couple et puissance

• Introduction
  

Certains en parlent beaucoup même trop puisqu'ils n'ont aucune idée de ce que c'est et se perdent trop souvent dans des explications trop vagues et dénuées de sens.
Ceux sont pourtant deux notions bien simples à acquérir et qui permettront par la suite de tenir des conversations avec des gens qui « savent » !
Pour tous ceux qui verraient là une insulte, je tiens à préciser que je ne fait malheuresment pas parti de ces gens qui "savent" puisque j'ai eu besoin de lire un cours et d'en puiser des informations pour vous expliquer de façon quelque peu superficielle ces notions (Pour ceux qui auront fait un bac S(SI) comme moi, vous savez déjà certainement ce que c'est puisque vous l'avez déjà vu en cours !).

• Le couple moteur
  

Je pense que nombre d'entre nous savent déjà ce qu'est une force. Cette valeur en Newton symbolisée par un vecteur.

Sur l'illustration ci-dessus, le bonhomme exerce une force sur une balance plaquée contre un mur.
Il lit la force sur la balance (en kg). Exemple : 20 kg.
Je rappelle au passage que 1kg = 9,81 N. (1N = 1m.kg.s^-2)

Le problème, c'est qu'un moteur ne pousse pas : C'est un axe qui tourne. C'est à dire que sa force n'a pas une direction fixe.

On remarque que le bras se déplace en rotation. Il va pousser le ressort et on connaitra la valeur du couple. (On suppose que le bras ne tourne que de quelques degrés).

On note que le couple se mesure en N.m (Newton mètre).

Les points verts sont les positions successives du bout du bras. La flèche orange est le couple symbolisé à différents instants.

• Le lien entre puissance et couple :
  

Une formule lie ces deux notions :
CITATION

Pu = C x omega

avec : Pu : La puissance (utile) mécanique de rotation (en Watt)
C : Le couple ou le moment de la force (en N.m)
omega : La vitesse angulaire (en rad.s^-1)

et Pu = rendement x Pa

avec rendement : Toujours < 1 (ex : si rendement = 0.9, le moteur a un rendement de 90 %)
Pa : La puissance absorbée (en Watt)


On a aussi :

1ch = 736 W
avec 1ch : 1 cheval-vapeur



En chevaux, c'est la norme DIN et en watts, c'est la norme ISO.

Donc le cheval est une unité de mesure de puissance mais il est lié au régime moteur ! Donc lorsqu'on parle d'une puissance d'un moteur, c'est toujours la puissance à un certain régime ou à un régime maximal.


On peut donc en fait comprendre la différence dans l'utilisation d'un moteur essence ou diesel : A puissance égale, un moteur essence aura un régime de rotation supérieur et fournira en contre partie, un couple inférieur.

• La souplesse et la linéarité :
  

La souplesse, c'est la capacité du moteur à passer des rapports assez haut sans accoups, ... : Il a un couple assez fort et assez égal à tous les régimes, ce qui lui permet de faire avancer la voiture avec de fortes réductions dans la transmission sans pour autant avoir du mal à les satisfaire.

La linéarité : Si le véhicule accélère fortement à un certain régime et est trés creux (du mal à avancer : Peu de reprise : Mauvaise souplesse) à d'autres régimes, c'est que le moteur ne fournit pas un couple linéaire. C'est par exemple le cas des deux temps qui fournissent leur couple à hauts voir trés hauts régimes et sont (souvent) trés creux à bas régime. -> Ce qui fait qu'ils se font déposer par des quatres temps dès qu'il faut forcer un peu :-D (De vrai tracteurs ces 4T :-p ).
En gros, ton moteur fournit un couple linéaire si lorsque tu accélères, l'accélération ne varie jamais. C'est à dire qu'elle peut te plaquer au siège ou bien être trés douce mais elle doit l'être sur toute la plage exploitable du rapport de la boite.

• Et en pratique, ça donne quoi c't 'histoire ?
  

Si tu roules sur une machine qui fournit un grand couple moteur à bas régime (comme les diesels), tu n'as pas besoin de passer sans cesse les rapports car la machine est assez forte pour rester sur le même rapport dans de nombreuses situations.
Si tu roules avec une machine qui fournit un grand couple moteur à haut régimes (comme les essences. Pire encore : les deux temps !), tu disposes d'une accélération forte mais tu passes souvent des rapports car ta machine se trouve souvent à hauts régimes.

Et pendant ce temps, ceux qui ont des diesels : ils te déposent puisqu'eux, ils peuvent démarrer à l'arrêt en cinquième (j'exagère mais ça veut bien dire ce que ça veut dire ...).


Ceci est un diagramme qui illustre le couple (axe vertical) selon le régime moteur (axe horizontal).
Plus une courbe de couple est haute, plus le moteur sera performant. Ceci dit, plus la courbe est plate, mieux c'est puisque cela revient à dire que le moteur est capable de fournir une force importante aux roues motrices à n'importe quel régime. Donc le véhicule offre une bonne reprise à tous les régimes.
Avoir une courble de couple plate permet de ne pas avoir à passer les rapports trop rapidement.

• Comment modifier et augmente mon couple et ma puissance ?
  

De nombreux accessoires permettent de faire augmenter le couple (pot d'échappement, kit de cylindrée supérieure, ...).
Le problème est que si tout cet armada modifie la courble du couple, encore faut-il qu'il la modifie de façon bénéfique. Si ça enlève tout le couple à bas régime et que la courbe s'agite : Aucun intérêt. Le moteur manquera de souplesse.
Le mieu est donc de faire des tests (banc moteur) pour savoir dans quel sens aller.
On peut aussi parler de l'optimisation qui consiste à changer les temps d'avance à l'allumage, de l'ouverture des injecteurs (voiture) selon le régime moteur, ... Tout ceci s'appelle la cartographie : C'est un ensemble de valeurs qu'on inscrit dans un composant électronique (EPROM) du boitier d'injection. Certains préparateurs changent carrément ce boitier pour piloter le moteur à leur guise. Certains proposent aussi de pouvoir choisir entre plusieurs cartographie (via un commutateur).