Moteur!
C’est quoi la différence entre essence et diesel ? Pourquoi l’un consomme plus que l’autre ? Et pourquoi ça change aussi quand on va aux Etats-Unis ? Mais les moteurs hybrides, qu’est-ce que c’est que ces conneries ? Et comment qu’on fait pour diminuer sa consommation alors ?
C’est dans un effort synthétique ultime que je vais tenter de répondre à toutes ces questions. Mes excuses si ce n’est pas approfondi, mais je ne suis pas ingénieur automobile !
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Commençons par le commencement. Qu’est-ce qui fait qu’une voiture avance ? Le moteur, évidemment. Mais plus spécifiquement le mouvement rectiligne des pistons qui est transformé en mouvement rotatif des roues par le biais de la bielle et du vilebrequin.
Cycle du moteur essence
L’important donc ici, c’est de faire bouger le piston. Et c’est dans cette optique qu’ont été créé les moteurs à essence et les moteurs diesel.
Dans le cas de l’essence, le cycle du moteur est généralement à quatre temps : le piston au point le plus haut descend dans la chambre de combustion et diminue la pression de cette dernière. Le vide créé va entrainer l’injection du mélange air/carburant. Puis le piston sera propulsé vers le haut, augmentant la pression du mélange, et lorsqu’il atteint quasiment le plus haut, l’essence et l’air comprimés sont brulés à l’aide d’une bougie, produisant l’étincelle. La pression engendrée par cette combustion pousse à nouveau le piston vers le bas, ce qui recommence le cycle.
L’essence (le carburant) est constituée d’hydrocarbures dont la chaine carbonée contient entre 4 et 12 atomes de carbone.
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Dans le cas du moteur diesel, le cycle est très similaire. La seule différence est que lorsque le mélange diesel/air est compressé, il n’y a pas besoin de bougie pour enflammer le carburant, la pression créé une élévation de température suffisante pour assurer une auto-combustion et donc le mouvement du piston.
Le Diesel (le carburant), est constitué d’hydrocarbures dont la chaine carbonée contient entre 8 et 21 atomes de carbone.
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Voilà, très schématiquement, la différence entre moteur essence et diesel.
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Mais pourquoi l’un consomme plus que l’autre ? Simplement parce que l’efficacité du cycle du moteur diesel est supérieure à celui de l’essence. En moyenne 20% supérieure. Il faut revenir ici à la différence entre les carburants : le Diesel quand il brule fournira plus d’énergie que l’essence (schématiquement parce les hydrocarbures sont plus grands). Egalement, sachant que les moteurs diesels doivent supporter des pressions et températures plus importantes que les moteurs essence, les pièces qui constituent le moteur sont plus lourdes et plus épaisses, ce qui contribue aussi à un meilleur rendement.
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Pour la différence de consommation entre les véhicules américains et européens, il y a plusieurs explications :
– Les moteurs outre-Atlantique sont moins efficaces, pour une raison que je n’ai pas réussi à trouver.
– Le carburant en Europe est standard, généralement l’indice d’octane est 95 (voire 97 dans le cas du super) alors qu’aux Etats-Unis, il varie de 89 à 92, ce qui explique pourquoi avec le même volume on peut s’attendre à des variations, généralement moindres.
– Les voitures sont plus grosses, donc plus lourdes.
– La majorité des véhicules sont automatiques et une boite automatique consomme toujours plus qu’une manuelle.
Par contre, d’après cette image sur la droite, on ne peut pas attribuer une diminution de consommation à cause du GPS :
Dans tes dents Akodostef...
.Une petite note sur les moteurs hybrides, qui j’espère serviront de transition à un nouveau véhicule totalement propre.
Il n’y a pas encore de moteur 100% électrique qui soit assez efficace (et pratique !) pour être le seul moyen de propulsion. Une source d’énergie supplémentaire est nécessaire pour fournir la puissance manquante au véhicule. Il y a plusieurs types de moteurs hybrides, mais seulement deux sont principalement utilisés à des fins commerciales :
– Soit les deux moteurs marchent en parallèle, c’est-à-dire qu’ils fournissent indépendamment la puissance pour faire bouger le piston. Certains véhicules ont un petit moteur qui ne servira qu’à des taches minimes telles que l’accélération ou la décélération.
– Soit les moteurs sont montés de telle façon que la puissance utilisée pour faire avancer le véhicule est répartie de 0 à 100% par moteur, selon les besoins. Le moteur à combustion sert également à recharger la batterie électrique. Par exemple, sur autoroute le ratio sera plus en faveur du moteur à combustion, mais en conduite urbaine, cela sera l’inverse.
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Ce paragraphe sur les véhicules électriques m’amène donc à mon dernier point qui est de vous donner quelques astuces pour diminuer sa consommation:
– Dans un premier temps, assurez-vous que votre véhicule est bien entretenu chaque année : vidange, changer ses plaquettes de frein, etc.
– Pour ce qui est de la vitesse, malheureusement pas de réponse générale car cette donnée dépend de chaque véhicule. Il semblerait néanmoins qu’un optimum puisse être défini, et conduire à une vitesse supérieure à 56km/h et en utilisant le rapport le plus haut semble fournir la meilleure consommation. Cette vitesse doit être de croisière et non altérée par la circulation puisque accélération et décélération sont les ennemis de la consommation ; bien anticiper et ne pas conduire de manière agressive sont des éléments clés ici. Les experts néanmoins préconisent d’accélérer rapidement mais pas de manière brusque.
– Pour ce qui est des tours par minute, même réflexions que pour la vitesse, il n’y a pas de règle générale. Cependant, 1750 tr/min semble être un optimum pour une voiture de taille moyenne.
– Enfin, utiliser du carburant de qualité, avec un au taux d’octane, quoique certains constructeurs ne soient pas tout à fait d’accord avec cette dernière assertion.
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Voilà, j’espère avoir répondu à certaines de vos questions. Cela ne se veut pas un guide exhaustif mais plus des prémices de réponses à des interrogations qui sont ma foi assez répandues.
Déjà, merci pour cet article, que j’attendais depuis un moment ;)
Il me reste néanmoins pas mal de questions :
– consomme-t-on moins quand on est en sous-régime, ou en sur-régime ? (rouler en 5e à 56km/h est-il préférable à rouler en 3e à la même vitesse ?) Pourquoi ?
– pourquoi une automatique consomme-t-elle davantage qu’une boite manuelle ? L’électronique ne devrait-elle pas optimiser ces rapports ? L’électronique consomme-t-elle de l’essence, ou seulement de l’électricité ?
– un ami un peu foufou mais qui s’y connait un peu en science (bon, plus la bio que la physique, faut reconnaître) jugeait qu’on émettait moins de polluants en roulant vite qu’en roulant lentement. Je ne vois pas comment ça peut être possible puisque pour moi c’est forcément lié à la quantité de carburant consommé, non ?
Voilà déjà pour les questions qui me viennent à l’esprit là comme ça. Quelqu’un a des réponses ?
Bon, vais essayer de répondre à tes questions:
– après quelques recherches, il semblerait que le surrégime soit moins préférable que le sous-régime (bien que les deux soient fondamentalement mauvais). De manière générale, il faut revenir aux tr/min: plus ils sont faibles, moins tu consommes.
– ca, je l’ai lu sur une page wiki (ici: http://en.wikipedia.org/wiki/Automatic_transmission). Apparemment, il y a des pertes d’énergie lorsque le changement de vitesse se fait. Pour une automatique, il se fait avec un système hydraulique de pompes qui est moins efficace qu’effectuer le changement de vitesse manuel.
– peut être que ton « ami », par abus de langage voulait dire sur autoroute? Dans ce cas précis, les conditions sur voies rapides sont telles que maintenir sa vitesse constante sont favorables à une consommation plus basse. Si tu regardes les performances de voitures, tu as toujours une distinction entre consommation urbaine et sur autoroute (et bien souvent la dernière est plus faible).
Ok; merci pour les éléments complémentaires.
J’ai l’impression (à vérifier, donc : vous devriez avoir l’occasion de le faire avant moi) que quand on est en sous-régime (50km/h en 5e), le nombre de tours/mn est moins élevé (et donc en consommerait moins en sous-régime, le cas échéant). Non ?
Je viens de tomber par hasard sur cet article en parcourant ton blog. Je vais essayer, si j’y arrive de compléter un peu et de répondre aux quelques questions en suspens.
Tout d’abord, pourquoi les moteurs outre-atlantiques sont ils moins performants ? La réponse est toute simple, c’est principalement un facteur financier. Le coût de l’essence aux états-unis est tellement inférieur à ce qu’on trouve en Europe, que les efforts menés par les constructeurs européens (pour réduire les consommations et faire un moteur plus attractif commercialement) n’ont pas été suivis aux US.
Ensuite, le problème du sur-régime ou sous-régime. Niveau consommation, il faut savoir que le rendement idéal d’un moteur est calculé, par exemple pour un diesel c’est généralement entre 2000 et 3000 tr/min (sans parler de turbo). Cela signifie bien sûr que pour un même kilométrage et à allure constante, la consommation sera la plus faible dans cette fourchette. En sur-régime on consomme trop et on transforme une grosse partie de l’énergie en chaleur (énergie thermique) et donc pas en mouvement (énergie cinétique). En sous-régime, une partie du carburant n’est pas brûlée (on entend bien au bruit que tout ne se passe pas bien) et donc cette énergie est perdue, pulvérisée dans l’atmosphère (les hydrocarbures non brulés sont potentiellement plus polluants que leurs résidus), cela a de plus une tendance à encrasser très rapidement le moteur.
Pour finir, je reviens à une question de Akodostef : « L’électronique consomme-t-elle de l’essence, ou seulement de l’électricité ? »
Tous les éléments électriques et électroniques de la voiture consomment de l’électricité. Cette électricité est produite par l’alternateur de la voiture, lui-même entraîné par le moteur de la voiture. Donc, au plus on consomme d’électricité et au plus on consomme d’essence. Il faut penser en terme d’énergie, qu’elle soit électrique, cinétique, thermique ou dieu sait quoi, l’énergie ne se crée pas toute seule, en l’occurence, dans une voiture elle est fournie par la combustion d’énergies fossiles (cette énergie provient donc du soleil qui a permit aux plantes de pousser il y’a quelques millions d’années, plantes qui se sont décomposées puis lentement transformées en pétrole).
Pfioouuu… allez j’arrête là, sans ça demain j’y suis encore.
Continuez à vous poser des questions et méfiez vous des contre-façons !
Merci pour tes clarifactions, Kakaykistefou.
Ca fait plaisir de voir que tu t’es casse le tronc pour nous faire une reponse de qualite et instructive!
Merci kayakistefou pour cette réponse riche :)
Pour le problème des moteurs US, ça rejoint la déduction que j’avais faite (et ça prouve une fois de plus que sans contrainte, les gens se contentent toujours du minimum utile…).
Pour la question de l’électricité si je te comprends bien, ce n’est donc pas de l’électricité qui est produite incidemment, au cours du fonctionnement normal du moteur, mais bien une partie dédiée du moteur qui consomme de l’essence à la seule fin de produire cette électricité ?