L’utilisation rationnelle du véhicule. L’aspect mécanique

Fiche synthèse : L'utilisation rationnelle du véhicule (Aspect mécanique)

Préambule

L'utilisation rationnelle d'un véhicule consiste à optimiser sa conduite et son entretien pour réduire la consommation de carburant, limiter l'usure des composants et garantir une meilleure sécurité. Selon plusieurs études, 58 % des automobilistes n'ont aucune notion du coût annuel réel de leur véhicule, ce qui entraîne souvent des dépenses imprévues et une méconnaissance des facteurs d'usure prématurée. Une mauvaise utilisation du véhicule, notamment par méconnaissance des principes mécaniques de base, entraîne des pannes prématurées et une surconsommation pouvant atteindre 20 % de carburant supplémentaire. La compréhension du fonctionnement mécanique du véhicule et l'adoption de pratiques adaptées permettent d'améliorer significativement la longévité du matériel, de réduire les coûts d'exploitation et d'optimiser la sécurité routière.

Le Moteur à Quatre Temps

Les moteurs automobiles se différencient selon trois critères principaux : le type de carburant utilisé (gazole ou essence), le nombre et l'agencement des cylindres, ainsi que le cycle thermodynamique employé (deux ou quatre temps). Les moteurs à quatre temps équipent la quasi-totalité des véhicules de tourisme, tandis que les moteurs deux temps se retrouvent principalement sur des engins de faible puissance (tondeuses, tronçonneuses, petites motos).

Principe de fonctionnement

Quel que soit leur nombre, chaque piston d'un moteur quatre temps accomplit systématiquement le même cycle en quatre phases — deux courses descendantes et deux courses montantes — afin de convertir l'énergie thermique en énergie mécanique.

Les quatre temps du cycle :

1. Admission (course descendante)
   Le piston descend, la soupape d'admission s'ouvre et le mélange air-carburant pénètre dans le cylindre.

2. Compression (course montante)
   Les deux soupapes sont fermées, le piston remonte et comprime le mélange, augmentant sa température et sa pression.

3. Combustion et détente (course descendante)
   Juste avant le sommet de compression, la bougie déclenche l'inflammation (moteur essence) ou l'injection provoque l'auto-allumage (moteur diesel). La combustion génère une forte poussée qui fait descendre le piston et produit le couple moteur.

4. Échappement (course montante)
   La soupape d'échappement s'ouvre, le piston remonte et rejette les gaz brûlés hors du cylindre.

Ainsi, qu'il y ait un, deux, quatre, six, huit cylindres ou davantage, chacun suit ce même cycle en quatre temps pour produire de l'énergie.

Cylindrée

La cylindrée unitaire correspond au volume balayé par un seul piston dans le cylindre, exprimée en centimètres cubes (cm³). La cylindrée totale du moteur est la somme des cylindrées unitaires de tous les cylindres.

La Chaîne Cinématique

La chaîne cinématique correspond à l'ensemble des éléments permettant la transmission de l'énergie du moteur aux roues motrices.

Les transmissions

Le terme « transmission » désigne l'ensemble des arbres qui relient le pont aux roues :

• Arbres de roue : utilisés à l'arrière sur les véhicules à propulsion
• Cardans : utilisés à l'avant pour permettre l'articulation liée à la direction et absorber les débattements de suspension

Un deuxième joint de cardan peut être monté sur l'arbre pour offrir une plus grande souplesse de mouvement lorsque nécessaire.

L'Embrayage

L'embrayage constitue un organe essentiel de la chaîne cinématique qui permet d'adapter le fonctionnement du moteur à la boîte de vitesses.

Fonctionnement

• Lorsque l'embrayage est débrayé (pédale enfoncée), le moteur est déconnecté de la transmission
• Lorsque l'embrayage est embrayé (pédale relâchée), le moteur transmet l'énergie aux roues
• Le point de patinage correspond à la zone où l'embrayage commence à transmettre l'énergie progressivement

Facteurs d'usure prématurée de l'embrayage

Certaines pratiques accélèrent significativement l'usure de l'embrayage :

• Maintenir le pied sur la pédale d'embrayage en conduisant (l'embrayage travaille constamment en position intermédiaire sans être complètement engagé ni libéré)
• Relâcher brutalement la pédale (risque de calage et à-coups mécaniques)
• Utiliser l'embrayage pour maintenir le véhicule en pente de manière prolongée (surchauffe et usure accélérée)
• Faire patiner l'embrayage de manière excessive, notamment en tractant une remorque ou avec un véhicule chargé

La Boîte de Vitesses

La boîte de vitesses permet d'adapter le couple et la puissance du moteur aux différentes conditions de conduite.

Utilisation optimale

Le passage des rapports s'effectue idéalement en fonction du régime moteur optimal, généralement autour de 2 000 à 2 500 tours/min pour les moteurs modernes. L'utilisation du frein moteur en descente permet de limiter l'usage des freins et de réduire l'usure des plaquettes et disques de frein.

Le Pont Différentiel

Le pont est un mécanisme de renvoi d'angle dont la particularité réside dans la nécessité de faire tourner deux arbres dans le même sens, voire à des vitesses différentes lors du passage d'un virage. Cette fonction est assurée par le différentiel, qui répartit le mouvement entre les demi-arbres de roue.

Constitution d'un pont :

• Couronne et satellite (planétaire)
• Arbre de transmission
• Demi-arbres de roue

Le différentiel permet aux roues motrices de tourner à des vitesses différentes, ce qui est indispensable lors des virages où la roue extérieure parcourt une distance supérieure à la roue intérieure.

Optimisation de l'Utilisation du Véhicule

Une utilisation adaptée du véhicule permet d'optimiser la consommation de carburant et de réduire l'usure des composants mécaniques.

Facteurs d'optimisation

• Conduite souple : l'anticipation et l'évitement des accélérations et freinages brusques réduisent la consommation
• Vitesse stable : le maintien d'une allure constante, notamment via un régulateur de vitesse, optimise le rendement
• Charge utile : chaque 100 kg supplémentaires augmentent la consommation d'environ 5 %
• Pression des pneus : un pneu sous-gonflé de 0,3 bar augmente la consommation de 3 %
• Climatisation : une utilisation continue augmente la consommation de 10 à 20 % selon les conditions

Un véhicule mal entretenu peut consommer jusqu'à 20 % de carburant supplémentaire par rapport à un véhicule correctement maintenu. L'adoption d'un freinage anticipé avec le frein moteur réduit l'usure des plaquettes et disques de frein de manière significative.