirctre eacutevidente
Salle dattente clients
- spacieuse
- confortable
- agreacutementeacutee
- documenteacutee
- eacutequipeacutee
- eacuteclaireacutee
- peinte toujours en blanc mat
Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes
- clients
- meacutecaniciens
- agents
Atelier de reacuteparation plusieurs zones
- reacuteparations rapides
- interventions longues
- carrosserie
- peinture
- eacutelectriciteacute
- mise au point etc
Piegraveces annexes
- deacutechets
- aire de lavage
- compresseurs
- vestiaires personnels
- sanitaires etc
5 LES MATEacuteRIELS
a) GROS MATEacuteRIELS
Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie
des trains roulants
Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles
Electriciteacute
Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs
b) PETITS MATEacuteRIELS
Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels
6 LES PERSONNELS
La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories
a) ENCADREMENT
Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique
Directeur financier
b) EXEacuteCUTION
Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance
Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs
Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs
a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE
a) RDC
b) Etage Bureaux et administration
b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION
AUTOMOBILE
a) OBJECTIF DE LENTREPRISE
Accroicirctre la productiviteacute
- en structurant les ateliers
- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles
ne se chevauchent pas
b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE
- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous
les secteurs
- Chaque secteur est autonome
- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la
responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe
c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE
LENTREPRISE
a) LE CHEF DENTREPRISE
Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous
les secteurs
b) LE CHEF DATELIER
- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des
employeacutes
- Il coordonne tous les services
c) LE REacuteCEPTIONNAIRE
- accueil le client
- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer
- eacutetablie eacuteventuellement un devis
- preacutecise les deacutelais de reacuteparation
Si le client est daccord
- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule
carburant accessoires)
- charge le planning de latelier
Apregraves les travaux
- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture
d) LE CHEF DEacuteQUIPE
Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation
e) LES COMPAGNONS
Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations
f) LE MAGASINIER
Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele
g) SERVICE FACTURATION
Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe
h) SERVICE COMPTABILITEacute
Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation
Chapitre 10
Devis
1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION
2 Deacutefinition
Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat
dun bien
Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation
Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des
relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable
3 Enjeux dun devis
Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela
permet de comparer les prix et les prestations fournies
Les Destinataires
- un client
- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise
bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans
deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune
erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable
bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave
lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat
ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule
Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits
4 Deacutemarche dutilisation des devis
a) Ce que doit comporter un devis
Identification du prestataire qui reacutedige le devis
bull nom et raison sociale
bull adresse complegravete
bull teacuteleacutephone
bull teacuteleacutecopie
bull email et site internet
Identification de la personne qui a demandeacute le devis
bull nom preacutenom
bull adresse
bull teacuteleacutephone
Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros
La date du devis
La liste des prix et le total
b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis
bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois
selon le projet
5) Estimation
bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui
constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la
puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration
que le reacutesultat
6) Quelles sont les regravegles dun bon devis
- Un prix ferme
- une trace eacutecrite en cas de litigehellip
Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux
Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment
- la somme globale agrave payer
- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes
- le nom et ladresse de lentreprise
- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du
devis
Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client
Des mentions suppleacutementaires
Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres
mentions non obligatoires comme par exemple
- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements
- la date limite preacutevue pour la fin des travaux
- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute
Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip
Si la facture est plus eacuteleveacutee
Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait
pas donneacute son accord preacutealablehellip
Que faire
Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans
certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres
premiegraveres)
si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture
Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence
Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de
reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de
la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel
Chapitre 11
Bon de commande
Commande
Dans le commerce une commande est une intention soit
- verbale
- eacutecrite
dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers
Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande
dachat
Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une
commande de vente
Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte
des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis
Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees
Eacutetapes dans les commandes commerciales
Commerce Action de lacheteur Action du vendeur
Acheteur qui deacutesire le
produit et vendeur qui
vend le produit
Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute
Veacuterification du pricing
du produit disponibiliteacute
speacutecifications coucircts de
livraison
Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes
Accord de transaction
entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat
Enregistrement de la commande
de vente
Le produit est expeacutedieacute du
vendeur agrave lacheteur
Fiche demballage facture pro
forma pour certaines
expeacuteditions internationales
Lacheteur reccediloit le
produit du vendeur
La fiche demballage et le produit sont
compareacutes avec la commande dachat on
veacuterifie le bon conditionnement du
produit
Le vendeur envoie la
facture (comptabiliteacute) agrave
lacheteur
On fait correspondre la fiche demballage
avec la commande dachat et la facture
on enregistre lachat dans les comptes
financiers dans la comptabiliteacute
fournisseurs
On enregistre la vente dans les
comptes financiers dans la
comptabiliteacute clients
Lacheteur paie le
vendeur
Paiement en espegraveces par chegraveque ou
paiement eacutelectronique enregistrement
du paiement sur la commande dachat
Reacuteception des espegraveces du
chegraveque ou du paiement
eacutelectronique enregistrement du
paiement sur la commande de
vente
335 Deacutelai drsquoallumage
Le temps mis par les premiegraveres gouttelettes injecteacutees pour atteindre la tempeacuterature drsquoinflammation est
deacutefini sous le nom de deacutelai drsquoallumage
Ce deacutelai doit ecirctre aussi court que possible pour que le fonctionnement du moteur soit doux Il sera
drsquoautant plus faible que
- La tempeacuterature de lrsquoair est plus eacuteleveacutee
- La tempeacuterature drsquoinflammation du combustible est
plus basse
- Le combustible est plus finement pulveacuteriseacute
- La tempeacuterature du combustible est plus eacuteleveacutee
- Lrsquoindice de ceacutetane du combustible est eacuteleveacute
336 Moteur agrave injection directe
Moteur agrave combustion interne alimenteacute en air pur le carburant eacutetant injecteacute
sous forte pression directement dans la chambre de combustion (figure
I17)
La pression drsquoair est de 175 agrave 200 bars Ce moteur a besoin drsquoun excegraves drsquoair
important pour favoriser le brassage du meacutelange
Les pressions sont importantes en fin de compression (Reacutef [2])
Injection directe
Avantages
- Le rendement thermique est supeacuterieur drsquoenviron 10 agrave un moteur agrave chambre de preacutecombustion
- Les deacutemarrages sont plus faciles
- La construction est plus simple que pour les autres types de moteurs
Inconveacutenients
Le moteur est assez bruyant et les organes sont soumis agrave de fortes charges
Lrsquoencrassement des injecteurs est plus rapide
336 Avantages du moteur Diesel
Les raisons du succegraves du moteur Diesel dans lautomobile au-delagrave davantages fiscaux qui relegravevent de
choix politiques et non techniques tiennent essentiellement agrave son rendement supeacuterieur agrave celui du
moteur agrave essence
Ce rendement peut ecirctre encore ameacutelioreacute par lutilisation dun
turbocompresseur
Les plus reacutecents modegraveles sont laquo agrave geacuteomeacutetrie variable raquo (TGV)
technologie qui leur permet decirctre plus performants agrave bas reacutegime)
Turbocompresseur
Ainsi que lrsquoutilisation du Common rail (injection directe agrave haute
p r e s s i o n ) i n v e n t eacute p a r F i a t e t M a g n e t i - M a r e l l i
Systegraveme drsquoinjection a rampe commune
Avec les nouveaux injecteurs-pompe rampe commune et pieacutezo-eacutelectrique la pression atteint
jusquagrave
2thinsp500 bars
Contre
- 1thinsp400 pour la premiegravere rampe commune
- moins de 1thinsp000 pour un moteur agrave injection indirecte)
Ce qui assure une pulveacuterisation du gazole
- turbulente
- continue
- constante et
- bien reacutepartie
parametres essentielles pour une bonne combustion
Cette technologie porte le nom de
bull JTD Fiat Alfa Romeo Lancia - inventeur du systegraveme common rail 1re geacuteneacuteration
bull Mjt Fiat Alfa Romeo Lancia Iveco - inventeur et distributeur du systegraveme common rail 2e et
3e geacuteneacuteration
bull HDi Peugeot Citroeumln
bull dCi (Direct Common rail Injection) Renault Nissan Dacia
bull CDI (Common rail Direct Injection) Mercedes-Benz Smart
bull CRD Jeep
bull Td(x) TDV(x) Land Rover (ex Td4 ou TDV8)
bull d BMW (ex 530d)
bull TDI (Turbo Direct Injection) Audi Seat Skoda Volkswagen
bull D-4D ou D-CAT Toyota (CAT signifie Clean Advanced Technologie)
bull d Lexus (exIS 220 d)
bull CDTI (Common rail Turbo Direct Injection) Opel (les DTI sont des moteurs agrave injection
directe sans rampe commune)
bull VDi deacutenomination anciennement utiliseacutee par Nissan aujourdhui remplaceacutee par dCi
bull DI-D Mitsubishi
bull D Volvo (ex 24D ou D5) Jaguar (ex 27D)
bull TDCi Ford (les moteurs TDdi sont agrave injection directe mais ne comportent pas de rampe
commune)
bull MZR-CD Mazda
bull i-CTDi Honda
bull CRDi Hyundai
bull CRDI Kia
bull TCDi VCDi Chevrolet
bull TID Saab
34 Architectures moteurs
341 Introduction
Les deacutefauts du moteur agrave combustion interne classique sont
- meacutediocre rendement
- vibrations
- difficulteacute de reacuteduire son niveau de pollution
De nombreuses architectures alternatives sont neacutees au cours de lhistoire beaucoup sont resteacutees agrave leacutetat
de dessins ou de maquettes certaines ont donneacutees des prototypes fonctionnels et quelques rares
architectures ont eu droit agrave la production industrielle
342 Caracteacuterisation
La cylindreacutee dun moteur est le volume total (tous cylindres) deacuteplaceacute durant un cycle
Elle est calculeacutee agrave partir
- du diamegravetre dun cylindre (laleacutesage)
- de la distance parcourue par un piston (la course) et
- du nombre de cylindres
La puissance deacuteveloppeacutee souvent exprimeacutee par une courbe de puissance moteur doit ecirctre mesureacutee
selon certaines normes deacutefinissant en particulier les accessoires mis en œuvre et les conditions de
tempeacuterature et de pression
Courbes caracteristiques du moteur CMT F4L912
Elle est toujours supeacuterieure agrave la puissance reacuteellement disponible aux roues pour un veacutehicule du fait des
pertes dans la transmission
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le kiloWatt (kW) mais souvent accoleacute au cheval-vapeur (CV)
1 cheval-vapeur = 736 Watt
Le couple maximal est exerceacute sur laxe
Luniteacute leacutegale utiliseacutee est le Newton-megravetre (Ntimesm) bien que le kgtimesm reste courant
La puissance est le produit du couple par la vitesse de rotation
Pour obtenir des Watt il faut multiplier le couple en Ntimesm par la vitesse de rotation en radians par
seconde
La vitesse maximale de rotation geacuteneacuteralement exprimeacutee en tours par minute
- La puissance speacutecifique exprime la puissance produite en fonction de la cylindreacutee (volume de gaz
contenus apregraves le cycle dadmission)
Elle est souvent exprimeacutee en la rapportant au litre de cylindreacutee
- Le taux de compression dun moteur exprime le rapport entre le volume laisseacute dans lun de ses
cylindres au point mort bas et au point mort haut
Plus il est eacuteleveacute plus le meacutelange est comprimeacute donc plus lexplosion sera forte donc difficile agrave geacuterer
(choc meacutecanique tempeacuteraturehellip) mais plus le rendement du moteur sera eacuteleveacute
343 Eleacutements constitutifs drsquoun moteur
3431 Eleacutements fixes
34311 Bloc-moteur
Le bloc-moteur appeleacute eacutegalement carter-cylindres est la
piegravece maicirctresse du moteur (figure I2)
Ses fonctions principales sont les suivantes
- contenir les cylindres
- supporter le vilebrequin la culasse les
accessoires
- servir de support agrave lrsquohuile de lubrification
Scheacutema drsquoun bloc moteur
- servir de support agrave lrsquoeau de refroidissement (si un tel systegraveme de
refroidissement est utiliseacute)
Bloc a 04 cylindres
34312 Chemises
Pour le moteur F4L912 refroidi agrave air les chemises sont munies drsquoailettes (figure I3)
a) b) c)
Figure3 Chemises pour moteurs a) humides b) segraveches c) agrave ailettes du moteur F4L912
34313 Culasse
La culasse obture la partie supeacuterieure du cylindre
Cest une piegravece assez massive obtenue par moulage de fonte dacier ou
drsquoaluminium
Sa forme est tregraves variable suivant le type de moteur
La circulation de leau de refroidissement se fait dans des eacutevidements
ameacutenageacutes dans leacutepaisseur des parois Culasse drsquoun moteur
refroidi agrave eau
Les culasses portent
- les injecteurs
- les soupapes
- les culbuteurs
- les conduits dentreacutee dair et de sortie des gaz brucircleacutes Culasse Renault Kangoo
Pour le moteur refroidi agrave air (F4L912) leur culasse porte des ailettes comme montre la figure
Figure I5 Culasse du moteur F4L912 Figure I6 Vilebrequin pour un moteur a 4 cylindres
I322 Eleacutements mobiles
I3221Vilebrequin
Le vilebrequin (figure I6) est un arbre manivelle il reccediloit les efforts des bielles
Les parties cylindriques par lesquelles il repose dans des
paliers-supports du bacircti sont les laquo tourillonsraquo
Les parties cylindriques qui reccediloivent les coussinets de tecirctes
de bielles sont les
laquo manetons raquo (Reacutef [2])
Manetons et tourillons sont relieacutes entre eux par des flasques
appeleacutes laquo bras de manivelle raquo Fig 6 bis Vilebrequin a 5 paliers avec ses bielles et pistons
Des canaux sont foreacutes dans la masse du vilebrequin pour amener lhuile de graissage
jusquaux coussinets de tecirctes de bielle (figure 7)
Figure 7 Graissage des paliers drsquoun vilebrequin
I2322 Bielles
Les bielles transmettent au vilebrequin les efforts quelles
reccediloivent des pistons pendant les temps moteurs et
entrainent les pistons pendant les temps reacutesistants
Elles sont en acier allieacute
Leurs formes sont conccedilues de maniegravere agrave concilier au mieux la
leacutegegravereteacute et la reacutesistance aux efforts de
- compression
- extension Fig7a Ensemble bielles-pistons
- flexion
Les trois principales parties dune bielle sont
- le pied qui srsquoarticule sur laxe de piston
- le corps
- la tecircte qui sarticule sur un maneton du
vilebrequin
Figure I8 Bielle utiliseacutee dans le moteur F4L912
Le pied est un eacutepanouissement aleacuteseacute du corps dans lequel une
bague en bronze phosphoreux ou un roulement agrave aiguilles est
emmancheacute avec serrage
Le corps est alleacutegeacute par des eacutevidements sa section est souvent en
I parfois tubulaire
La tecircte est en deux parties assembleacutees par boulons pour en
permettre le montage sur le vilebrequin
La partie rapporteacutee est le laquo chapeau raquo
Deux demi-coussinets en bronze ou en acier sencastrent dans
la tecircte ils sont garnis dune couche de meacutetal antifriction
Le garnissage est parfois en laquo meacutetal roseraquo (alliage agrave base de
plomb et de cuivre qui fond agrave 1 000degC) pour les moteurs soumis
agrave de tregraves gros efforts
Quelquefois les coussinets sont deacutepourvus de garnissage ils
sont alors en bronze speacutecial
Fig8a Description de lrsquoensemble bielles-pistons
Dans les moteurs modernes les coussinets sont des laquo coquillesraquo tregraves minces en acier
eacutegalement garnies drsquoalliage antifriction
I3223Piston
Le piston (figure I9) peut ecirctre deacutecomposeacute en quatre parties
principales
- La tecircte ou fond qui reccediloit les efforts dus aux gaz
- le porte-segments qui par lrsquointermeacutediaire des segments assure
lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz et agrave lrsquohuile et dissipe une partie des calories
reccedilues vers le fluide de refroidissement Fig 8b Vue drsquoun piston
- le logement de lrsquoaxe de piston ou trou drsquoaxe
- la jupe ou partie frottant dont le rocircle est de guider le porte-segments et de dissiper une partie des
calories
- Fonctions du piston
Le piston doit transmettre au vilebrequin par lrsquointermeacutediaire de la
bielle les efforts dus aux gaz
- jusqursquoagrave 75 MPa pour les moteurs agrave essence non
suralimenteacutes
- jusqursquoagrave 14 agrave 18 MPa pour les moteurs diesels
Figure I9 Piston
Ils doivent ecirctre suffisamment isolants pour ne pas fournir trop de
calories au fluide de refroidissement
Tout en eacutevitant la formation de points chauds et de grippage
Il faut que le piston soit aussi leacuteger que possible et le moins
encombrant possible (distance entre le trou drsquoaxe et la tecircte la plus
reacuteduite pour avoir un moteur compact)
La dilatation du piston doit ecirctre telle que le jeu pistonchemise varie
peu car trop de jeu agrave froid provoque des claquements et pas assez de
jeu agrave froid un grippage
Le piston doit avoir une bonne reacutesistance meacutecanique en fatigue
Fig 9a Piston pour moteur Diesel
Formes de la tecircte du piston
La forme des chambres de combustion est deacutetermineacutee par
lempreinte reacutealiseacutee dans la culasse si bien que la tecircte du
piston est habituellement plate
Parfois il savegravere au contraire que le piston soit creuseacute et
forme totalement ou partie la chambre de combustion
Neacuteanmoins la tecircte du piston est creuseacutee notamment sur les
automobiles de course pour une toute autre raison
Il sagit en effet de reacutealiser une forme particuliegravere permettant
de reacutepartir et de diriger au mieux le meacutelange airessence
injecteacute dans la chambre
Fig 9c Illustration des diffeacuterentes formes de tecirctes de piston et de la
position de linjecteur selon la technique dinjection
On distingue geacuteneacuteralement 02 grandes techniques dinjection
Dans le cas dune injection dite laquo tumble raquo le jet de fluide produit par
linjecteur est deacutevieacute (par la forme de la tecircte du piston) vers la bougie
dallumage permettant de produire une explosion plus laquo performantes
raquo et stratifieacutee
Dans le cas dune injection dite laquo swirl raquo le carburant agit comme un
tourbillon permettant ainsi dhomogeacuteneacuteiser le meacutelange dans toute la
chambre
Il est eacutegalement possible de combiner les deux types dinjection
Fig9b Illustration des mouvements
tourbillonnaire swirl et tumble
I3224Segmentation
Ce sont des piegraveces composeacutees dun cercle incomplet en acier eacutelastique preacutevues pour semboicircter dans
les gorges du piston
Le diamegravetre exteacuterieur au repos est leacutegegraverement
supeacuterieur agrave celui du cylindre
En partant de la tecircte du piston on a (figue I10)
- le segment ndeg3 segment coup de feu
(ou segment de feu)
- le segment ndeg2 segment drsquoeacutetancheacuteiteacute
- le segment ndeg1 segment racleur ou refouleur
Fig9b Vue drsquoun ensemble piston-segments
Les deux derniers segments sont eacutegalement appeleacutes segments de compression
Les rocircles de la segmentation sont les suivants
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute aux gaz
ce rocircle est surtout assureacute par le segment coup de feu
Il est essentiel pour diminuer le Blow-by (gaz de combustion
passant dans le carter-cylindres) et la tempeacuterature des
segments inteacuterieurs
Figure I10 Segments de piston
- Assurer lrsquoeacutetancheacuteiteacute agrave lrsquohuile de lubrification
crsquoest surtout le rocircle du segment racleur mais le segment
drsquoeacutetancheacuteiteacute a aussi une grande importance
- Eacutevacuer la chaleur du piston vers le cylindre
Elles sont fabriqueacutees agrave partir dun ressort dacier eacutelastique
coupeacute ensuite en rondelles constituant les segments Fig10a Collier pou segments a piston
Elles sont geacuteneacuteralement asymeacutetriques il faut faire attention au sens de montage lors de
lassemblage du moteur (fig10b)
Lespace entre les deux extreacutemiteacutes du segment lorsquil est
de serrage introduit dans le cylindre sappelle le jeu agrave la coupe
Sa mesure permet deacutevaluer lusure du segment
Fig10b Tierccedilages des segments
I3225Axe de piston
Les axes de pistons en acier au nickel ceacutementeacute sont tubulaires leur
surface cylindrique exteacuterieure est rectifieacutee
Trois types de montage sont couramment utiliseacutes
- laxe est maintenu solidaire de la bielle par une vis pointeau il est
libre dons le piston
- laxe est maintenu solidaire du piston par une vis pointeau placeacutee dans
lun des bossages il est libre dans laleacutesage de la bielle Fig10c Axe piston
- laxe est monteacute laquoflottantraquo dans le piston et la bielle son deacuteplacement lateacuteral est limiteacute par
des freins extensibles en anneau (figure I11) logeacutes dans des rainures circulaires
Lajustement de laxe est agrave
- frottement doux dans la bielle
- frottement dur dans le piston
Pour le montage le piston est porteacute agrave la tempeacuterature de 100degc dans un bain dhuile afin de
faciliter la mise en place de laxe
Figure I11 Axe de piston monteacute flottant
52 La distribution
Mais cest quoi dont la distribution
Ce sont les diffeacuterents systegravemes permettant la reacutegulation des eacutechanges gazeux cest agrave dire les eacutetapes
dadmission et deacutechappement
Dans un moteur 2 temps cette fonction est assureacutee par le piston
Sur un moteur quatre temps la distribution se fait au niveau de la culasse par les soupapes et tous les
systegravemes qui permettent leurs ouvertures et fermetures
Chaque cylindre dun moteur possegravede au moins deux soupapes une dadmission et une
deacutechappement
Sur certains moteurs il Y a trois ou quatre soupapes par culasse elles sont commandeacutees simultaneacutement
deux agrave deux
(a) 02 soupapes (b) 03 soupapes (c) 04 soupapes
Fig11a Culasses a 02 03 et 04 soupapes par cylindre
Les soupapes sont normalement appuyeacutees sur leurs siegraveges par des
ressorts en heacutelice
Leur ouverture agrave un instant preacutecis de chaque cycle sobtient gracircce agrave
la pousseacutee exerceacutee par une came (figure12)
La came tourne entraicircneacutee par le vilebrequin sa pousseacutee est
communiqueacutee agrave la soupape par lintermeacutediaire dun poussoir dune
tige et dun culbuteur
Fig12 Distribution
331 Soupapes
Une soupape est un organe meacutecanique de la distribution des moteurs thermiques agrave quatre
temps permettant ladmission des gaz frais et leacutevacuation des gaz brucircleacutes
Les soupapes sont actionneacutees par un arbre agrave cames et maintenues par un ou plusieurs ressorts
de rappel
Les soupapes sont constitueacutees de quatre parties
a) Tecircte de la soupape
Lorsque la soupape est en position fermeacutee elle vient sappuyer sur le siegravege de
soupape dessineacute dans la culasse pour assurer leacutetancheacuteiteacute de la chambre
La partie de la soupape en contact avec le siegravege de forme tronconique est
deacutenommeacutee laquo porteacutee raquo langle varie entre 30deg et 45deg
b) Collet
Elle relie la tecircte agrave la tige est formeacute par un congeacute de grand rayon de faccedilon agrave
faciliter la dissipation de la chaleur provenant de la chambre et eacuteviter leffet
dentaille ducirc au changement de section
c) Tige
Crsquoest une piegravece cylindrique dont le diamegravetre est de lordre du quart de celui de la tecircte assure
le guidage vertical de la soupape
La tige coulisse ainsi dans le guide de soupape ouverture cylindrique pratiqueacutee dans la
culasse
d) Queue
Partie terminale de la soupape supporte laction du poussoir actionneacute par larbre agrave cames
Elle comporte une ou plusieurs gorges le plus souvent de section semi-circulaire pour loger
les clavettes qui transmettent agrave la soupape la tension du ressort de rappel6
Les soupapes sont en acier allieacute tregraves reacutesistant
Les principaux meacutetaux dalliage sont le chrome le
silicium le tungstegravene le nickel
Figure I13 Soupape avec tecircte bombeacutee
332 Culbuteurs et poussoirs
Les culbuteurs (figure I14) sont des leviers oscillants articuleacutes sur un axe solidaire de la
culasse
Leur rocircle est de transmettre de haut en bas aux queues de soupape les pousseacutees quils
reccediloivent de bas en haut agrave intervalles reacuteguliers des poussoirs et tiges de culbuteurs
Figure I14 Culbuteurs Renault 21 TD
Les poussoirs sont des cylindres en acier tregraves reacutesistant qui prennent contact avec les cames
soit
- par lintermeacutediaire dun galet
- par intermeacutediaire dun plateau
Suivant le cas le profil de la came est diffeacuterent
Fig14a Poussoirs et arbre agrave cames en tegravete pour leur entrainement (VW Toureg)
521 Le diagramme de distribution
Le point le plus haut quil peut atteindre quon appelle point mort haut (PMH) et inversement le point
le plus bas quon appelle point mort bas (PMB)
Enfin on appelle la course la longueur du parcours entre le PMH et le PMB
Laleacutesage est le diamegravetre du cylindre
Ces donneacutees et le volume de la chambre de combustion permettent de calculer le taux de compression
ou rapport volumeacutetrique
Figure V1 Point Mort Haut et Point Mort Bas dans un moteur
522 Les systegravemes de controcircle des soupapes
Au vue de la complexiteacute dun diagramme de distribution il faut que les soupapes dadmission et
deacutechappement soient parfaitement synchroniseacutees pour que le cycle sexeacutecute dans de bonnes
conditions
Moteurs culbuteacutes
Dans un moteur agrave combustion interne les culbuteurs servent agrave
transmettre la pousseacutee des tiges de culbuteurs vers les soupapes (les
soupapes se trouvant au-dessus des cylindres les tiges de culbuteurs
le long des cylindres et actionneacutees par un arbre agrave cames lateacuteral ou
central situeacute vers le bas des cylindres proche du vilebrequin)
Ces moteurs sont dits culbuteacutes
Ils ont eacuteteacute tregraves utiliseacutes en automobile de tourisme jusquaux anneacutees
1970-80
Fig 2 Ensemble de distribution culbuteacute
Tout dabord quest ce quune came
La came est lobjet qui permet la commande dune ou de plusieurs soupape Son profil est calculeacutee tregraves
preacuteciseacutement afin de
-fixer la hauteur de la leveacutee de soupape
-amortir le choc entre la came et le poussoir ducirc au jeu initial
-reposer doucement la soupape dans son siegravege lors de la fermeture par ressort
Figure V4 Ensemble soupape-came et arbre agrave cames
La came peut commander la soupape directement avec un poussoir comme repreacutesenteacute ci-agrave gauche
mais elle peut eacutegalement utiliser des basculeurs tels que le linget (ci contre en bas) ou le culbuteur (ci
contre en haut)
Ainsi larbre agrave came contient plusieurs cames permettant de commander les soupapes de tous les
cylindres afin de les synchroniser
Larbre agrave cames est geacuteneacuteralement entraicircneacute au moyen dengrenages
Son pignon denteacute est soit directement en prise avec un pignon caleacute agrave lextreacutemiteacute du vilebrequin soit
relieacute agrave ce dernier par un pignon intermeacutediaire
Les soupapes peuvent ecirctre commandeacutees par simple arbre agrave cames en tecircte
Cela signifie que larbre agrave cames est placeacute au dessus de la culasse et quil actionne les soupapes
dadmission et deacutechappement par lintermeacutediaire de culbuteur
Il existe aussi le systegraveme de double arbre agrave cames en tecircte ougrave dans ce cas il y a deux arbres agrave came
lun commande les soupapes dadmission et lautre les soupapes deacutechappement Ici les soupapes
peuvent ecirctre actionneacutees par tous les systegravemes possibles poussoir ou basculeurs
Moteurs agrave simple arbre agrave cames en tecircte
Si lon souhaite un reacutegime de rotation plus eacuteleveacute il est dusage de
placer le ou les arbres agrave cames juste au-dessus des soupapes
directement dans la ou les culasse(s) (arbre agrave cames en tecircte)
et donc il ny a plus besoin de tiges de culbuteurs (moins de piegraveces
en mouvement de jeux donc moins de risque daffolement de
soupapes)
Lorsque les soupapes sont toutes aligneacutees (soupapes dites droites) elles sont coiffeacutees dun poussoir
cylindrique et ouvertes par laction directe de la came sur le dessus
du poussoir
Si elles ne sont pas toutes aligneacutees (soupapes en V) et que lon
souhaite nutiliser quun seul arbre agrave cames en tecircte on dispose des
culbuteurs pour transmettre la pousseacutee des cames aux soupapes
Moteurs agrave double arbre agrave cames en tecircte
Bien que le montage agrave double arbre agrave cames en tecircte permette de
saffranchir des culbuteurs il arrive dutiliser de petits culbuteurs
dits alors linguets parfois appeleacutes basculeurs
Un culbuteur transmet agrave la soupape la pousseacutee de la came en
inversant le sens de la pousseacutee quil reccediloit Laxe de pivot dun
culbuteur est situeacute entre ses deux extreacutemiteacutes comme une balanccediloire
agrave bascule Figure V4 Entraicircnement des arbres de distribution dun systegraveme agrave 16 soupapes
La question qui vient apregraves cest ben comment il tourne larbre agrave cames
Ce sont les vilebrequins qui en tournant transmettent leur position au(x) arbre(s) agrave cames
Il faut bien comprendre que les vilebrequins sont deacutependant les uns des autres lun ne peut pas tourner
sans lautre car ils sont relieacutes entre eux
Ceci est souvent appeleacute larbre moteur
Cette commande se fait le plus souvent par chaicircne comme preacutesenteacute dans la figure des deux arbres agrave
cames en tecircte (sur la droite)
Cest ce quon appelle la chaine de distribution
On trouve eacutegalement la commande par courroie cranteacutee
Enfin on trouve la commande par pignon qui est tregraves reacutesistant mais cher agrave mettre en place
a) chaine b) pignon c) courroie cranteacutee
Figure V4 commande par chaine non 16032016
323 Nombre de soupapes par cylindre
Bien sur laugmentation nombre de soupapes vous vous en doutez favorise le rendement de
distribution Mais ceci nest pas la seule raison
Commenccedilons simplement par le nombre de soupapes le plus reacutepandu dans les anneacutees 80 cest agrave dire 2
soupapes par cylindre
Les culasses ont une chambre de combustion hemispheacuterique pour favoriser le flux des gaz un angle
entre la soupape dadmission et deacutechappement tregraves eleveacute (proche de 90deg) et enfin un taux de
compression eacuteleveacute
Cependant malgreacute tous ces efforts pour favoriser la distribution il est devenu difficile daccroitre les
performances du moteur
Pour cela il y avait une solution augmenter le diamegravetre des soupapes mais cela est devenu vite
impossible ducirc agrave lencombrement les soupapes auraient fini par se toucher
Par ailleurs lutilisation du double arbre agrave cames en tecircte devenait difficile
En effet imaginez la distance des arbres agrave cames pour commander des soupapes donc lencombrement
moteur eacutetait important et surtout lentrainement des 2 arbres agrave cames eacutetait difficile
Il a donc eacuteteacute utiliseacute des cascades de pignons mais cela rendait la distribution tregraves bruyante et les
contraintes dues agrave leacutechauffement eacutetaient difficiles agrave geacuterer
En revanche cette disposition agrave deux soupapes est meacutecaniquement simple et on peut facilement placer
dune part les vis de fixation de la culasse et dautre part la bougie
Figure 6 Culasse a 2 4 et 5 soupapes
Au milieu des anneacutees 80 Yamaha invente une culasse agrave 5 soupapes sur le FZ750 Genesis encore
utiliseacutee aujourdhui sur les sportives de la gamme
Ainsi ce moteur comptant
- 3 soupapes dadmission
- 2 soupapes deacutechappement
permet un meilleur remplissage de la chambre de combustion
La difficulteacute rencontreacutee est le logement des 5 soupapes
Les trois soupapes dadmission ont eacuteteacute placeacutees sur des plans diffeacuterents
mais de faccedilon agrave converger vers larbre agrave cames eacutevitant le montage de
culbuteurs
Cette architecture meacutecanique provoque une difficulteacute daccessibiliteacute meacutecanique
53 Refroidissement
Les combustions reacutepeacuteteacutees surchauffent les piegraveces en contact (piston cylindre soupape) et se diffusent
sur lensemble des piegraveces meacutecaniques du moteur
Il faut donc les refroidir sous peine de destruction
Pour un bon fonctionnement les moteurs agrave explosion ont besoin drsquoune tempeacuterature reacuteguliegravere et
adapteacutee
531 Refroidissement agrave air
En 1875 le franccedilais Alexis de Bischop utilise lair pour le refroidissement
Son moteur sans compression preacutealable de type mixte comportait un
cylindre entoureacute dailettes meacutetalliques augmentant ainsi la surface en
contact avec lair
Ce type de refroidissement est surtout utiliseacute pour les moteurs eacutequipant les
veacutelomoteurs et motocyclettes de faible cylindreacutee mais aussi sur des
automobiles comme certaines Porsche GS la 2CV ou la Coccinelle
Le refroidissement par air est aussi majoritaire pour les moteurs agrave pistons eacutequipant les avions
Moteur de la VW Coccinelle
Le refroidissement agrave air a longtemps eacuteteacute la reacutefeacuterence pour les moteurs de motocyclette (mecircme sil a
toujours existeacute des moteurs de motocyclette agrave refroidissement liquide) mais les problegravemes entraicircneacutes
par le haut rendement de ces moteurs (casses usure preacutematureacutee) ont conduit agrave la quasi geacuteneacuteralisation
du refroidissement liquide malgreacute les avantages speacutecifiques pour la motocyclette du refroidissement agrave
air (encombrement poids simpliciteacute prix)
Il peut ecirctre optimiseacute par lutilisation dun ventilateur dont la preacutesence ne reacutevegravele toutefois pas toujours
un refroidissement agrave air car il dissipe parfois la chaleur du radiateur dun systegraveme de refroidissement
liquide
532 Refroidissement liquide
Cest langlais Samuel Brown qui inventa le refroidissement du moteur par de leau afin dameacuteliorer les
performances du refroidissement
Dans son moteur leau entraicircneacutee par une pompe circule autour des
cylindres entoureacutes dune chemise leau est refroidie par contact direct
avec lair ambiant
Plus tard on ajouta agrave leau diffeacuterents adjuvants qui devint alors le
liquide de refroidissement
Radiateur moderne en aluminium
Le radiateur fut inventeacute en 1897 par lingeacutenieur allemand Wilhelm Maybach
Apregraves de nombreux tacirctonnements il mit au point le radiateur dit laquo nid dabeille raquo qui permet le
refroidissement tregraves efficace dun liquide
Il est composeacute dun faisceau de conduits courts et eacutetroits entre lesquels circule lair
Lair peut ecirctre acceacuteleacutereacute par un ventilateur placeacute devant ou derriegravere lui
Ce radiateur est situeacute dans un circuit fermeacute ou semi-fermeacute emplit dun liquide (agrave base deau) assurant le
refroidissement du moteur
Dans les moteurs les plus anciens la circulation deau est assureacutee par thermosiphon leau chauffeacutee par
le moteur monte vers le radiateur placeacute en hauteur Une fois refroidie elle redescend vers le moteur
Dans les moteurs modernes on utilise une pompe agrave eau
Un controcircle permanent de la tempeacuterature vise agrave maintenir leau et lhuile dans des conditions
permettant une lubrification optimale
Ideacutealement la tempeacuterature du liquide de refroidissement est denviron 75deg-95degCelsius deacutetermineacutee par
plusieurs facteurs tels que toleacuterances dusinage et reacutesistance au frottement des piegraveces meacutecaniques
lubrifiants utiliseacutes
La reacutegulation de cette tempeacuterature est geacuteneacuteralement obtenue par une vanne thermostatique calorstat
situeacutee dans le circuit de refroidissement associeacutee agrave un ou plusieurs ventilateurs asservi par une sonde
thermocontact agrave la tempeacuterature du liquide dans le radiateur
Dans les moteurs marins le radiateur est remplaceacute par un eacutechangeur de tempeacuterature Leau de mer
assurant le refroidissement du circuit deau douce du moteur
533 Refroidissement par huile
Tous les moteurs agrave combustion interne utilisent deacutejagrave un liquide pour la lubrification des piegraveces en
mouvement lhuile qui circule propulseacutee par une pompe il suffit donc de faire circuler ce liquide dans
les zones les plus chaudes et surtout den assurer le refroidissement correct
Tous utilisent plus ou moins le refroidissement par huile carter dhuile bas moteur ventileacute parfois
muni dailettes un petit radiateur dhuile
Exemple
Certaines motos agrave 4 cylindres de marque Suzuki utilisent un refroidissement mixte air-huile avec un
gros radiateur dhuile
Avantages
Les canalisations pompe radiateur indeacutependant et liquide speacutecifiques au refroidissement deviennent
inutiles
Cela permet un net gain de poids et une plus grande simpliciteacute de conception
Inconveacutenients
Lhuile transporte moins bien la chaleur que leau et les speacutecificiteacutes de ces huiles les rendent plus
coucircteuses pour lutilisateur
De plus le graissage du moteur est moins performant (agrave isopeacuterimegravetre) car il y a des pertes de charges
dues agrave la circulation dans le radiateur dhuile
54 Architecture des moteurs agrave explosion
Figure V3 Moteur en double eacutetoile agrave 14 cylindres
bull Cylindres en ligne
bull Cylindres en V
bull Cylindres en W
bull Cylindres opposeacutes horizontalement (Boxer) (flat)
bull Cylindres en H
bull Cylindres en eacutetoile
bull Moteurs complexes (moteurs en carreacute etc)
541 Monocylindre
Historique
Le premier brevet concernant un moteur agrave explosion a eacuteteacute deacuteposeacute par le Suisse Franccedilois Isaac de Rivaz
le 30 janvier 1807
Le premier moteur agrave deux temps fut imagineacute et reacutealiseacute par Jean-Joseph Eacutetienne Lenoir en 1860 Il
fonctionne selon le cycle de Lenoir
Vers 1862 les Allemands Otto et Langen constatant le faible rendement du moteur agrave deux temps de
Lenoir (1860) entreprirent une seacuterie dameacuteliorations la plus deacutecisive consista agrave synchroniser les
mouvements dans la phase de compression
542 Quatre cylindres
Panhard et Levassor degraves 1896 engagent un laquo quatre cylindres en ligne raquo sur leacutepreuve Paris-Marseille-
Paris
Deux ans plus tard les multicylindres (agrave quatre cylindres) gagnent les
grosses voitures et progressivement se geacuteneacuteralisent agrave lensemble de la
gamme devenant en quelque sorte larcheacutetype mondial pour les
voitures courantes de moyennes et basses gammes
Scheacutema dun moteur 4 cylindres vers 1900
04 cylindres en V
Il fait son apparition en course agrave la charniegravere des deux siegravecles sur des modegraveles Mors et Ader
Quelques anneacutees plus tard cette solution seacuteduit Peugeot et Ariegraves pour leurs modegraveles courants davant
1914
Beaucoup plus tard agrave partir de 1962 Ford en fera une large utilisation mais aussi Matra et SAAB
04 cylindres (en ligne) coucheacute
Que lon trouve en compeacutetition chez Ameacutedeacutee Bolleacutee (189899) (premier moteur agrave quatre cylindre
monobloc (les autres moteurs quatre cylindres agrave leacutepoque eacutetaient des bicylindres ou des monocylindres
accoupleacutes)) et chez Wolseley et Winton (1903 voir Wolseley Motor Company et Winton Motor
Carriage Company))
On la trouveacutee sur les motocyclettes BMW seacuterie K et sur les Peugeot 104 - 205 mais aussi sur les
veacutehicules utilitaires ou monospace optant pour la solution laquo moteur sous le plancher raquo
04 cylindres agrave plat boxer
Cest un quatre cylindres en V ouvert agrave 180deg
Embleacutematique dans sa version refroidissement agrave air des laquo coccinelles raquo de Volkswagen
Cette architecture a le grand avantage de faire beacuteneacuteficier le veacutehicule quil motorise dun centre de
graviteacute assez bas
Une version muscleacutee et turbocompresseacutee eacutequipe actuellement les Subaru Impreza qui sont de
redoutables concurrentes du championnat du monde des rallyes WRC
En 2009U Subaru compte particuliegraverement sur le 20 D pour faire deacutecoller les ventes de sa berline
compacte en Europe
Une grande premiegravere eacutegalement puisque aucun constructeur navait jusquagrave aujourdhui exploreacute la voie
du diesel Boxer (4 cylindres agrave plat opposeacutees deux agrave deux) et ses grands avantages que sont la vivaciteacute
un centre de graviteacute abaisseacute et surtout un grand silence de fonctionnement
Subaru aura mis sept ans agrave deacutevelopper son ineacutedit moteur mais le reacutesultat est particuliegraverement
convaincant
- Pas de claquement agrave froid
- une quasi absence de vibration
- il est bien difficile de faire la diffeacuterence entre un moteur essence et cet eacutetonnant diesel
Si les 350 Nm de couple disponibles degraves 1 800 trmn et les 150 Cv offrent un reacuteel dynamisme agrave la
premiegravere acceacuteleacuteration venue cela seffectue de maniegravere lineacuteaire
Subaru 20 Diesel 150 Cv (2009)
543 Six cylindres
Mais la course mdash ougrave lon recherche la vitesse mdash est exigeante en matiegravere de puissance surtout quand
il sagit de courses de cocircte Dougrave la tentation daugmenter le nombre de cylindres
Figure V5 Moteur V6 moderne (Mercedes)
La marque neacuteerlandaise Spyker avait preacutesenteacute un modegravele 6 cylindres en 19032
Un modegravele Chadwick aux Eacutetats-Unis franchit le pas en 1907 pour la course de cocircte de Fairmont
Lanneacutee suivante cette fois en Europe Rolls-Royce fait de mecircme pour la course Londres-Eacutedimbourg
en faisant appel agrave des six cylindres
La transposition aux modegraveles courants est quasi-immeacutediate pour les voitures de sport et de luxe
En Europe cest le cas pour Delaunay-Belleville Napier Mercedes aux Eacutetats-Unis pour Marmon
Plus tard agrave partir de 1927 on trouvera des six cylindres (presque toujours en ligne) sur un grand
nombre de modegraveles non sportifs mecircme pour des cylindreacutees modestes
Latout principal de cette solution eacutetant la souplesse de fonctionnement du moteur
Dans le monde de la motocyclette le 6 cylindres restera rare
On le trouve en compeacutetition en particulier chez Honda dans les anneacutees 1960 (moteur en ligne) ou chez
Laverda en endurance (moteur en V)
Les moteurs de plus de 4 cylindres seront interdits en compeacutetition
Sur les veacutehicules de tourisme on trouvera essentiellement
- Honda 1000 CBX (moteur agrave 24 soupapes refroidi par air)
- Kawasaki Z 1300 (moteur agrave 12 soupapes refroidi par eau)
- Benelli avec une 750 puis une 900
En 2006 Honda propose toujours agrave son catalogue un modegravele 6 cylindres agrave plat la GoldWing
544 Huit cylindres et plus
Figure V6 Moteur W16 de la Bugatti Veyron
Une nouvelle eacutetape est franchie quand on passe au laquo huit cylindres raquo
Ader (France) ouvre la voie en 1903 pour le Paris-Madrid avec une uniteacute agrave huit cylindres en V
La mecircme anneacutee apparaissent toujours pour la compeacutetition des huit cylindres en ligne
Les moteurs davion des anneacutees 1930 et 1940 reacutepondent agrave la demande sans cesse croissante de
puissance
Les moteurs courants sont des V12 ou des moteurs en eacutetoile de une agrave quatre rangeacutees de 7 agrave 9 cylindres
soit 28 cylindres agrave la fin de la guerre pour les Whright deacuteveloppant 3 500 ch remplaceacutes par les
reacuteacteurs
Les ameacutericains amateurs de grandes automobiles et sans souci du prix de lessence deacutemocratisegraverent
les gros V8 au couple tregraves eacuteleveacute et aux vitesses de rotation assez lentes
Les constructeurs des monoplaces de Formule 1 utilisegraverent pendant longtemps des V8 de 3 litres de
cylindreacutee dont le fameux Ford Cosworth
Dans les anneacutees 1990 cest la structure V10 qui aura la faveur des motoristes de F1
Mecircme leacutecurie Ferrari tregraves attacheacutee aux 12 cylindres en V se pliera aux lois de cette formule
Depuis lanneacutee 2004 les instances sportives (FIA) ont imposeacute un retour au V8 avec des contraintes de
fiabiliteacute plus importantes que par le passeacute
En 2006 les structures en V de 10 ou 12 cylindres et W16 sont reacuteserveacutees aux veacutehicules agrave tendance
sportive
Puissance drsquoun
veacutehicule
1 Calculs de la pesanteur
11 Deacutecliviteacute
Calculons la deacutecliviteacute drsquoune route longue L pour un deacuteniveleacute H
α = H L
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
L longueur de la route exprimeacutee en m coheacuterence des uniteacutes
12 Poids du veacutehicule
Calculons le poids drsquoun veacutehicule
P = M g
P poids exprimeacute en N
M masse exprimeacutee en kg
g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms2 ( g = 981 ms2)
13 Composante du poids
Calculons la composante du poids parallegravele agrave la route de la voiture
F = M g α
Avec
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2
α deacutecliviteacute grandeur sans dimension
14 Travail de la force de traction
Calculons le travail drsquoune force de traction qui srsquoest deacuteplaceacutee sur une distance D
E = F D
E travail exprimeacute en J
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
D distance parcourue exprimeacutee en m
15 Energie
Calculons lrsquoeacutenergie neacutecessaire pour lever une voiture de masse M agrave une hauteur H
E = M g H
Avec
E eacutenergie absorbeacutee (monteacutee) ou accumuleacutee (descente) exprimeacutee en J
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle exprimeacutee en ms-2
H deacuteniveleacute exprimeacute en m
15 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee par une ascension effectueacutee agrave la vitesse V
B = F V
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
F composante du poids parallegravele agrave la route exprimeacutee en N
V vitesse exprimeacutee en ms
En reacutealiteacute une puissance bien supeacuterieure est neacutecessaire agrave cause de la reacutesistance au roulement
et de la reacutesistance de lrsquoair cette derniegravere eacutetant proportionnelle au carreacute de la vitesse
16 puissance absorbeacutee par une ascension
Lrsquoascension drsquoune masse M agrave une hauteur H en un temps T
B = M g H T
Avec
B puissance absorbeacutee par une ascension exprimeacutee en W
M masse exprimeacutee en kg g acceacuteleacuteration gravitationnelle terrestre exprimeacutee en ms-
2 H deacuteniveleacute exprimeacute en m
T temps exprimeacute en s
2 Calculs Aeacuterodynamiques
21 Surface frontale
Surface drsquoune coupe transversale perpendiculaire agrave lrsquoaxe de symeacutetrie du veacutehicule (effectueacutee agrave
lrsquoendroit le plus large et le plus haut) la surface frontale est approximativement eacutegale au
produit de la largeur par la hauteur
camion maxi-code 26 m x 39 m = 10 m2
autocar 25 m x 32 m = 8 m2
voiture 18 m x 14 m = 25 m 2
motocyclette 1 m x 15 m = 15 m2
22 Coefficient de peacuteneacutetration dans lrsquoair
Le Cx est calculeacute agrave partir
Cx = 2 F (S Mair Vsup2)
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
F force exerceacutee par le flux drsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse air exprimeacutee en ms
23 Reacutesistance de lrsquoair
R = frac12 S Cx Mair Vsup2
R reacutesistance de lrsquoair exprimeacutee en N
S surface frontale exprimeacutee en m2
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair exprimeacutee en kgm3 (M = 12)
V vitesse exprimeacutee en ms
24 SCx
Le SCx Grandeur essentiellement destineacutee agrave comparer diffeacuterents modegraveles de voitures le SCx
est le produit de la surface frontale par le Cx
SCx = S Cx
Le Cx eacutetant une grandeur sans dimension le SCx srsquoexprime en megravetre carreacute
25 Constante aeacuterodynamique
La constante aeacuterodynamique est une caracteacuteristique aeacuterodynamique des veacutehicules
A = S Cx M
Avec
A constante aeacuterodynamique [kgm]
S surface frontale [m2]
Cx coefficient de traicircneacutee grandeur sans dimension
Mair masse volumique de lrsquoair [kgm3]
26 Puissance absorbeacutee
Calculons la puissance absorbeacutee pour vaincre la reacutesistance de lrsquoair
B = F x V
F force aeacuterodynamique reacutesistante [N]
V vitesse du veacutehicule [ms]
3 Calculs thermiques
31 Calcul de la cylindreacutee
D2
V = π L N
4
Avec
D aleacutesage du cylindre
L course du piston
N nombre de cylindre
32 Calcul du PCI des combustibles
Le pouvoir calorifique ou chaleur de combustion (en anglais Heating value ou Heat of
combustion) dune matiegravere combustible noteacute ΔcH0
Crsquoest lenthalpie de reacuteaction de combustion par uniteacute de masse dans les conditions normales
de tempeacuterature et de pression
Cest leacutenergie deacutegageacutee sous forme de chaleur par la reacuteaction de combustion par le dioxygegravene
(autrement dit la quantiteacute de chaleur)
Le plus souvent on considegravere un hydrocarbure reacuteagissant avec le dioxygegravene de lair pour
donner du dioxyde de carbone de leau et de la chaleur
321 Calculer le PCI du gas-oil (Mazout)
Le gazole est un alcane en C16 appeleacute ceacutetane soit une formule brute moyenne de
C16H34
Soit une masse molaire moyenne de 219 gmole
Combustion
Une combustion est la reacuteaction chimique complegravete ou partielle du carbone et de lhydrogegravene
des combustibles usuels par oxydation de loxygegravene
La combustion vive donne naissance agrave une flamme par reacuteaction en chaicircne entretenue dune
maniegravere plus ou moins limiteacutee par lapport de combustible ou de comburant
Cette reacuteaction produit une combustion exothermique cest-agrave-dire
- qui deacutegage de la chaleur
- elle produit du CO2
- de leau
- dautres composeacutes plus ou moins agressif
La stœchiomeacutetrie (du grec lsquolsquostoikheionrsquorsquo eacuteleacutement et lsquolsquometronrsquorsquo mesure) deacutesigne lrsquoeacutetude des
proportions ideacuteales drsquoeacuteleacutements qui autorisent une reacuteaction chimique complegravete lsquolsquoproprersquorsquo et
sans gaspillage
Equations stœchiomeacutetriques des combustions complegravetes
Pour le gazole
C16H34 + 24 O2 rarr 16 CO2 + 17 H2O + Q
- 219 gr de gazole consomment 532 litres drsquooxygegravene
- agrave 21 drsquoO2 dans lrsquoair donc 2533 litres drsquoair
- Donc 1 kg de gazole consomme 116 m3 drsquoair agrave 29 kg au m3
- La masse du meacutelange est donc de 3374 kg
Le carburant le plus utiliseacute est du gasoil drsquoindice de ceacutetane
La composition eacuteleacutementaire de 1 kg de gas-oil est
Carbone C = 087
Hydrogegravene H = 0126
Oxygegravene O = 0004
Azote N Soufre S vapeur drsquoeau W en faible quantiteacute
Pouvoir calorifique infeacuterieur PCI
PCI = 8140C + 30 000H + 2600(S - O) - 600(9H + W) [kcalkg]
PCI = 3391C + 1256H - 1089(S-O) ndash 251(9H+W) [MJkg]
33 Quantiteacute theacuteorique drsquoair a la combustion du gas-oil
Les lois de la stœchiomeacutetrie appliqueacutees agrave la combustion des hydrocarbures nous montrent
que pour bruler
1 kg de gazole il faut disposer drsquoenviron 146 kg drsquoair soit environ
- 112 kg drsquoN2
- 34 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 112 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 32 kg CO2
- 12 kg drsquoH2O
1 kg drsquoessence il faut disposer drsquoenviron 153 kg drsquoair soit environ
- 118 kg drsquoN2
- 035 kg drsquoO2
La reacuteaction produit environ
- 118 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 31 kg de CO2
- 14 kg drsquoH2O
1 kg de GPL il faut disposer drsquoenviron 156 kilogrammes drsquoair soit environ
- 12 kg drsquoN2
- 036 kg drsquoO2)
La reacuteaction produit environ
- 12 kg drsquoN2 (inerte nrsquoayant pas participeacute agrave la combustion)
- 3 kg de CO2
- 16 kg drsquoH2O
La quantiteacute theacuteorique drsquoair neacutecessaire pour assurer la combustion complegravete du gasoil il faut
avoir
[kg drsquoairkg]
minus+
= OHCL 8
3
8
230
10
[kmol drsquoairkg]
minus
+
=
32412210
10
OHCL
34 Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil
Une stœchiomeacutetrie parfaite est toujours difficile agrave garantir mecircme en laboratoire notamment agrave
cause de la contamination de lrsquoair ou des composants utiliseacutes dans les expeacuteriences mais on
peut srsquoen approcher
Il en va tout autrement srsquoagissant de la combustion des carburants dans le cadre du
fonctionnement drsquoun moteur
En effet non seulement le carburant peut preacutesenter des diffeacuterences de composition selon les
pays et les distributeurs mais en plus la masse drsquoair introduite dans le moteur varie en
permanence en fonction de la tempeacuterature ambiante et de la pression atmospheacuterique
Agrave cela il faut ajouter le fait que les moteurs ne fonctionnent jamais agrave des reacutegimes
tempeacuteratures et charges de travail constants et ideacuteals ce qui signifie qursquoil faut modifier en
temps reacuteel la quantiteacute de carburant injecteacutee dans les cylindres
Pour y remeacutedier on modifie la richesse ou lrsquoexcegraves drsquoair
Pour les moteurs Diesels lrsquoexcegraves drsquoair du meacutelange combustible doit ecirctre toujours supeacuterieur agrave
la limite drsquoapparition des fumeacutees deacutetermineacutee par λ cong 18 soit r = 055
Lr = λ Lo [kmole drsquoairkg combustible]
35 Quantiteacute des produits produit de combustion
Les produits de combustion sont les produits issus de la reacuteaction chimique entre un
carburant et un comburant ils srsquoappellent aussi gaz brucircleacutes ou fumeacutees
Lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie sont respecteacutees les gaz drsquoeacutechappement ne contiennent
que de lrsquoazote gazeux (N2) du dioxyde de carbone (CO2) et de lrsquoeau agrave lrsquoeacutetat de vapeur (H2O)
Ces corps existent en grandes quantiteacutes dans la nature ils sont chimiquement stables et sont
indispensables au maintien des eacutequilibres naturels ce ne sont donc pas des polluants
Mais que se passe-t-il lorsque les lois de la stœchiomeacutetrie ne sont plus respecteacutees Pour
simplifier le problegraveme consideacuterons deux configurations opposeacutees
meacutelange riche (trop de carburant pas assez drsquoair) dans cette configuration certains
atomes qui constituent la moleacutecule drsquohydrocarbure ne trouvent pas de lsquolsquopartenaire
oxygegravenersquorsquo en nombre suffisant puisque lrsquoair manque ils ne sont donc pas oxydeacutes
complegravetement et se retrouvent dans les gaz drsquoeacutechappement sous forme de particules
carboneacutees drsquohydrocarbures imbrucircleacutes (symbole chimique HC) ou de monoxyde de
carbone (symbole chimique CO) gaz qursquoil ne faut surtout pas confondre avec le CO2
lrsquoun est tregraves toxique lrsquoautre pas du tout
meacutelange pauvre (peu de carburant trop drsquoair) dans cette configuration un excegraves
drsquoair (crsquoest toujours le cas lorsque le moteur est suralimenteacute) fortement comprimeacute agrave
haute tempeacuterature (crsquoest particuliegraverement le cas des moteurs diesel) peut entraicircner la
formation de monoxyde drsquoazote (symbole chimique NO) suite agrave une reacuteaction entre
lrsquooxygegravene (O2) et lrsquoazote (N2) Une fois expulseacute le monoxyde drsquoazote preacutesente la
particulariteacute de se transformer spontaneacutement en dioxyde drsquoazote (symbole chimique
NO2) au contact de lrsquoair geacuteneacuterant au passage une mutation de lrsquooxygegravene
atmospheacuterique en ozone (symbole chimique O3) Ces deux gaz sont tregraves toxiques pour
les organismes vivants
C
nCO2 = [kmolekg]
12
H
nHO2 = [kmolekg]
2
nO2 = 021 x (λ-1) x Lo [kmolekg]
nN2 = 079 x λ x Lo [kmolekg]
36 Quantiteacute totale des produits de combustion
nTotal = nCO2 + nHO2 + nO2 + nN2 [kmolekg]
37 Puissance nominale
Vous avez surement deacutejagrave feuilleteacute le catalogue drsquoun grand constructeur automobile
Chaque modegravele y est deacuteclineacute en plusieurs versions les diffeacuterences portant essentiellement sur
la puissance du moteur
Le choix est vaste et on srsquoy perd
80 ch 100 ch 120 ch 150 chhellip
Que signifient reacuteellement ces chiffres
Agrave quoi sert la puissance
Comment la mesure-t-on
Quelle est la relation entre la puissance et la vitesse
Voici quelques eacuteleacutements de reacuteponses
Drsquoune maniegravere geacuteneacuterale la puissance deacutesigne la production la consommation ou la
transformation drsquoeacutenergie par uniteacute de temps
Pour une automobile cette eacutenergie est drsquoabord de nature chimique (combustion du carburant)
puis de nature cineacutetique (acceacuteleacuteration et vitesse sur route horizontale) ou gravitationnelle
(route en deacutecliviteacute)
La puissance drsquoun moteur thermique se rapporte donc agrave lrsquoeacutenergie deacutelivreacutee par uniteacute de temps
mais aussi agrave lrsquoeacutenergie consommeacutee sous forme de carburant dans le mecircme temps
On ne peut jamais mesurer la puissance on ne peut que la calculer en combinant les valeurs
de la charge moteur et de la vitesse de rotation releveacutees sur un banc de puissance
Banc drsquoessai moteur
Passer un moteur au banc consiste drsquoabord agrave lrsquoaccoupler agrave un disque eacutequipeacute drsquoun
- frein
- compte-tours
Une fois le moteur lanceacute agrave plein reacutegime lrsquoopeacuteration consiste agrave actionner progressivement le
frein jusqursquoagrave ce que la vitesse de rotation du moteur soit stabiliseacutee la commande des gaz
restant grande ouverte
En effet une vitesse stabiliseacutee signifie que le couple moteur est alors exactement eacutegal au
couple de freinage
il suffit donc de mesurer lrsquointensiteacute de la force de freinage pour en deacuteduire la valeur du couple
moteur
Autrement dit ce qursquoon appelle agrave tort un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo ne sert qursquoagrave mesurer le couple
moteur et la maniegravere dont il eacutevolue en fonction de la vitesse de rotation
In fine la puissance reacutesulte drsquoun calcul crsquoest le produit de ces deux grandeurs
F N
Pf =
10 000
Ougrave
F charge [N]
N = reacutegime de rotation [trmn]
38 Puissance corrigeacutee
Pfc = Pf f
Avec
f Facteur de correction tenant compte de la tempeacuterature et de la pression ambiante f
= 1085
Tamb = 27 [degC] Diagramme de conversion
f = 1085
Pamb = 719 [mmHg]
39 Consommation speacutecifique
La consommation speacutecifique du moteur est la quantiteacute de carburant (Cs) utiliseacutee pour produire
un travail T donneacute
(3600 v Ps )
Cs = [gkWh]
(t Pf)
Ou
v volume du gas-oil agrave consommer [cm3]
Ps poids speacutecifique du gasoil [grcm3]
t temps de consommation [s]
Pf puissance au frein [kW]
310 Consommation speacutecifique corrigeacutee
Csc = (3600 v Ps ) (t Pfc)
Ou
Pfc puissance corrigeacutee
311 Couple moteur
Quelles sont les caracteacuteristiques essentielles drsquoun veacutehicule agrave moteur
Les services marketing le savent crsquoest la puissance et la vitesse maximale qui au premier
abord focalisent lrsquoattention du public car ce sont les donneacutees les plus valorisantes pour
lrsquoacheteur
Mais pour le technicien comme pour le conducteur aviseacute crsquoest
- la masse de la voiture
- son couple moteur
- le reacutegime auquel il est disponible
qui sont les donneacutees essentielles car elles conditionnent le comportement du veacutehicule en
situation reacuteelle le service qursquoil peut rendre et son prix de revient
Le terme de lsquolsquocouplersquorsquo vient de ce qursquoil associe deux grandeurs
- une force crsquoest la pression que les gaz exercent sur les pistons
- un bras de levier crsquoest la longueur des manetons du vilebrequin
On utilise pour cela un lsquolsquobanc de puissancersquorsquo qui est un appareil eacutequipeacute drsquoun compte-tours et
drsquoun frein
La valeur du couple moteur deacutepend de lrsquoaptitude drsquoun moteur agrave introduire dans les cylindres
un meacutelange air-carburant parfaitement homogegravene et surtout de sa capaciteacute agrave en tirer le
maximum drsquoeacutenergie au moment de la combustion
Le couple moteur est toujours relativement modeste agrave bas reacutegime il atteint sa valeur
maximale aux reacutegimes intermeacutediaires pour deacutecroicirctre ensuite inexorablement au fur et agrave
mesure que la vitesse de rotation augmente comme si le moteur finissait par srsquoasphyxierhellip
Tant que le moteur fonctionne dans sa plage de reacutegime de couple maximum la consommation
de carburant la pollution de lrsquoenvironnement et donc le prix de revient du kilomegravetre parcouru
se maintiennent aux valeurs les plus basses dont le veacutehicule est capable
Pour toutes ces raisons il est preacutefeacuterable que le couple maximum soit deacutelivreacute agrave un reacutegime pas
trop eacuteleveacutehellip
30PN 1000
CN = [Nm]
N π
Ou
PN Puissance nominale [kW]
N Vitesse de rotation [trmn]
312 Couple corrigeacutee
30Pfc 1000
Cc = [Nm]
N π
Ou
Pf Puissance corrigeacutee [kW]
4 Bilan thermique des moteurs
Que devient lrsquoeacutenergie libeacutereacutee par la combustion
Elle apparaicirct sous deux formes distinctes
Chaleur crsquoest la mecircme que celle qursquoon peut ressentir devant nrsquoimporte quel
brasier Lrsquoeacutechauffement drsquoun moteur dit lsquolsquothermiquersquorsquo est donc un pheacutenomegravene
normal Heacutelas cette chaleur ne sert agrave rien sinon agrave chauffer lrsquohabitacle elle est
donc voueacutee agrave se disperser dans lrsquoenvironnement
Mouvement crsquoest ce dont on a besoin pour faire avancer la voiture Dans le
cas drsquoun moteur drsquoautomobile la pression des gaz dans la chambre de
combustion provoque le mouvement des pistons et la rotation du vilebrequin
signe tangible qursquoune autre partie de lrsquoeacutenergie libeacutereacutee srsquoest manifesteacutee sous
forme de mouvement (4)
Comment distinguer ces deux formes drsquoeacutenergie
En calculant le rendement du moteur ou plus exactement son bilan thermique
En effet le rendement se deacutefinit comme
eacutenergie reacutecupeacutereacutee
Rendement =
eacutenergie consommeacutee
Dans le cas drsquoun moteur
lrsquoeacutenergie reacutecupeacutereacutee est celle mesureacutee en bout de vilebrequin sur un banc de puissance
exprimeacutee en kilowattheure [kW]
lrsquoeacutenergie consommeacutee correspond agrave la masse de carburant brucircleacutee (exprimeacutee drsquoabord en
kilogrammes puis convertie en joules)
Le reacutesultat est une grandeur sans dimension
Si on fait un bilan thermique dans un moteur de combustion interne
QT = Qe + Qr + Qra + Qa + Qres + Qge
- QT Flux de chaleur deacutegageacute si on brucircle tout le combustible
- Qe Flux de chaleur transformeacutee en puissance effective
- Qr Flux de chaleur eacutevacueacute au liquide de refroidissement
- Qge Flux de chaleur perdu avec les gaz deacutechappement
- QP Flux de chaleur perdu (par rayonnement vers lrsquohuile agrave cause de la combustion
incomplegravete frottements etc)
Scheacutema de la conversion et des pertes thermique dans un moteur
Si on fait un bilan des pertes de chaleur pour prendre en compte ougrave elles se produisent on
trouve
41 Chaleur totale introduite dans le moteur par la combustion
Eacutenergie brute libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 443 MJkg-1 (374 MJl-1 )
Essence 469 MJkg-1 (356 MJl-1 )
GPL 487 MJkg-1 (268 MJl-1 )
Eacutenergie nette libeacutereacutee par la combustion du carburant
Gazole 417 MJkg-1 (352 MJl-1 )
Essence 437 MJkg-1 (332 MJl-1 )
GPL 451 MJkg-1 (248 MJl-1 )
(PCI Csh)
QT =
36
Calcul de la consommation horaire
- PCI pouvoir calorifique inferieur [kJkg]
- Csh consommation speacutecifique horaire [kgh]
42 Chaleur eacutequivalente au travail effectif par uniteacute de temps
Qe = 1000 Pf [Js]
Sachant que
- Pf puissance au frein [W]
43 Chaleur transmise au systegraveme de refroidissement
Cette chaleur est donneacutee par la formule suivante
C i D(1+2m ) Nm
Qr = [Js]
λ Avec
- C Coefficient de proportionnaliteacute dont la valeur pour les moteurs agrave 4 temps varie
dans la plage [045 divide 0 53]
- i Nombre de cylindres
- D Aleacutesage du cylindre
- N freacutequence de rotation du vilebrequin
- m Exposant empirique dont la valeur pour les moteur agrave 4 temps est limiteacutee par
lrsquointervalle [06 divide 07 ]
- λ Coefficient drsquoexcegraves drsquoair
44 Chaleur emporteacutee par les gaz drsquoeacutechappement
Csh
Qge = [nt(mcp)tr (Tr-273 ) - Lr(mcp)t2 (T2- 273)]
36 Avec
- L Quantiteacute reacuteelle drsquoair neacutecessaire a la combustion du gasoil [kmole drsquoairkg de
combustible]
- nt Quantiteacute totale des produits de combustion [kmolekg]
- Tr Tempeacuterature des gaz drsquoeacutechappement [K]
- T2 Tempeacuterature de lrsquoair a lrsquoentreacutee du moteur [K]
- Csh Consommation massique de gas-oil horaire [kgh]
- (mcp)tr ( mcp)t2 sont respectivement la capaciteacute calorifique molaire moyenne agrave
pression constante des gaz reacutesiduels et de lrsquoair admis
45 Autres pertes de chaleur
QP = QT - (Qe + Qr + Qge)
Chapitre 8
Identification du
veacutehicule
Vehicle Identification Number
Le code VIN - Vehicle Identification Number - est un code alphanumeacuterique unique qui est
donneacute agrave chaque veacutehicule automobile depuis 1950
Il apparaicirct sur le chacircssis du veacutehicule
ainsi que sur le moteur et dans
lordinateur de bord
Lanceacute dans une forme simplifieacutee en
1950 par les constructeurs ameacutericains
ce code passera aux 17 caractegraveres
actuels en 1980
Le numeacutero inscrit sur la carte grise
dans la zone laquo numeacutero dans la seacuterie
du type raquo correspond bien agrave celui
figurant sur la voiture Passat IV B ndash 2000 (=B55 ou =Typ 3BG ou = VI) Dapregraves le VIN cest une 3B et le E correpond agrave la version Sport 212130 serait le numeacutero de seacuterie du cassis
Ce numeacutero dans la seacuterie du type est parfois appeleacute numeacutero de seacuterie ou numeacutero de chacircssis
mais son appellation officielle est
Numeacutero drsquoIdentification du Veacutehicule
(NIV ou Vehicle Identification Number VIN en anglais) et regroupe
laquo Type raquo et laquo N dans la seacuterie du type raquo
Cette normalisation preacutevoit entre autres que le NIV doit avoir une
Longueur de 17 caractegraveres
et peut ecirctre diviseacute en 3 sections
bull Les 3 premiers caractegraveres sont reacuteserveacutes agrave
Identification Mondiale du Constructeur
WMI World Manufacturer Identification (anglais)
Suivant cette codification chaque constructeur est identifieacute mondialement avec parfois des
variations suivant le pays ougrave se trouve lrsquousine de fabrication
A titre drsquoexemple la codification de - Renault est VF1
- Peugeot est VF3
- Citroeumln est VF7
Les 03 premiers caractegraveres didentification du constructeur
(WMI)
On distingue les constructeurs qui fabriquent plus de 500 exemplaires par an des autres
Un constructeur dont la production est infeacuterieure agrave 500 veacutehicules par an utilise 9
caractegraveres les autres 14
Certains constructeurs utilisent le 3egraveme caractegravere pour une cateacutegorie de veacutehicules comme les
bus ou les camions comme par exemple
bull le code Ameacuterique du Nord 1G attribueacute agrave General Motors se deacutecompose en
- 1G1 pour Chevrolet
- 1G2 pour Pontiac et
- 1GC pour Chevrolet camions
bull le code Italie F attribueacute agrave Fiat se deacutecompose en
- FA pour Fiat Auto et
- FC pour Fiat VI
Le premier caractegravere WMI correspond au code du pays dans lequel lusine du constructeur est
implanteacutee Exemple
- ZFA Fiat Auto Italie
- SUF Fiat Auto Pologne
- 8AF Fiat Auto Argentine
- NRT Tofas-Fiat Auto Turquie
- 9BD Fiat Automoveicircs Breacutesil
bull Les 6 caractegraveres suivants sont consacreacutes agrave la
Section de Description du Veacutehicule
VDS Vehicle Description Section (anglais)
ougrave lrsquoon va trouver une codification du type eacutelaboreacutee par le constructeur PSA et Renault
utilisent dans cette zone ce que lrsquoon appelait autrefois le type mines
bull Enfin les 8 derniers caractegraveres constituent la
Section drsquoIdentification du Veacutehicule
VIS Vehicle Identification Section en anglais
Il srsquoagit drsquoun numeacutero seacutequentiel attribueacute au veacutehicule et ce dans le type et pour le constructeur
concerneacute
Emplacement du VIN
Afin de veacuterifier la concordance entre ce numeacutero se trouvant sur la carte grise et celui
figurant sur la voiture
il faut savoir que ce numeacutero peut ecirctre trouveacute agrave 2 ou 3 endroits du veacutehicule suivant les cas sur
chacircssis du veacutehicule plaque constructeur derriegravere le pare brise
Cette derniegravere option nrsquoest pas obligatoire mais de plus en plus les constructeurs europeacuteens
en eacutequipent leurs modegraveles les plus reacutecents Pour connaicirctre lendroit ougrave se trouve ce numeacutero
reportez-vous au manuel dutilisation du veacutehicule ou adressez-vous agrave un concessionnaire de la
marque
Le NIV se trouvant sur le chacircssis doit ecirctre
- frappeacute agrave lrsquoaide de poinccedilons ou
- graveacute sur une piegravece essentielle de la voiture
En geacuteneacuteral faisant partie de la caisse ou du chacircssis de maniegravere agrave ce quil ne puisse seffacer
accidentellement ou salteacuterer
Il doit ecirctre placeacute de maniegravere visible sans qursquoun deacutemontage ne soit neacutecessaire
Pour ce qui est de sa localisation il doit impeacuterativement se situer dans la partie droite du
veacutehicule et lrsquoexpeacuterience montre que dans 80 agrave 85 des cas ce NIV se trouve
- dans la partie droite ou centrale du compartiment moteur
- aux environs immeacutediats du siegravege passager avant droit
La plaque constructeur sur laquelle figure eacutegalement le NIV est
- soit une plaque aluminium de couleur argenteacutee ou noire
- soit une eacutetiquette adheacutesive qui peut ecirctre noire blanche ou translucide
Cette plaque constructeur se trouve en geacuteneacuteral
- dans le compartiment moteur
- sur le pied de porte avant droit
- dans le coffre
Enfin le NIV optionnel qui peut se trouver derriegravere le pare-brise est visible agrave travers une
petite fenecirctre en bas agrave gauche et donc coteacute conducteur
Evolution du code VIN en fonction des types
Mercedes W201
Mercedes W202
Mercedes W203
Mercedes W204
Composition du code
Les veacutehicules modernes qui sont reacutefeacuterenceacutes avec des codes VIN sont identifiables par un
systegraveme baseacute sur la norme ISO Organisation internationale de normalisation
- ISO 3779 de 1979 et
- ISO 3780 de 1980
Avant-propos
LISO (Organisation internationale de normalisation) est une feacutedeacuteration mondiale
dorganismes nationaux de normalisation (comiteacutes membres de lISO)
1 Domaine dapplication
La preacutesente Norme internationale speacutecifie le contenu et la structure dun numeacutero
didentification des veacutehicules (VIN) permettant dassurer agrave leacutechelle mondiale un systegraveme
uniforme de numeacuterotation pour lidentification des veacutehicules routiers
La preacutesente Norme internationale sapplique aux veacutehicules agrave moteur aux veacutehicules tracteacutes
aux motocycles et aux cyclomoteurs deacutefinis dans lISO 3833
3 Termes et deacutefinitions
31 Numeacutero didentification dun veacutehicule VIN
Combinaison structureacutee de caractegraveres attribueacutee agrave un veacutehicule par son constructeur en vue de
son identification
32 Code didentification mondiale du constructeur WMI
Premiegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui deacutesigne le constructeur du
veacutehicule et qui est assigneacutee agrave un constructeur de veacutehicules afin de permettre lidentification
dudit constructeur
33 Descripteur VDS
Deuxiegraveme section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui donne une information sur les
caracteacuteristiques geacuteneacuterales du veacutehicule
34 Indicateur VIS
Troisiegraveme et derniegravere section du numeacutero didentification dun veacutehicule qui constitue une
combinaison de caractegraveres attribueacutes par le constructeur pour distinguer un veacutehicule dun autre
veacutehicule
35 Constructeur
Personne entreprise ou socieacuteteacute qui deacutelivre le certificat de conformiteacute ou qui deacutemontre la
conformiteacute et assume la responsabiliteacute du produit pour un veacutehicule precirct agrave ecirctre mis en service
indeacutependante de lemplacement de lusine de montage
36 Anneacutee
Anneacutee calendaire pendant laquelle le veacutehicule est produit ou anneacutee du modegravele du veacutehicule
deacutetermineacutee par le constructeur
37 Seacuteparation
Symbole caractegravere ou bordure mateacuterielle qui peut ecirctre utiliseacute pour seacuteparer les sections du
numeacutero didentification dun veacutehicule ou pour deacutefinir ses limites
Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee Code Anneacutee
Code
1971 1 1980 A 1992 N 2001 1 2010 A
1972 2 1981 B 1993 P 2002 2 2011 B
1973 3 1982 C 1994 R 2003 3 2012 C
1974 4 1983 D 1995 S 2004 4 2013 D
1975 5 1984 E 1996 T 2005 5 2014 E
1976 6 1985 F 1997 V 2006 6 2015 F
1977 7 1986 G 1998 W 2007 7 2016 G
1978 8 1987 H 1999 X 2008 8 2017 H
1979 9 1988 J 2000 Y 2009 9 2018 J
1989 K 2019 K
1990 L 2020 L
1991 M 2021 M
Quelques diffeacuterences existent pour la codification des tregraves petites seacuteries
Standard 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1
5
1
6
1
7
ISO 3779
Code
constructeu
r-WMI
Composition du
veacutehicule Code veacutehicule-VIS
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
plus de 500
veacutehiculesan
Code
constructeu
r-WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Numeacutero progressif
seacuterie
Union
Europeacuteen
ne
amp
Ameacuterique
du Nord
moins de 500
veacutehiculesan
WMI
Compositio
n du
veacutehicule
Code
eacutequipeme
nt du
veacutehicule
Code
Anneacutee
Modegravel
e
Code
Veacutehicul
e
Code
constructeu
r-WMI
Numeacutero
progressi
f seacuterie
Exemple de code VIN
Poinccedilon Peugeot VF3 741 A4 7F535G815 Poinccedilon Peugeot
- Poinccedilon Peugeot - Code constructeur WMI (03)
1 VF (Europe S-Z France VF-VR)
3 3 (Peugeot)
- Type au mines (06)
4-6 741 (Composition du veacutehicule)
7 (306)
4 (04 portes)
1 ou A (Moteur D1768 cc)
7-8 A4 (type de veacutehicule coupe cabriolet etc)
9 7 (Code eacutequipement du veacutehicule)
- Anneacutee modegravele (01)
10 F (1985)
- Code VIS (07)
11 5 (code usine chiffre ou lettre selon les constructeur)
12-17 35G815 (numeacutero dans la seacuterie du type)
Poinccedilon Peugeot
WAUZZZ8GZPA001181
Codes pays
AndashH = Afrique JndashR = Asie SndashZ = Europe
1ndash5 =
Ameacuterique
du Nord
6ndash7 =
Oceacuteanie
8ndash9 =
Ameacuterique
du Sud
AA-AH Afrique
du Sud
AJ-AN Cocircte
dIvoire
AP-A0 non
attribueacute
BA-BE Angola
BF-BK Kenya
BL-BR Tanzanie
BR Algeacuterie
BS-B0 non
attribueacute
CA-CE Benin
CF-CK
Madagascar
CL-CR Tunisie
CS-C0 non
attribueacute
DA-DE Egypte
DF-DK Maroc
DL-DR Zambie
DS-D0 non
attribueacute
(probable
Algerie)
EA-EE Ethiopie
EF-EK
Mozambique
EL-E0 non
attribueacute
FA-FE Ghana
FF-FK Nigeria
FF-FK
Madagascar
FL-F0 non
attribueacute
GA-G0 non
attribueacute
HA-H0 non
attribueacute
JA-J0 Japon
KA-KE Sri
Lanka
KF-KK
Israel
KL-KR
Coreacutee du Sud
KS-K0 non
attribueacute
LA-L0 Chine
MA-ME Inde
MF-MK
Indoneacutesie
ML-MR
Thaiumllande
MS-M0 non
attribueacute
NF-NK
Pakistan
NL-NR
Turquie
NS-N0 non
attribueacute
PA-PE
Philippines
PF-PK
Singapour
PL-PR
Malaysie
PS-P0 non
attribueacute
RA-RE
Emirat
Arabes Unis
RF-RK
Taiwan
RL-RR
Vietnam
RS-R0 non
attribueacute
SA-SM
Grande
Bretagne
SN-ST
Allemagne
SU-SZ
Pologne
S1-S0 non
attribueacute
TA-TH Suisse
TJ-TP
Reacutepublique
Tchegraveque
TR-TV
Hongrie
TW-T1
Portugal
T2-T0 non
attribueacute
UA-UG non
attribueacute
UH-UM
Danemark
UN-UT Irlande
UU-UZ
Roumanie
U1-U4 non
attribueacute
U5-U7
Slovaquie
U8-U0 non
attribueacute
VA-VE
Autriche
VF-VR France
VS-VW
Espagne
VX-V2
Yougoslavie
V3-V5 Croatie
V6-V0 Estonie
WA-W0
1A-10 Etats
Unis
2A-20
Canada
3A-3W
Mexique
3X-37 Costa
Rica
38-30 non
attribueacute
4A-40 Etats
Unis
5A-50 Etats
Unis
6A-6W
Australie
6X-60 non
attribueacute
7A-7E
Nouvelle
Zeacutelande
7F-70 non
attribueacute
8A-8E
Argentine
8F-8K Chili
8L-8R
Equateur
8S-8W
Peacuterou
8X-82
Veacuteneacutezueacutela
83-80 non
attribueacute
9A-9E Breacutesil
9F-9K
Colombie
9L-9R
Paraguay
9S-9W
Uruguay
9X-92
Trinidad amp
Tobago
93-99 Breacutesil
90 non
attribueacute
Allemagne
XA-XE
Bulgarie
XF-XK Gregravece
XL-XR Pays
Bas
XS-XW Russie
XX-X2
Luxembourg
X3-X0 Russie
YA-YE
Belgique
YF-YK
Finlande
YL-YR Malte
YS-YW Suegravede
YX-Y2
Norvegravege
Y3-Y5
Bielorussie
Y6-Y0 Ukraine
ZA-ZR Italie
ZS-ZW non
attribueacute
ZX-Z2
Sloveacutenie
Z3-Z5 Lituanie
Z6-Z0 non
attribueacute
Chapitre 9
Organisation du
garage
1 Introduction
Un atelier de reacuteparation automobile plus communeacutement
appeleacute
garage
est une structure speacutecialiseacutee dans lentretien courant et la
reacuteparation des veacutehicules automobile
Un petit atelier de garagiste en
Nouvelle-Galles du Sud (Australie)
laquo Garagiste raquo est un terme geacuteneacuterique deacutesignant une personne travaillant dans un garage et
peut sappliquer agrave tous les meacutetiers de lentretien automobile
- meacutecanicien
- carrossier
- peintre en carrosserie
- vendeur etchellip
Un garage peut faire office de station-service tandis que
bon nombre de ces derniegraveres principalement deacutedieacutees agrave la
distribution de carburant proposent un service basique
de laquo garage raquo permettant lentretien courant du veacutehicule
et les reacuteparations mineures
Certains garages en outre proposent un service de vente
de veacutehicules Garage Citroeumln agrave Constantine
au debut du XX siegravecle (Algeacuterie)
Il existe des concessionnaires et des garagistes indeacutependants
2 Histoire
Les ateliers de reacuteparation ont fait leur apparition et se sont multiplieacutes de par le monde en
mecircme temps que lautomobile a commenceacute agrave se banaliser agrave compter du deacutebut du XXe siegravecle
passant du statut de curiositeacute tregraves oneacutereuse agrave celui de bien de grande consommation -
progressivement accessible au plus grand nombre ( FORD T)
Laugmentation du parc installeacute a constitueacute lopportuniteacute de creacuteer un nouveau modegravele
eacuteconomique axeacute sur ce nouveau mode de transport
Tandis que les pays industrialiseacutes sadaptaient agrave lautomobile en
- seacutecurisant et regraveglementant son emploi
- deacuteveloppant un reacuteseau de routes adapteacute
le besoin en points dentretien deacutedieacutes est alleacute croissant et les laquo garages raquo ont commenceacute agrave se
multiplier au bord des routes et dans les agglomeacuterations
3 CHOIX DE LIMPLANTATION
Limplantation dun garage en centre-ville ou en bordure de ville implique avantages et
inconveacutenients quelque soit le cas Critegraveres de choix
- Trafic
- Publiciteacute
- Faciliteacute daccegraves
- Coucirct du terrain
- Superficies possibles
- Frais fixes
4 REacutePARTITION DES SURFACES
La reacutepartition ideacuteale des surfaces est de
- 13 bacircti
- 23 non-bacircti
a) SURFACES NON-BATIES Elles sont essentiellement constitueacutees
- Aires de stationnement Clients magasin de PR
- veacutehicules en attente de reacuteparation
- veacutehicules clients reacutepareacutes
- veacutehicules neufs et occasions
- veacutehicules du personnel
- veacutehicules visiteurs ex repreacutesentants deacutepanneuse bennes agrave deacutechets
b) SURFACES BATIES Les locaux doivent ecirctre
- spacieux
- bien eacuteclaireacutes
- ventileacutes
- chauffeacutes
- daccegraves facile
Il faut preacutevoir
Piegraveces agrave usage de bureau
- 6msup2 par personne
Reacuteception et daccueil des clients
- sa localisation doit ecirctre eacutevidente
Salle dattente clients
- spacieuse
- confortable
- agreacutementeacutee
- documenteacutee
- eacutequipeacutee
- eacuteclaireacutee
- peinte toujours en blanc mat
Magasin de Piegraveces de Rechange plusieurs accegraves seacutepareacutes
- clients
- meacutecaniciens
- agents
Atelier de reacuteparation plusieurs zones
- reacuteparations rapides
- interventions longues
- carrosserie
- peinture
- eacutelectriciteacute
- mise au point etc
Piegraveces annexes
- deacutechets
- aire de lavage
- compresseurs
- vestiaires personnels
- sanitaires etc
5 LES MATEacuteRIELS
a) GROS MATEacuteRIELS
Stations de lavage Stations de vidange graissage Station de controcircle de geacuteomeacutetrie
des trains roulants
Montage et eacutequilibrage de pneumatiques Station de diagnostic Station de controcircles
Electriciteacute
Mateacuteriels de manutention (grues crics) ponts eacuteleacutevateurs
b) PETITS MATEacuteRIELS
Outillages speacutecialiseacutes Outillages individuels
6 LES PERSONNELS
La hieacuterarchie se compose de 2 cateacutegories
a) ENCADREMENT
Directeur geacuteneacuteral Directeur commercial Directeur technique
Directeur financier
b) EXEacuteCUTION
Secreacutetaires de direction Secreacutetaires dadministration de commerce et de gestion-finance
Chef deacutequipe Reacuteceptionnaire Preacuteparateurs
Meacutecaniciens Magasiniers Vendeurs
a EXEMPLE DAMEacuteNAGEMENT DUN GARAGE AUTOMOBILE
a) RDC
b) Etage Bureaux et administration
b ORGANISATION DUNE ENTREPRISE DE REacutePARATION
AUTOMOBILE
a) OBJECTIF DE LENTREPRISE
Accroicirctre la productiviteacute
- en structurant les ateliers
- en deacutefinissant avec preacutecision les tacircches de chacun des personnels afin quelles
ne se chevauchent pas
b) ORGANIGRAMME DUNE ENTREPRISE STRUCTUREacuteE
- Un responsable par secteur assure la liaison avec le chef dentreprise qui controcircle tous
les secteurs
- Chaque secteur est autonome
- Limportance des activiteacutes de reacuteparation permet de subdiviser le travail sous la
responsabiliteacute de plusieurs reacuteceptionnaires ainsi que plusieurs chefs deacutequipe
c FONCTIONS DES DIFFEacuteRENTS PERSONNELS AU SEIN DE
LENTREPRISE
a) LE CHEF DENTREPRISE
Il deacutefinit les objectifs et les prioriteacutes de lentreprise en assurant le controcircle de tous
les secteurs
b) LE CHEF DATELIER
- Il est responsable du fonctionnement des ateliers et de la formation des
employeacutes
- Il coordonne tous les services
c) LE REacuteCEPTIONNAIRE
- accueil le client
- deacutefinie la nature des travaux agrave effectuer
- eacutetablie eacuteventuellement un devis
- preacutecise les deacutelais de reacuteparation
Si le client est daccord
- reacutedige et fait signer LOR quil remplit avec rigueur (ex eacutetat du veacutehicule
carburant accessoires)
- charge le planning de latelier
Apregraves les travaux
- rend le veacutehicule apregraves paiement de la facture
d) LE CHEF DEacuteQUIPE
Il reacutepartit le travail et prend les deacutecisions au niveau de la reacuteparation
e) LES COMPAGNONS
Ce sont les exeacutecutants des reacuteparations
f) LE MAGASINIER
Il approvisionne latelier en piegraveces de rechange et assure le service clientegravele
g) SERVICE FACTURATION
Reacutedaction des factures dapregraves lOR pointeacute par le chef deacutequipe
h) SERVICE COMPTABILITEacute
Il gegravere et reacutealise les bilans dexploitation
Chapitre 10
Devis
1 ORGANIGRAMME DrsquoUNE INTERVENTION
2 Deacutefinition
Un devis est une estimation des prix reacutealiseacutee avant lexeacutecution de travaux ou avant lachat
dun bien
Le DEVIS est une eacutevaluation la plus preacutecise possible du coucirct dune reacuteparation
Dans le cadre de son DEVOIR dinformation et dans le souci permanent de conserver des
relations claires avec le client le devis est devenu une deacutemarche indispensable
3 Enjeux dun devis
Lorsquun particulier ou une socieacuteteacute demande des devis aupregraves de plusieurs entreprises cela
permet de comparer les prix et les prestations fournies
Les Destinataires
- un client
- une compagnie dassurance ou cabinet dexpertise
bull Le Client Le devis permet dinformer le client Il est geacuteneacuteralement eacutetabli sans
deacutemontage meacutecanique Par conseacutequent le devis reste approximatif sachant quune
erreur supeacuterieure agrave 10 nest pas toleacuterable
bull Assurances ndash Experts Le devis est eacutetabli de maniegravere preacutecise pour permettre agrave
lassureur de prendre une deacutecision sur lopportuniteacute de la reacuteparation remise en eacutetat
ou mise en eacutepave lorsque la reacuteparation deacutepasse la valeur veacutenale du veacutehicule
Geacuteneacuteralement les devis sont gratuits
4 Deacutemarche dutilisation des devis
a) Ce que doit comporter un devis
Identification du prestataire qui reacutedige le devis
bull nom et raison sociale
bull adresse complegravete
bull teacuteleacutephone
bull teacuteleacutecopie
bull email et site internet
Identification de la personne qui a demandeacute le devis
bull nom preacutenom
bull adresse
bull teacuteleacutephone
Le mot devis doit ecirctre eacutecrit en gros
La date du devis
La liste des prix et le total
b) Ce quil faut preacuteciser dans un devis
bull La dureacutee de la validiteacute de loffre par exemple ce devis est valable entre 1 et 3 mois
selon le projet
5) Estimation
bull Lestimation consiste agrave eacutevaluer par preacutediction les coucircts et deacutelais des tacircches qui
constituent un projet agrave partir destimations dautres grandeurs comme la taille la
puissance ou la capaciteacute Le terme estimation deacutecrit aussi bien la fonction lopeacuteration
que le reacutesultat
6) Quelles sont les regravegles dun bon devis
- Un prix ferme
- une trace eacutecrite en cas de litigehellip
Tel est linteacuterecirct de disposer dun bon devis avant le deacutebut des travaux
Le bon devis doit comporter un certain nombre de mentions obligatoires notamment
- la somme globale agrave payer
- le deacutecompte deacutetailleacute des prestations et des produits utiliseacutes
- le nom et ladresse de lentreprise
- la dureacutee de validiteacute de loffre et lindication du caractegravere gratuit ou payant du
devis
Ces regravegles protegravegent de faccedilon satisfaisante le client
Des mentions suppleacutementaires
Pour autant rien ne lempecircche de demander au professionnel dajouter sur le devis dautres
mentions non obligatoires comme par exemple
- les modaliteacutes de regraveglement avec un eacutecheacuteancier preacutecis des paiements
- la date limite preacutevue pour la fin des travaux
- une peacutenaliteacute de retard par jour deacutepasseacute
Le client disposera ainsi de moyens de pression suppleacutementaires en cas de complicationhellip
Si la facture est plus eacuteleveacutee
Il arrive que le montant de la facture soit supeacuterieur agrave celui du devis alors que le client navait
pas donneacute son accord preacutealablehellip
Que faire
Commencer par veacuterifier si le devis ne comporte pas une clause de reacutevision du prix dans
certains cas expresseacutement preacutevus (ex hausse du coucirct de la main-dœuvre ou des matiegraveres
premiegraveres)
si cest le cas le professionnel a le droit de reacutepercuter cette hausse sur la facture
Agrave deacutefaut le client peut refuser de payer la diffeacuterence
Une simple lettre de reacuteclamation adresseacutee au professionnel en recommandeacute avec accuseacute de
reacuteception devrait suffire En cas deacutechec le client doit saisir la direction de la concurrence de
la consommation et de la reacutepression des fraudes du deacutepartement du professionnel
Chapitre 11
Bon de commande
Commande
Dans le commerce une commande est une intention soit
- verbale
- eacutecrite
dengager une transaction commerciale pour des produits ou services particuliers
Du point de vue de lacheteur elle exprime lintention dacheter et est appeleacutee une commande
dachat
Du point de vue du vendeur elle exprime lintention de vendre et elle se reacutefegravere agrave une
commande de vente
Dans beaucoup dentreprises les commandes sont utiliseacutees pour rassembler et rendre compte
des coucircts et des revenus selon des objectifs bien deacutefinis
Ensuite il est possible de montrer pour quels objectifs les deacutepenses ont eacuteteacute engageacutees
Eacutetapes dans les commandes commerciales
Commerce Action de lacheteur Action du vendeur
Acheteur qui deacutesire le
produit et vendeur qui
vend le produit
Recherche des vendeurs du produit Marketing et publiciteacute
Veacuterification du pricing
du produit disponibiliteacute
speacutecifications coucircts de
livraison
Demande de devis ou demande doffre Devis ou offre creacuteeacutes
Accord de transaction
entre acheteur et vendeur Enregistrement de la commande dachat
Enregistrement de la commande
de vente
Le produit est expeacutedieacute du
vendeur agrave lacheteur
Fiche demballage facture pro
forma pour certaines
expeacuteditions internationales
Lacheteur reccediloit le
produit du vendeur
La fiche demballage et le produit sont
compareacutes avec la commande dachat on
veacuterifie le bon conditionnement du
produit
Le vendeur envoie la
facture (comptabiliteacute) agrave
lacheteur
On fait correspondre la fiche demballage
avec la commande dachat et la facture
on enregistre lachat dans les comptes
financiers dans la comptabiliteacute
fournisseurs
On enregistre la vente dans les
comptes financiers dans la
comptabiliteacute clients
Lacheteur paie le
vendeur
Paiement en espegraveces par chegraveque ou
paiement eacutelectronique enregistrement
du paiement sur la commande dachat
Reacuteception des espegraveces du
chegraveque ou du paiement
eacutelectronique enregistrement du
paiement sur la commande de
vente