Pourquoi on consomme plus l’hiver

Avec l’arrivée des premiers frimas, ceux qui continuent à rouler peuvent remarquer une augmentation (de l’ordre de 10 à 20%) de la consommation de carburant de leur deux-roues moteurs. Pour quelles raisons ? Comme souvent à moto, c’est une question de lois physiques.

Les conditions météorologiques (pluie, nuit, brouillard, verglas…) auront une conséquence évidente sur la consommation d’essence.
Un même motard roule bien évidemment de façon différente par beau temps que par mauvais temps, sur une route mouillée que sur une chaussée sèche. Les accélérations moins brutales, les freinages plus anticipés, une vitesse moyenne généralement moindre… diminuent la consommation.

Même par temps sec, qu’il fasse chaud ou froid, pour un même trajet à la même allure, d’autres paramètres influent sur la consommation de carburant : la température ambiante certes, mais aussi la pression atmosphérique et tout simplement le sens et la force du vent.

Mais par temps froid, toutes choses égales par ailleurs, une moto consomme forcément plus.
Et plus il fait froid, plus elle consomme.

Pourquoi ?

Premier élément : la densité de l’air augmente à mesure qu’il se refroidit.

L’air étant plus dense, le mélange air-carburant est plus riche. Pour la même ouverture des papillons, la quantité de carburant injectée sera supérieure.
De plus, la résistance aérodynamique augmente également : la moto doit fournir plus de puissance (et donc consommer plus) pour entrer dans l’air et maintenir la même vitesse.

De ce fait, rouler à la même vitesse que d’habitude entraîne nécessairement une consommation supérieure d’essence.
La seule façon de compenser est de rouler moins vite.

Deuxième élément : la baisse de température entraîne une baisse de la pression de gonflage des pneus.

A pression affichée au manomètre égale, la pression réelle est plus basse par temps froid. Les pneus sont en réalité légèrement sous-gonflés (à froid), ce qui augmente les frottements, donc la déperdition de puissance, donc la consommation de carburant… toujours pour rouler à la même vitesse que d’habitude, s’entend.

Troisième élément : le moteur reste froid plus longtemps.

Par temps froid, le moteur atteint sa température de fonctionnement optimale plus tard. Le temps d’atteindre cette température de fonctionnement, il fonctionne plus longtemps avec un moins bon rendement, ce qui demande un mélange plus riche.
Sur de courts trajets, avec de fréquents arrêts et redémarrages, cela entraîne une forte augmentation de la consommation.

Quatrième élément : la densité de l’essence varie en fonction de la température.

Quand la température augmente, l’essence se dilate, elle cherche à occuper un plus grand espace et si elle est confinée, elle dégorge du réservoir.
Si la température descend, elle se densifie. A volume égal injecté, on consommera donc une plus grande quantité d’essence.

Cinquième élément : les accessoires chauffants

Les équipements chauffants sur une moto (poignées chauffantes, gants chauffants, etc.) consomment de l’électricité, laquelle est fournie par l’alternateur, lui-même entraîné par le moteur par l’intermédiaire du stator et du rotor. Une partie croissante de l’effort du moteur étant dépensée pour faire tourner l’alternateur, le moteur devra consommer plus de carburant pour fournir le même régime moteur (augmentation de la charge moteur).
Comme la rotation de l’alternateur se fait grâce au moteur, plus la demande du circuit va être importante, plus le champ électromagnétique dans l’alternateur va être fort et plus le moteur va devoir délivrer de puissance pour le faire tourner.

Exemple : je roule à 90 km/h, avec la puissance délivrée par l’alternateur pour charger la batterie et alimenter l’éclairage, la résistance de l’air, les frottements de la route et les pertes mécaniques de la transmission… mon moteur doit fournir 100 chevaux, soit 73,6 kW.
J’allume mes poignées chauffantes et le chauffage de la selle qui ont une consommation totale de 1 kW. Cette puissance provient du circuit électrique et donc de l’alternateur qui doit fournir 1000 W de plus pour alimenter les équipements de ma moto. L’alternateur étant entraîné par le moteur, ce dernier doit maintenant fournir 74,6 kW, soit environ 101,2 chevaux pour me maintenir à une vitesse de 90 km/h. L’énergie mécanique du moteur provenant du carburant, il devra donc consommer plus d’essence pour maintenir ma vitesse.

Un seul de ces éléments suffit à créer une augmentation de la consommation, même légère, de quelques pourcents.
La conjonction de deux ou plus entraîne cette surconsommation de l’ordre de 10% que nous observons tous en hiver. Un paramètre à prendre en compte quand on part pour un long trajet dans des contrées pas toujours bien desservies en stations d’essence ou quand on a l’habitude de ne faire qu’un seul plein par semaine sur une moto dépourvue de jauge d’essence.

  29 comments for “Pourquoi on consomme plus l’hiver

  1. 27 janvier 2013 at 23:25

    Moi ma moto va dormir dehors… c’est grave docteur ? Je lui ai acheté une housse pour la proteger de la pluie mais aussi de la poussière. Je roule avec tout les jours alors l’hiver dois-je prendre quelques précautions en plus ?

  2. Michel
    21 décembre 2012 at 17:27

    Et les trucs chauffants ?

    j’utilise des poignées chauffantes, des chaussettes chauffantes, et en dessous de 0°C des gants chauffants, le tout fait maison et j’ai aussi des manchons !
    Oui je sais, çà fait un peu ceinture et bretelles (que j’ai aussi d’ailleurs) mais çà me permet de rouler toute une journée à -10°C sans autre problème que le givre sur la visière, malgré ma maladie de Raynaud (pas Fernand, l’autre). Désolé, je n’ai pas encore de solution pour le givre.

    Et çà consomme ? (bonne question, merci)
    les poignées : 12 Ohms chacune, donc 24W sous 12V,
    les chaussettes : 19 Ohms chacune, donc 15,2W sous 12V,
    les gants : 21 Ohms chacun, donc 13,7W sous 12V,
    soit le tout pour 53W.
    Théoriques car au dessus de 5000 t/mn, mon alternateur fournit plutôt 14v et la consommation passe alors à 72W, et plus je roule vite, plus j’ai chaud aux pieds.

    Ma CB500 consomme (moyenne glissante sur 6 pleins consécutifs) 4,5 l/100 en été et presque 4,9 en hiver. Je ne sais pas pourquoi, mais que je me traine ou que je m’éclate, je fais toujours 60km/h de moyenne.
    De source Wikipedia, le pouvoir calorifique de l’essence serait de 33 MJ/l (méga Joules par litre).
    Noter que l’éthanol qui peut figurer à 5% dans le SP95 fait 24MJ/l, ce qui ramène le PC du SP95 à 33 x 0,95 + 24 x 0,05 = 32,5 soit -1,3% (Encore une cause de fluctuation) et -2,7% pour le E10.

    Vu comment je roulais, toujours à donf avec mon TDR, j’estime que ma CB tourne en moyenne à 15CV, soit 15 x 0,736 = 11kW en consommant 4,5 / 100 x 60 x 33 = 89 MJ en 1h pour faire 60 km.
    11 kW.h çà fait 39,6 MJ, et on voit déjà que le rendement de ma CB serait de 39,6 / 89 = 44%
    ce qui me parait énorme pour un petit moteur thermique, surtout que l’alternateur en envoie un peu dans l’allumage, 55 x 3600 / 1000000 = 0,198MJ dans le phare et 0,26MJ dans mes chaufferettes, donc j’ai dû sur-évaluer les 15 CV.
    Toutes les chaufferettes réunies consomment donc 0,26 / 39,6 = 0,0065 soit moins de 0,7% de mes 4,9 l de SP95 : 4,9 x 0,0065 = 0,032 l soit 32cm3 : de quoi remplir un briquet ! mais pas de quoi justifier les 0,4 l/100 de plus en hiver.
    (mais un briquet pour se chauffer les pieds, c’est moins pratique)

  3. Michel
    21 décembre 2012 at 01:18

    Je vais essayer d’apporter un peu d’air à vos moulins !

    La loi de Charles dit :
    à pression constante, le volume d’un gaz est directement proportionnel à la température (sous-entendu : absolue, donc relative au 0°K qui est égal à -273°C). De +30°C en été à -10°C en hiver, la température absolue passe de 303°K à 263°K, soit un rapport de 303 / 263 = 1,15. Une même masse d’air aura alors un volume 1,15 fois plus petit et donc une densité 1.15 fois plus élevée, soit 15% de plus. De +30°C à +10°C, cela fait déjà 7%.
    Par contre, entre un anticyclone de 1030 hPa et une dépression de 970, çà ne fait que 1,06 soit 6% de plus.

    J’ignore quelle est la part des forces aérodynamiques dans la résistance à l’avancement d’une moto, mais elles sont proportionnelles à la densité de l’air (et au carré de la vitesse, mais je suppose qu’on parle de conso à vitesse égale), et c’est bien une cause d’augmentation de la consommation par temps froid.

    Pour la richesse, les effets de l’air étant proportionnels à sa densité, leur action dans le venturi d’un carbu ou dans le débitmètre d’une injection doit tendre naturellement à admettre une quantité d’essence proportionnelle à la masse d’oxygène, et je parie que les concepteurs d’injection s’empressent de corriger le chouya de non linéarité qui reste par l’effet judicieux d’une sonde de T°.

    • brisy
      21 décembre 2012 at 09:34

      ouah merci Michel pour cette précision limpide
      amicalement
      marco

  4. Benoît
    19 décembre 2012 at 20:36

    Une petit erreur dans la dernière partie ?  » il faut accélérer plus fort, faire tourner le moteur à un régime supérieur pour rouler à la même vitesse » : peut-être sur un scooter mais avec une boite de vitesse à 5 ou 6 rapports de démultiplications fixes, on ne change pas lerégime d’une vitesse donnée.
    Avec ma moto, été comme hiver, je suis à 4 000 tr/min pour rouler à 46 km.

    Donc accélérer plus fort, peut-être.
    Faire tourner le moteur à un régime supérieur, non sauf à rouler sur le rapport inférieur mais ça me parrait peu probable. Pour ma moto, ça ferai passer à 5 000 tr/min.

    Benoît

    • momo
      20 décembre 2012 at 10:01

      La réponse de Benoit correspond justement à une de mes interrogations. Doit-on penser effectivement que rouler en 4ème (par exemple) à 6.000 tours correspond OBLIGATOIREMENT à une vitesse, toujours par exemple, de 90 kmh, parce que c’est mécaniquement impossible qu’il en soit autrement? Pourtant, je constate, en montée, que le moteur tourne davantage pour une vitesse néanmoins inférieure! Alors, où se situe le différentiel qui enfreint la règle « telle vitesse moteur = telle vitesse réelle »? L’embrayage?

      • FlatFab
        20 décembre 2012 at 12:55

        A un même régime moteur sur un même rapport, la force transmise à la roue sera la même, c’est un fait.
        Mais de la même façon que la moto ira plus vite en descente et moins vite en montée, à cause de la force de pesanteur qui la freine ou l’accélère, la force transmise à la roue n’est pas le seul facteur de la vitesse enregistrée par le véhicule. Le poids compte aussi, avec le rapport poids/puissance. Ainsi que le coefficient d’adhérence au sol et celui de pénétration dans l’air, qui dépend à la fois de l’aérodynamisme et de la densité de l’air. Ces deux derniers facteurs dépendent de la température ambiante.

        • Lionel
          5 janvier 2013 at 21:18

          Effectivement il y a une erreur : « faire tourner le moteur à un régime supérieur pour rouler à la même vitesse »
          C’est bel et bien impossible sur un même rapport…
          Par contre accélérer plus pour rouler a la même vitesse là je suis ok.

          Citation de Momo : « Doit-on penser effectivement que rouler en 4ème (par exemple) à 6.000 tours correspond OBLIGATOIREMENT à une vitesse, toujours par exemple, de 90 kmh, parce que c’est mécaniquement impossible qu’il en soit autrement ? »

          Oui c’est tout a fait ça.

      • Michel
        21 décembre 2012 at 01:45

        Pour un rapport de boite donné, le rapport (d’où son nom) entre le régime moteur et celui de la roue AR est aussi immuable que le nombre de dents des pignons alors engrenés. Donc si pour une même vitesse au compteur, tu constates un régime moteur plus élevé en montée qu’en descente, c’est que ton embrayage patine. Attention à ne pas confondre les bruits (en dB), échappement, vibrations, qui reflètent la puissance fournie par le moteur, avec son régime (en t/min).

  5. Serge
    19 décembre 2012 at 09:02

    Des raisonnements bons, comme la pression des pneus,les accessoires chauffants… et des imbécilités à tomber à la renverse. La résistance aérodynamique augmentée de l’air froid, cela aurait été vrai à la vitesse des avions supersoniques, mais à la vitesse d’une moto, même de compet et en ligne droite, c’est une stupidité infinie. L’injection de l’essence à volume constant augmentant la richesse, une imbécilité de quelqu’un qui ne comprend rien au fonctionnement de l’injection avec sonde lambda. La raison principale, c’est Michel qui l’a écrite, la densité des essences.

    • FlatFab
      19 décembre 2012 at 16:43

      J’adore les gens qui insultent et dénigrent le travail d’autrui, sans rien expliquer, rien démontrer, rien prouver…

      • brisy
        20 décembre 2012 at 17:41

        moi, j’aime bien que tu poses les questions , je ne m’attends pas à ce que tu saches toujours tout perfecto…merci à fab pour sa précision sur la densité et son incidence sur l’aérodynamique et les motos, quand à l’injection, je n’en connais pas assez pour comprendre tous les éléments en cause, pourtant la température de l’air et de l’essence jouent; c’est probable…la présence de plus ou moins d’humidité dans l’air aussi, bref c’est un sujet pas encore fouillé complètement!merci à toi de prendre le temps de nous poser ces questions
        amicalement
        marco

    • fab
      20 décembre 2012 at 10:27

      Etant pilote, je peux confirmer que la resistance de l’air froid ne joue pas que pour les supersoniques. D’ailleurs ce n’est pas a haute vitesse que la temperature de l’air est la plus utile, c’est pour les manoeuvres a basse vitesse. Plus l’air est froid plus il est dense et plus c’est dense plus c’est dur … Que ca soit pour les avions ou les motos.

    • Philippe Roche
      20 décembre 2012 at 19:16

      Il est possible que tu aies raison, mais est-ce que tu voudrais bien nous donner ton vrai nom, ton adresse e mail, ton adresse postale, voire ton numéro de téléphone ? Parce que c’est bien gentil d’insulter les gens quand on est bien caché derrière son écran d’ordinateur, totalement anonyme et intouchable, mais tu n’aurais jamais parlé à Fabien de cette façon si tu avais été physiquement en face de lui.
      Ça, c’est vraiment le gros problème de l’Internet : on peut dire n’importe quoi sans avoir à en assumer la responsabilité.

    • Benoît
      8 juillet 2013 at 18:15

      « des imbécilités à tomber à la renverse » : c’est un peu exagéré !
      Ce ne sont pas des imbécilités. Des erreurs de raisonnement, des approximations ou des erreurs d’ordre de grandeurs tout au plus.

      Tomber à la renverse, en accélérant vivement avec un moteur longitudinal au pire. Mais Flatfab a l’habitude avec sa BMW.

  6. cedric
    12 décembre 2012 at 21:16

    merci,j’ai effectivement remarquer sur mon 400 un augmentation de 10 a 15% .

    Je pensai que cela venait des pneus fraichement changer (cela joue poeut etre,les ancien debvai avoir une forme ovale,ceux la doivent avoir une forme ronde et surtout ce sont des pneu hiver)

  7. bastien
    12 décembre 2012 at 10:17

    bonjour,
    Je confirme une augmentation de la consommation de 1 litre / 100 km avec une conduite plus cool. N’y a t’il pas une possibilité de diminuer le taux d’injection vu que l’essence et l’air sont plus denses ?!

    bonne route
    bastien

    • FlatFab
      17 décembre 2012 at 18:46

      Refaire un réglage de l’injection. Mais sur une injection électronique moderne, la sonde lambda est justement là pour effectuer cette correction.

  8. Michel
    2 décembre 2012 at 19:46

    Je ne mets jamais le starter, et je peux confirmer, graphique Excel à l’appui que la consommation est plus forte en hiver.
    Je me suis laissé dire il y a un certain temps, que les distributeurs de carburant (du moins les consciencieux) mettaient des produits moins volatils, donc plus lourds et plus énergétiques, en période chaude, pour diminuer le risque de vapor-lock et la pression dans les réservoirs. Par contre, en hiver, où la vaporisation est plus difficile, ils mettent plus de produits volatils, donc plus légers et moins énergétiques, pour faciliter les démarrages à froid.
    Michel.

    • Christophe
      4 janvier 2013 at 22:06

      Bonsoir à tous,
      Effectivement, la tension de vapeur des essences (= leur propension à se vaporiser) est plus élevée en hiver qu’en été. En été, on cherche une tension de vapeur faible (> 45 kPa et <60 kPa) pour éviter les vapor lock (plus possible de démarrer) et les émissions d'hydrocarbures à l'atmosphère (pollution).
      Cette propriété est réglementée en fonction des périodes de l'année (grade "été" du 1er mai au 30 septembre, grade "hiver" du 1er novembre au 15 mars, mélange le reste du temps, pour la norme française), et est très variable en fonction des pays.
      L'hiver, on cherche une tension de vapeur plus élevée (60 kPa) pour favoriser les démarrages à froid (l’essence est plus facile à vaporiser).
      Concrètement, ça se fait en mettant plus de bases essences à forte tension de vapeur (C4 surtout mais aussi C5 et C6) que dans une essence « été ». La contrepartie, c’est que la densité de l’essence est plus faible (= moins de masse pour un même volume) et pouvoir calorifique volumique (= quantité d’énergie par litre) également.
      Par conséquent, même avec des conditions climatiques identique pour lesquelles on admet qu’on consommera la même énergie pour un même trajet, on consomme un volume d’essence supérieur !
      L’industriel s’y retrouve puisqu’il vend ses carburants en volume (et achète grosso modo le même baril de pétrole)… et le consommateur aussi car le prix d’une essence grade hiver est en général de quelques centimes inférieur à celui d’un grade été (dont les composants sont en outre plus chers).

      Juste pour donner un ordre de grandeur (le calcul n’est pas rigoureux) : si on prend une essence été (d = 0.75, TV = 0.6 bara, PCI = 42.5 MJ/kg) et qu’on additive du n-butane (d = 0.6, TV = 3.5 bara, PCI = 45.6 MJ/kg), on peut atteindre 10% de volume de butane pour atteindre TV = 0.9 bara. Le PCI baisse alors de 1.4%, on consomme d’autant plus.

      Evidemment, ça n’explique pas tout : je constate bien que sur mon RT, je consomme 4.7 L/100km en été, 4.9 L/100km en hiver (soit 4.2% de variation). Outre le temps de fonctionnement à froid plus élevé en hiver qu’en été, j’ai constaté que la conso décroissait si la température augmentait (avec un même plein) : l’effet d’un mélange plus homogène (meilleure vaporisation), d’une diminution des pertes visqueuses (huile plus chaude = moins visqueuse) ?

      • brisy
        5 janvier 2013 at 18:13

        merci de ces explications,à part les bara unité que je ne connais pas ,j’ai compris d = densité,TV tension de vaporisation, PCI pouvoir de combustion ??déjà on comprend mieux: huile plus froide ,moteur plus long à venir en température..j’apprends aussi qu’on a une production d’essence différente été/hiver, bref ce sujet est passionnant et instructif
        amicalement
        marco

        • Christophe
          6 janvier 2013 at 00:14

          En effet, je n’ai pas été assez explicite :
          d = densité (masse volumique / masse volumique de l’eau à 4°C). Plus elle est élevé, plus un même volume est lourd.
          TV = tension de vapeur. Pression à laquelle apparait la première bulle de vapeur, à une température donnée (ici, 38°C). Plus elle est élevée, plus une liquide est volatil (par exemple, c’est presque nul pour le gazole).
          PCI : pouvoir calorifique inférieur. Quantité d’énergie récupérable par combustion, si on ne condense pas l’eau des fumées (s’oppose à PCS : pouvoir calorifique supérieur, où on compte la chaleur de condensation de l’eau).
          bara : pression en bar absolu (par opposition à bar relatif, c’est à dire la différence entre une pression et la pression atmosphérique).
          En espérant que ça clarifie quelque peu mon propos.
          Bonne soirée,
          Christophe

  9. robert
    2 décembre 2012 at 10:05

    quand il fait froid, ou alors tot le matin, l’air est plus dense C’est vrai. mais l’air, c’est l’oxygene, pas l’essence qui elle ne varie pas en densité. raison pour laquelle, moteur froid, il y a le starter, pour compenser cette différence soudaine de densité.
    dans cet article, il y a de toute évidence confusion. plus la carburation est pauvre en essence, mieux le moteur fonctionne (mais pas trop quand même sinon: trous dans le piston). donc, plus il fait froid, plus il y a d’air, moins il y a d’essence, et mieux le moteur fonctionne.
    les moteurs sont toujours réglés à l’usine avec une carburation, ou une injection, un peu saturée en essence, cela aide le démarrage, les reprises et c’est plus sur pour le moteur. donc, l’hiver, ou tot le matin, on retrouve les règlages idéaux…le moteur marche mieux, et il consomme moins d’essence, sauf si bien évidemmenent, on tire davantage dessus. a priori, il n’ y a aucune raison qu’un moteur consomme plus l’hiver, au contraire…ou alors c’est pour les étourdis qui oublient le starter…

    • brisy
      2 décembre 2012 at 13:51

      salut,
      je crois que la confusion vient de la variation de volume selon la T°c’est vrai pour les gazs(l’air içi),vrai aussi pour certains liquides (l’essence)la « densité » de l’air varie,elle, selon la pression atmosphérique exprimée en millibars. c’est tellement vrai que la puissance d’un même moteur varie selon l’altitude où il travaille (colonne d’air moins riche en O2)
      amicalement
      marco

  10. 30 novembre 2012 at 18:23

    Je roule tous les jours (50km) , mais je ne note pas particulièrement d’augmentation de consommation.

    Et comme on roule plus doucement, avec des accélérations moins franches, et des freinages plus anticipés, peut etre que ca contre-balance !!

    (Sowlow, 2 ans de permis et 71.000km)

  11. brisy
    30 novembre 2012 at 10:19

    bonjour,
    intéressant à savoir; pour l’air, je ne sais pas trop, on parle là de pression atmosphérique : l’hiver voit des conditionpour les autres pointss anticycloniques(genre froid sec ensoleillé) avec 1030mmb de pression ;élevée donc(dans le sens de ton raisonnement) mais aussi, bien souvent, des dépressions (nuages et pluies)à 980mmb voire moins encore et là c’est l’inverse la pression est basse et même par temps froid …pour les autres points, c’est vrai aussi que dès que l’adhérence est moindre, j’ai tendance à moins tirer les rapports et donc peut-être pas dans la plage de régime moteur optimale.
    pour l’essence ,je suis content de voir que tu expliques ce phénomène la T° influe sur la densité, le précieux liquide y est très sensible qu’en est-il de l’injection dans ce cas?
    merci pour tous ces articles utiles et précieux pour se former
    amicalement
    marco

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