La mécanique et les équipements font partie des 10 thèmes officiels présents au Code de la route. Il ne s’agit pas pour le conducteur débutant de devenir un expert de la question, mais d’avoir des notions de base en mécanique et, en tout état de cause, de savoir comment fonctionne un moteur de voiture. Une voiture possède différents éléments mécaniques et électriques qui, utilisés conjointement, lui permettent d'avancer et de s'arrêter. La mise en mouvement et la vitesse du véhicule sont gérées par les différentes actions du conducteur.

Dans cet article, nous vous expliquons les différences entre le fonctionnement d’un moteur thermique de voiture et le fonctionnement d’un moteur de voiture électrique.

Fonctionnement du moteur thermique

Le moteur est l’élément central de la mécanique d’un véhicule. C’est lui qui donne aux roues l’impulsion nécessaire pour avancer à la vitesse souhaitée. Tout cela est rendu possible par la boîte de vitesses.

Moteur à essence

Le fonctionnement d’un moteur à essence repose sur l’allumage du mélange air-carburant qui est brûlé dans un cylindre. Les gaz de combustion font monter la pression qui varie en fonction de la température et actionne le piston. Les mouvements du piston sont transmis à un arbre.

La grande majorité des moteurs équipant des automobiles sont des moteurs à 4 temps. Comme leur nom l’indique, leur fonctionnement est divisé en une série de 4 mouvements distincts et se répétant les uns après les autres :

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  1. 1er temps : l’admission d’air et de carburant - Lors de ce premier temps du processus, la chambre de combustion reçoit un mélange d’air et de carburant depuis l’admission.
  2. 2ème temps : la compression du piston - Lors de ce second mouvement, le piston comprime le mélange d’air et de carburant vers la bougie à une pression avoisinant les 30 bars.
  3. 3ème temps : l’explosion et la détente - Lors de ce troisième temps, le piston et la bougie entrent presque en contact. Un arc électrique se crée, et l’étincelle permet alors d’embraser le mélange d’air et de carburant. Le piston est ensuite repoussé vers le bas par la puissance de l’explosion, ce qui enclenche le nouveau cycle du mouvement mécanique.
  4. 4ème temps : l’échappement - Suite à l’embrasement de l’air et du carburant compressés dans la chambre de combustion, seule reste la fumée résultant de la combustion. Cette fumée est repoussée par le mouvement de remontée du piston vers le collecteur d’échappement. La fumée poursuit alors son chemin à travers l’échappement jusqu’au pot d’échappement, puis elle est expulsée dans l’atmosphère.

Moteur diesel

Un moteur diesel ne comporte pas nécessairement les mêmes composants qu’un moteur à essence. En effet, puisque la pression permet à elle seule d’enflammer le carburant, le moteur n’a pas besoin de bougies standard, mais il nécessite néanmoins la présence de bougies de préchauffage, qui vont permettre de lancer la machine.

Les modes de fonctionnement sont similaires sur le principe, puisque tous les moteurs à combustion interne répètent les 4 étapes de travail.

Moteur à 2 temps

Comme leur nom l’indique, les moteurs à deux temps ne comptent que deux phases dans leur processus de combustion. Ces types de moteurs équipent principalement les motos et d'autres types de deux roues motorisés.

  1. 1er temps: compression, combustion, détente et échappement - Le moteur compresse le mélange de carburant, d’air et d’huile, dont la fonction est de lubrifier l’ensemble du mécanisme. La combustion se produit de la même façon que pour les moteurs à 4 temps, grâce à une bougie. Le piston est éjecté vers le bas et la fumée résultant du processus est rejetée par l’échappement.
  2. 2nd temps: admission, aspiration et compression - Le mélange huile, carburant et air est admis dans la chambre de combustion suite au mouvement d'aspiration créé par la dynamique du piston. Le mélange est de nouveau compressé et remonte vers la bougie.

Le régime moteur

Le régime moteur correspond à la vitesse de rotation d’un moteur thermique en fonction du rapport passé sur la boîte de vitesses à l’instant T. Il se chiffre en tours par minute. C’est le compte-tours installé sur le tableau de bord qui donne cette information au conducteur.

Lorsque le conducteur accélère, le moteur tourne plus rapidement et fait davantage de tours à la minute. En marche normale, le conducteur doit maintenir le nombre de tours par minute dans une fourchette pour ne pas caler, encrasser ou abimer le moteur.

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  • Le régime moteur idéal d’un moteur essence se situe entre 2 000 et 2 500 t/min.
  • Le régime moteur idéal d’un moteur diesel se situe entre 1 500 et 2 000 t/min.

Lorsque vous êtes en mouvement, rouler en sous-régime signifie rouler en dessous de 500-600 tours. Au-delà de 4 000 tours minute le moteur est en sur régime.

Fonctionnement du moteur électrique

L’avenir de la mobilité individuelle pourrait bien passer par les voitures électriques. Bien que la technique du moteur électrique ait été inventée et mise en pratique dès le XIXe siècle, la production en série de voitures électriques a commencé il y a à peine 25 ans.

Le moteur d’une voiture électrique convertit le courant de la batterie en énergie mécanique. Les bobines conductrices sont alimentées en énergie et génèrent des champs magnétiques. En inversant la polarité des bobines plusieurs fois au cours d’un cycle, on obtient une rotation continue de la partie interne. La rotation crée une force qui est transmise aux essieux du véhicule.

Le fonctionnement du moteur électrique des véhicules est basé sur le courant alternatif. Il s’agit d’un fonctionnement de type synchrone. Le rotor est mobile et rotatif. L’électronique embarquée gère la puissance du moteur électrique.

Contrairement à un moteur thermique, le fonctionnement du moteur d’une voiture électrique ne nécessite pas qu’il soit toujours en mouvement. Il n’y a donc pas besoin d’embrayage ni de boîte de vitesse pour réguler le fonctionnement du moteur dans une voiture électrique. La seule commande est la pédale d’accélérateur, qu’il suffit de presser pour que la batterie délivre son courant au moteur. On a donc en quelque sorte un moteur directement relié aux roues.

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Avantages du moteur électrique

Le plus grand avantage d’un moteur électrique est peut-être son rendement élevé - c’est-à-dire le rapport entre la puissance utilisée et la puissance consommée. Avec un moteur à combustion, jusqu’à un tiers de l’énergie est perdue par perte de chaleur.

Tableau comparatif des moteurs thermiques et électriques

Caractéristique Moteur thermique Moteur électrique
Type d'énergie Combustion (essence ou diesel) Électricité
Rendement Plus faible Plus élevé
Émissions de CO2 Plus élevé Nul (à l'utilisation)
Autonomie Plus grande Plus faible
Complexité mécanique Plus complexe Moins complexe
Usure Plus importante Moins importante

Autres éléments mécaniques importants

Outre le moteur, il est essentiel de connaître les autres éléments mécaniques d'une voiture :

  • La boite de vitesses : mécanique ou automatique permet de changer le rapport de vitesse.
  • Les pédales de frein et d'accélération : permettent de ralentir ou d'accélérer.
  • Les freins : ils peuvent être à disque ou à tambour et ils sont présents sur chaque pneu.
  • Les pneus : Ils permettent la bonne adhérence du véhicule sur la route.
  • Les suspensions : Celles-ci assurent la stabilité du véhicule et permettent aux roues de rester en contact avec le sol.

Les feux du véhicule

Les feux de voiture permettent au conducteur de mieux voir, mais également d'être mieux vu par les autres usagers. Certains feux doivent obligatoirement être présents sur les véhicules, comme les feux de croisement, les feux de route, le feu de marche arrière, ou encore, le feu de brouillard arrière gauche.

Il existe cinq types de phares de voiture à reconnaître et utiliser à bon escient pour circuler en toute sécurité :

  • les feux de position, qui permettent d’être visible des autres usagers à 150 mètres, peuvent être utilisés lorsque la luminosité est insuffisante, comme en cas de pluie, par exemple
  • les feux de croisement, qui servent à éclairer la route qui se trouve devant vous jusqu’à 30 mètres, servent principalement la nuit, ou en cas de neige ou de pluie
  • les feux de route, qui éclairent la route qui se trouve devant vous jusqu’à 100 mètres, ne doivent être utilisés qu’en feux de nuit ou lorsque la chaussée n’est pas éclairée
  • les feux de brouillard avant s’utilisent uniquement lorsque la visibilité est très réduite comme en cas de brouillard, de fortes chutes de neige ou de forte pluie
  • les feux de brouillard arrières n’ont le droit d’être utilisés qu’en cas de blizzard ou de nappe de brouillard très dense.

Le tableau de bord et les voyants

Le tableau de bord est l'un des éléments centraux du poste de conduite. Le compteur kilométrique permet de connaitre la distance totale parcourue par le véhicule depuis sa mise en circulation. Les voyants lumineux sont des pictogrammes présents sur le poste de conduite d'une voiture.

Destinés à informer le conducteur de l’activation de certaines commandes du véhicule, ou à lui signaler une éventuelle anomalie, les voyants du tableau de bord d’une voiture, sont répartis en trois couleurs ayant chacune une signification :

  • Les voyants verts ou bleus sont des témoins de signalisation qui indiquent qu’un équipement (phares, clignotants, etc) est en cours de fonctionnement.
  • Les voyants jaunes ou oranges sont des témoins d’alerte qui signalent une anomalie éventuelle au niveau d’un équipement. Il faut alors envisager un arrêt rapide du véhicule afin de régler le souci, ou prendre rendez-vous chez un professionnel pour changer la pièce usée.
  • Les voyants rouges sont des témoins d’alarme qui vous indiquent un danger important. Si vous roulez et qu’un voyant rouge s’allume, il faut obligatoirement arrêter le véhicule, sous peine de le détériorer ou de provoquer un accident.

Entretien du véhicule

Tout au long du cycle de vie d'un véhicule, ce dernier va devoir effectuer des visites techniques d'entretien et de réparation. En plus de ces visites techniques, tout conducteur se doit de contrôler régulièrement l'état de son véhicule, notamment en effectuant le contrôle des niveaux.

Afin de conduire en toute sécurité, les pneus doivent être en bon état. Il est donc important de vérifier régulièrement les témoins d’usure (avec des rainures ou des sculptures supérieures à 1,6 mm de profondeur) et le niveau de gonflage (entre 1,8 et 3 bars selon le véhicule et sa charge). Des pneus en mauvais état entrainent un risque d'accident et de sortie de route.

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