Quand on découvre le monde moto, quand on cherche sa première bécane, c’est souvent l’angoisse de l’inconnu qui prédomine, surtout en matière de mécanique. Choisir sa moto implique la plupart du temps de choisir son moteur. Beaucoup de débutants ne connaissent pas ou ne comprennent pas les différences entre les architectures moteur. Cet article est destiné à les aider à y voir plus clair.
Publication en novembre 2016
Mise à jour en février 2024
Sommaire de l'article
Introduction
Commençons par la base : il faut déjà comprendre un minimum comment fonctionne un moteur à combustion interne à quatre temps, comme celui qui est monté sur la quasi-totalité des motos (à part les motos à moteur électrique et certaines motos 50 ou 125 à moteur deux-temps).
Les caractéristiques fondamentales d’un moteur
Allons un peu plus loin pour comprendre ce qui importe dans le comportement d’un moteur.
Les caractéristiques fondamentales d’un moteur de moto sont au nombre de trois :
- la cylindrée,
- le couple,
- la puissance.
La cylindrée
C’est en quelque sorte la « taille » du moteur, elle détermine en grande partie son volume.
On parle de motos 50, 125, 250, 300, 450, 500, 600, 650, 750, 800, 1000…
La cylindrée totale, mesurée en centimètres cubes (cm3 ou cc), résulte de la multiplication de la cylindrée unitaire par le nombre de cylindres.
Sur une moto 125, par exemple, ce sera la même chose : il n’y a (en général) qu’un seul cylindre de 125 cm3.
Sur une moto 600 cm3 à moteur 4-cylindres, la cylindrée unitaire sera proche : 600 / 4 = 150 cm3.
Mais si ce même moteur de 600 cm3 est construit en bicylindre, la cylindrée unitaire sera double : 600 / 2 = 300 cm3.
Cette cylindrée unitaire s’obtient en mesurant le volume maximal de chaque cylindre (sachant que s’il y en a plusieurs, ils sont identiques), c’est-à-dire en multipliant la hauteur du cylindre (la course du piston) par le rayon du cylindre au carré (la moitié du diamètre du cylindre, ce qu’on appelle l’alésage), le tout par le nombre pi.
C’est la présence du nombre pi (3,14159…) qui explique pourquoi la valeur réelle de la cylindrée moteur ne tombe jamais juste : 649 cm³ réels pour les moteurs 650, 806 pour 800, 123 pour 125…
OK je sais, ça commence à devenir compliqué, je ne vous embête plus avec des maths ! 😉
Mais gardez à l’esprit que la cylindrée unitaire est une donnée importante car elle détermine le couple du moteur.
Le couple
C’est un peu comme la « force » du moteur, sa capacité à tracter, à accélérer.
Le couple va déterminer ce qu’on appelle communément les reprises du véhicule, sa capacité à grimper des côtes sous forte charge (passager, bagages), à faire des démarrages en trombe, etc.
Le couple moteur est la force exercée par le ou les piston(s) sur le vilebrequin, qui sera ensuite transmise à la roue arrière.
Il se mesure en Newton mètre (N.m) ou en mètre kilogramme (m.kg).
Le couple varie constamment selon la vitesse de rotation du moteur (mesurée en tours par minute, notée « tr/min. » ou « rpm »).
Les constructeurs mettent toujours en avant le couple maximal (on parle de « couple max »), sa valeur la plus élevée, mesurée lors d’essais sur un banc de puissance afin de déterminer le régime de rotation où le moteur « pousse » le plus fort.
Le moteur idéal présente une courbe de couple la plus linéaire possible : sa réponse aux sollicitations sur la manette des gaz sera constante et apportera beaucoup de confort et de fluidité.
Dans la vie, la plupart des motards recherchent un couple maximal le plus élevé possible et surtout disponible le plus tôt possible, dès les moyens régimes, sans devoir attendre de monter à haut régime, là où se trouve la puissance.
La puissance
C’est ce qui va déterminer la tonicité du moteur, sa capacité à débiter sa force maximale en un minimum de temps.
La puissance est un débit d’énergie, le résultat d’un calcul mathématique en multipliant le couple par la vitesse de rotation du moteur.
Elle se mesure en watts, plus généralement en kilowatts (kW) sur les moteurs modernes, même si la plupart des motards ont l’habitude de l’exprimer en « cheval-vapeur » (noté « ch »), ou plus couramment en « chevaux ».
Il est possible de jouer sur la puissance d’un moteur, soit en faisant varier son couple (par une augmentation de la cylindrée ou par une amélioration de l’injection), soit en rendant le moteur plus solide pour autoriser des régimes moteur plus élevés (en renforçant ou en allégeant les éléments mécaniques) avec une zone rouge plus élevée, soit à l’inverse en l’empêchant de monter en régime (par bridage électronique ou sur la poignée d’accélérateur).
Là encore, les constructeurs communiquent sur la puissance maximale, mais cette valeur n’est utile que si elle est accompagnée du régime moteur qui lui correspond.
La puissance maximale (dite puissance max) détermine la vitesse maximale et elle n’est atteinte qu’à haut régime, tout près de la zone rouge, près du rupteur.
Un couple moteur généreux mais trop haut placé ne sera pas exploitable : il faudrait toujours être proche de la zone rouge.
Un moteur au couple max inférieur, mais placé plus bas dans les tours, sera beaucoup plus agréable et facile à mener au quotidien.
Les architectures moteur
Le comportement d’un moteur sera avant tout dicté par son architecture.
Les automobilistes n’ont pas trop de questions à se poser : tous les véhicules de tourisme modernes sont équipés d’un moteur à quatre cylindres en ligne, avec des cylindrées qui vont en général d’un à deux litres (1.000 à 2.000 cm3).
Seules les voitures de sport ou de luxe proposent des moteurs différents, à cinq, six ou huit cylindres, à plat ou en V (V6, V8, V12…).
Mais pour les motos, c’est une autre histoire : il existe un très grand nombre d’architectures moteur.
Nous avons déjà vu l’importance de la cylindrée, unitaire et totale.
Les moteurs de motos « gros cubes » vont de 250 à 2.300 cm3 pour les véhicules produits en grande série.
Le plus gros moteur moto à ce jour est celui de la Boss Hoss, équipée d’un bloc Chevrolet V8 pouvant cuber jusque 8.230 cm3.
La moto de série la plus coupleuse est la Triumph Rocket III, avec une cylindrée de 2.300 cm3, voire 2.500 sur la dernière version.
Mais la plus grosse cylindrée que nous avons l’habitude de croiser sur les routes est la Honda GoldWing GL1800 ou la Yamaha V-Max 1800.
Aujourd’hui, des cylindrées de 1.400 ou 1.600 cm3 sont presque communes.
Du coup, certains débutants (fortunés) envisagent parfois de commencer sur des motos de 1.000 ou 1.200 cm3.
Il faut se souvenir que plus la cylindrée augmente, plus le moteur sera gros et plus la moto sera lourde.
Le nombre de cylindres
Nous avons aussi parlé de la variété du nombre de cylindres.
Un moteur de moto peut être :
- monocylindre (un seul cylindre),
- bicylindre (avec deux cylindres),
- 3-cylindres,
- 4-cylindres,
- ou 6-cylindres.
Les deux cylindres peuvent être disposés de manière différente :
- en ligne, parallèle (le plus simple) ;
- en V, face à la route ou transversal, avec un angle d’ouverture variable ;
- en L (ouverture de 90°), comme sur les Ducati ;
- à plat (ouverture de 180°), comme sur les moteurs Boxer ou « flat twin ».
Le calage des cylindres
Cette notion d’angle d’ouverture des cylindres (on parle de calage moteur) est fondamentale dans le comportement moteur.
Une Kawasaki ER-6 n’est pas comparable avec une Harley, ni avec une Ducati, ni avec une Bonneville et encore moins avec un T-Max…
Pourtant, toutes ces machines sont animées par des moteurs bicylindres. Certes, mais avec des calages différents !
Le calage est la façon dont sont organisés les pistons sur le vilebrequin :
- soit tous du même côté (calage à 360°),
- soit diamétralement opposés (calage à 180°, comme sur l’ER-6),
- soit décalés de 3/4 de tour (calage à 270°, comme sur les Harley-Davidson).
Au final, cela donne une palette infinie de moteurs.
C’est ce qui permet au motard de sélectionner sa moto en fonction du comportement recherché.
Encore faut-il savoir quel moteur engendre quel comportement…
D’une manière générale, il faut retenir que moins le moteur possède de cylindres, plus il aura de puissance et de couple à bas régime, mais au détriment de l’allonge (souplesse). Et inversement !
Le comportement des différents types de moteur
Les monocylindres
Première architecture moteur dans l’histoire, le moteur monocylindre.
Il constitue la configuration minimale, encore adoptée par certains constructeurs pour les moteurs de petite cylindrée, de 125 à 450 cm3, que ce soit en moteur deux-temps ou quatre-temps.
Les moteurs monocylindres en deux-temps n’équipent guère que des motos de trial, de cross et d’enduro, de 50 à 250 cm3.
Les moteurs monocylindres 4-temps de grosse cylindrée, ce qu’on appelle un « gromono », ont connu leur heure de gloire de la fin des années 1970 (avec le Yamaha XT 500) au début des années 1990.
Le plus gros monocylindre construit a été le Suzuki DR 800.
Beaucoup de trails routiers et urbains des années 1990 et 2000 ont été équipés d’un mono : Aprilia 650 Pegaso, Yamaha XT 600 et XT 660, Yamaha MT-03, Suzuki DR 400, Honda 500 Dominator, Honda 650 FMX, BMW F650GS…
Aujourd’hui, seul KTM propose encore des motos monocylindres de route avec ses moteurs de 390, 649 et 690 cm3 qui équipent des motos de type roadster (Duke) ou supermotard (SM, SMC).
Un monocylindre se caractérise avant tout par une bonne réponse dès les bas régimes et une sobriété en carburant, mais aussi par un manque de souplesse d’utilisation : à bas régime, il « cogne » rapidement et à haut régime, il vibre beaucoup.
Un monocylindre est agréable en ville et peut se révéler amusant sur circuit (pour les motos montées en supermotard) grâce à un couple présent sur toute sa plage de régimes.
Il n’est par contre pas recommandé pour de longs trajets autoroutiers, car il a tendance à chauffer et à s’abîmer s’il fonctionne durablement à haut régime.
Ses autres avantages : sa facilité de conduite et une bonne accessibilité mécanique.
Ses autres points faibles : il est structurellement limité en régime, donc en puissance, donc en vitesse de pointe.
Pour la ville ou le péri-urbain, pour des trajets sur petites routes de campagne, une moto à moteur monocylindre peut s’avérer un excellent outil pour débuter car elle oblige à apprendre à se servir de la boîte de vitesses pour fonctionner sur le bon régime. Le couple très présent apprend à doser les gaz et à gérer le frein-moteur pour éviter les blocages de roue arrière.
Les bicylindres
Le moteur idéal pour débuter, c’est le bicylindre !
Né lui aussi dès les premières heures de la moto, le moteur à deux cylindres, souvent appelé « bi » tout court ou « twin », est l’architecture des motos de caractère.
Nerveux, coupleux mais pas forcément puissant, le bicylindre est un moteur « à sensation ».
Très agréable pour débuter, il ne demande pas à être toujours cravaché pour marcher. Il vibre, cogne et pousse fort quand on lui demande, dès les bas et moyens régimes, de 125 à 1.200 cm3.
Après, on aime ou on n’aime pas !
Traité avec dédain par les maniaques de la performance, le bi a retrouvé du prestige avec les blocs Desmoquattro par Ducati, les moteurs KTM et les moteurs Boxer de BMW.
Qu’il soit en L ou en V, parallèle, à plat ou vertical à 180 ou à 270 degrés… le bicylindre se décline à toutes les lettres (ou presque) et sur tous les terrains : sportive, cruiser, trail, roadster ou routière.
Les 3-cylindres
Les moteurs à trois cylindres sont longtemps restés une rareté.
Le 3-cylindres, souvent appelé « trois pattes », était réservé pendant de nombreuses années à des motos exclusives et chères, construites par des spécialistes de cette architecture, notamment celles des marques Benelli et Triumph. Des machines difficiles à assurer pour un débutant.
Mais l’apparition au début des années 2010 d’un moteur à trois cylindres de moyenne cylindrée a bouleversé l’ordre établi. Avec son bloc de 675 cm3, monté sur les Street Triple et Daytona, Triumph a remis le 3-pattes à l’honneur, suivi récemment par Yamaha avec le moteur MT-09 de 900 cm3.
Bien que très linéaires dans leur comportement, ces moteurs combinent le monde du 2 et du 4 cylindres. Couple et allonge sont au rendez-vous pour se plier au type de conduite voulu par leur conducteur. On présente généralement cette architecture comme le compromis entre l’allonge du 4-cylindres et la patate du bicylindre au démarrage.
Les 4-cylindres
Le moteur à quatre cylindres domine le marché moto actuel.
Tout a commencé avec la Honda CB 750 : elle a fait découvrir aux motards qu’un moteur « quat’ pattes » pouvait être à la fois puissant, docile et fiable. Aujourd’hui, même avec des puissances qui atteignent les 200 chevaux et des régimes proches de 16.000 tr/min., les moteurs 4-cylindres restent d’une grande robustesse, donc endurants.
Les 4-cylindres se caractérisent par un caractère moteur souple et doux, voire creux, dans les bas régimes et nerveux dans les hauts régimes, avec une grande allonge et peu de vibrations.
Suivant la cylindrée, la montée en puissance peut se faire attendre longtemps…
En moyenne cylindrée (500 à 650 cm3), ils présentent un couple assez faible, souvent linéaire, facile à dompter mais manquant de caractère. Un moteur 4-cylindres de moyenne cylindrée et bridé sera à périr d’ennui.
Pour devenir « intéressant », un moteur 4-cylindres a besoin d’une cylindrée d’au moins 750 cm3. Problème, il devient alors non seulement trop puissant pour un usage civilisé, voire piégeux à haut régime, mais aussi lourd et donc déconseillé aux débutants.
Ce type de moteur présente la grande qualité de pouvoir se décliner sous différentes formes afin de s’intégrer dans de nombreux types de châssis pour à peu près tous les types de moto.
Le moteur 4-cylindres en ligne est l’architecture la plus rationnelle et la plus économique à utiliser.
Pas étonnant que le « 4 en ligne » équipe la majorité des motos du marché, du moins parmi les japonaises :
- Honda CBF 1000, CB 650F, 1000 et 1300, Hornet 600, CB 1000R, CBR 600 et 1000 ;
- Suzuki Bandit 600 et 650, 1200 et 1250, GSX 1400, GSX-R 600, 750 et 1000 ;
- Yamaha FZ6, FZ1, R6 et R1 ;
- Kawasaki Z750, Z800, Z1000, ZZR et GTR 1400.
Il existe également quelques motos avec moteur 4-cylindres en V à vilebrequin transversal.
L’avantage du V4 est de réduire la largeur du moteur, donc la surface frontale de la moto, avec l’inconvénient d’être plus cher à fabriquer que le « 4 en ligne ».
Ce type de moteur équipe les motos routières de Honda (la gamme VFR) et l’Aprilia RSV4.
Si on fait pivoter ce bloc V4 de 90°, il devient longitudinal.
Le moteur 4-cylindres en V à vilebrequin longitudinal se justifie pour une transmission finale par arbre car il évite un double renvoi d’angle. A l’heure actuelle, il équipe la Honda ST 1300 Pan European.
Enfin, il existe le moteur 4-cylindres à plat, qui a équipé les premières Honda Goldwing 1000 et 1200.
Les 5 et 6-cylindres
Le 5 cylindres est un type de moteur très peu répandu dans la production actuelle.
Il est utilisé seulement sur certains prototypes Honda de MotoGP et pour des motos de prestige.
Le 6 cylindres est également une architecture rare.
Du fait de son encombrement et de son poids, un 6-cylindres est réservé à des motos de gros gabarit, totalement déconseillées pour débuter.
Les deux seules machines actuelles avec ce type de moteur sont la BMW K1600 GT et GTL (avec un bloc 6-cylindres en ligne), ainsi que la Honda GL 1800 Goldwing (avec un 6-cylindres à plat).
Le premier motoriste mondial a un temps commercialisé les customs Rune et Walkyrie à moteur de Goldwing.
Le 6-cylindres se caractérise par une onctuosité qu’aucune autre architecture ne peut proposer.
Sa puissance, sa souplesse, sa polyvalence, son absence totale de vibrations autorisent à rester sur le même rapport de basse à haute vitesse, avec une reprise franche et sans vibration.
On ne trouve ces moteurs que sur de grosses routières, généralement à des tarifs élevés.
Pour rêver un peu, le Top 10 des moteurs par le Repaire des Motards.
Il va sans dire que la quasi-totalité d’entre eux ne sont pas du tout adaptés pour débuter !
Vous noterez que le vainqueur de ce classement fondé sur les sensations est un bloc de « seulement » 500 cm3 avec quatre cylindres en carré deux-temps…
Bonjour Fab et merci pour ton site internet et des articles. Je suis fan. Mais merci à tous pour vos conseils.
Je suis actuellement en « circu » et ma recherche actuelle est celle d’une moto pour démarrer dans l’objectif de faire rapidement du duo avec ma femme, pépère le WE à la campagne, en ballade ou des petit circuits avec des étapes de 100-200km maxi (pour commencer).
Plusieurs questions:
– Est-t-il raisonnable de commencer à faire du duo dans les premiers 2 ans (lors des premiers 6 mois c’est exclus pour moi) ?
– Quelle cylindrée choisir ? Trop ptit ça risque de trainer à 2, non? Et le confort et l’équipement de la moto augment souvent avec la cylindrée, il me semble.
– Roadster ou Routière ? Trail ?
J’hésite entre une Honda NC750 (pas DCT), une Yamaha VSTROM 650 ou Suzuki Tracer 700. Mais si j’avais l’argent une BMW F800 GS/GT.
En faite je les veux toutes …. mais je dois choisir. Dans les essais moto que j’ai lu à droite et à gauche, le duo est très peu évoqué.
Merci de ton aide et de tes conseil. Cordialement
Roberto
Pour le duo, il faut se sentir à l’aise avec sa moto.
C’est plus une question d’expérience, de kilomètres, que de temps.
Je dirais d’attendre d’avoir parcouru au moins 5.000 km, plutôt 10.000, et ça devrait être bon.
Certains les font en trois mois, d’autres en trois ans…
Le duo ajoute du poids, bien sûr, mais c’est surtout une question de gabarit des deux personnes concernées et d’environnement.
Si vous êtes tous deux des poids-plume et roulez en plaine, une 400 cc conviendra pour commencer.
Si vous êtes en format « king size » et vous habillez en 3XL tous les deux et qu’en plus, c’est pour faire de la montagne, il faudra plutôt une 700.
Roadster, routière ou trail, c’est une question de goût, de position de conduite, de type de trajet, d’équipements recherchés.
Lire Les différents types de motos.
Bonjour,
j’aimerais votre avis. Je roule en moto depuis que j’ai 12 ans. J’ai eu des dirts pour commencer, ensuite une 50cc supermot’ pour aller à l’école, ensuite j’ai rouler en enduro 125 (2T) et en 250 (2t) 40ch (que je gère sans grosses difficultés), je viens de vendre la dernière.
Aujourd’hui j’aimerais acheter un oldtimer pour la route. J’hésite énormément entre les différentes cylindrées (400cc, 500 cc 650cc), parce que j’ai peur de ne pas avoir assez de puissances et m’ennuyer , ou peur de prendre quelque chose de trop puissant avec lequel je ne pourrais pas me faire plaisir.
A votre aviss que dois-je prendre?
Bonjour
Je suis débutant et je recherche ma première machine, les modèles que j’ai en visu sont :
– Les monocylindres :
* BMW G310R
* HONDA CB 300
– Les By cylindres :
* Kawasaki Z400
* Yamaha MT 03
Je souhaite aller au travail tous les jours avec ma moto, ce qui représente 72 kms par jours sois plus de 16 000 kms par ans.
De manière général je veut vraiment profiter beaucoup de la moto et je pense faire environs 20 000 kms par ans en contant les trajets de loisirs, vacances, balades, etc
Ma question concerne la solidité des monocylindres vs by cylindres sachant que je veut garder la moto 6 voir 7 ans ce qui fais environs 150 000 kms. comment ce place ces deux architectures moteurs en terme de longévité et de coup d’entretient. Toujours en respectant les révisions, en étant soigneux avec la moto.
C’est peut être très bête mais je me dit 2 cylindres c’est 2 fois plus de longévité puisque l’on tire sur les deux au lieu de 1 seul dans l’autre cas.
En vous remerciant beaucoup, vous tous pour vos conseil car c’est une information que je n’arrive pas à trouver.
cordialement
Bonjour,
Petite correction mais qui a son importance, longitudinal signifie dans l’axe de la longueur et transversal signifie dans l’axe de la largeur!
Exemple: le twin Moto Guzzi est transversal tandis que le twin Harley-Davidson est longitudinal!
Non, c’est bien l’axe du vilebrequin qui compte.
Le Twin Guzzi a le vilebrequin dans l’axe X de la moto (en « longueur ») : moteur longitudinal.
Le Twin Harley a le vilebrequin dans l’axe Y de la moto (en « largeur ») : moteur transversal.
Je n’ai jamais pris le temps de réfléchir à tout ça. Quand j’ai débuté dans le monde moto, ma seule priorité était de trouver un véhicule qui soit correct. Merci pour ces précisions.
Super article !
L’abréviation pour « cheval-vapeur » est « ch » et non « cv ».
L’abréviation « cv » ou « CV » correspond à « cheval fiscal ».
Oui, c’est trompeur !
Alors c’est ce que je pensais aussi pendant des années et que j’appliquais dans mes articles jusque récemment.
Et puis, j’ai lu que non. Et finalement que oui…
Après vérif, il semble que tu ais raison.
Je vais corriger.
Hello Fab, je pense qu’il pourrait être sympa de faire mention des motos électriques dans cet article, qui ont pour particularité (d’après ce que j’ai compris) de fournir la puissance et le couple de façon instantanée (pas besoin d’atteindre un régime moteur particulier).
Elles ne sont pas encore beaucoup présentes sur les routes (à cause notamment des prix qui restent assez élevés, même pour les modèles 125 cm2) mais commencent à être intéressantes de par leur autonomie (200 à 300 km selon les modèles et le type de conduite), le faible coût d’entretien (sauf le changement de batterie) et le faible coût du « carburant » (environ 1€ les 100 km).
Bon l’absence de bruit moteur, de sélecteur de vitesse, et le temps de recharge resteront un frein à l’achat pour beaucoup de motards.
Et sinon super article 🙂
Il est vrai que je n’y ai pas vraiment pensé, notamment en raison du prix d’achat très élevé et de l’absence de marché de l’occasion.
Pour le marché de l’occasion cela devrait se développer au fur et à mesure des années.
La mise en place de bonus ou d’aide comme pour les voitures électriques pourrait également aider à développer le marché, et réduire quelque peu le prix d’achat.
Merci pour cet article, très intéressant, comme toujours !
À noter également, pour les motards melomanes, que les architectures moteur conditionnent non seulement le comportement mais aussi les sonorités de ces moteurs.
Un quatre cylindres en ligne ne sonnera jamais comme un V-twin.
Oh, un 4 cylindres dit « crossplane » de R1 a une sonorité particulière et très plaisante ! Mais après, chacun ses goûts…
Euuuh, j’aurais une question éventuellement pas simple, mais qui me tarabuste : comment se fait-il que le couple ne soit pas linéaire puisque les pièces mécaniques dont il résulte sont constantes ?
En effet, la taille d’un vilebrequin ou d’une soupape ou que sais-je encore ne change pas avec les tours-minutes du moteur.
Et pourtant, beaucoup de moteurs « tractent » soudainement plus à un certain régime.
C’est là que je ne comprends plus …
S’il y a un prof de physique ou un ingénieur dans la salle, il sera bienvenu. Merci d’avance 😉
Je tente une explication un peu à l’arrache: c’est à cause de l’explosion dans les cylindres.
Dans les moteurs à essence, l’explosion du mélange air-essence pousse le piston, mais l’énergie communiquée par l’explosion est maximale si le déplacement du piston se fait à peu près à la même vitesse que le front d’onde de l’explosion:
– si le moteur tourne trop lentement, l’explosion se retrouve face à un « mur » et la poussée n’est pas optimale.
– si le moteur tourne trop vite, l’explosion devient inutile
Dans les moteurs diesel, ce n’est pas une explosion mais une combustion, beaucoup plus lente. La force exercée lors de la détente est appliquée beaucoup plus progressivement et le couple est disponible à plus bas régime. En contrepartie, la durée de la combustion limite vers le haut le régime moteur maximal.
A l’arrache peut-être, mais très clair !
Un grand merci pour l’explication et la vulgarisation.
Donc pour être certains d’avoir un couple constant, il faudrait que les constructeurs synchronisent l’injection d’essence (et par suite l’explosion) avec la position des pistons et cela à toutes les vitesses de rotation.
Et il faudrait sans doute calculer ça avec des dixièmes de millisecondes et éliminer les facteurs impuretés dans l’essence et mauvaise arrivée d’air.
Merci en tout cas !
+1 : merci pour ces explications très claires, qui, effectivement, ne me paraissent pas du tout être « à l’arrache ! »
Un peu trop vulgarisé peut-être… Il s’agit toujours de combustion (essence et diesel), jamais d’explosion. Le terme « moteur à explosion » est d’ailleurs usurpé, il faut employer plus justement le terme « moteur à combustion interne ».
Il est difficile de comparer la vitesse de combustion entre diesel et essence :
– sur un diesel la combustion est dite spontanée (le gasoil brule directement lors de l’injection dans la chambre déjà sous pression), la durée est donc fixe quelque soit le régime, d’où un régime maxi limité.
– sur un essence, c’est un front de flamme qui démarre de la bougie et se propage proportionnellement aux turbulences générées par la vitesse du piston. D’où des régimes moteur possibles très élevés.
J’ai effectivement répondu un peu trop à l’arrache (ce qui suit est une réponse de thermodynamicien, je ne m’avance pas sur le déroulement chimique de ce qui se passe dans le moteur).
Le terme de «combustion interne» avait été introduit pour opposer les moteurs que nous connaissons (cycle Beau de Rochas – 4 temps, cycle de Lenoir – 2 temps, ou cycle Diesel) au moteur de Stirling (qui utilise lui une combustion externe), et quel que soit le cycle, c’est bien une combustion
Et comme précisé par antorabat, la cinétique de la combustion n’est pas la même:
– dans le moteur 4 temps, on modélise la phase de combustion par une transformation isochore (variation de pression sans variation de volume): la combustion est assez rapide devant la vitesse de déplacement du piston pour pouvoir considérer que le piston n’a pas eu le temps de bouger le temps de l’augmentation de pression.
– dans le moteur diesel, la phase de combustion est modélisée par une transformation isobare (variation de volume sans variation de pression): la combustion est assez lente pour considérer que l’augmentation de pression liée à la combustion est compensée par l’augmentation du volume dans le cylindre due au déplacement du piston.
Par contre, cette modélisation porte sur les cycles historiques et ne tient pas compte des améliorations apportées aux différents types de moteur (suralimentation, injection haute pression,…)
Je dois corriger ce que tout le monde pense sur la combustion par compression. Elle n´est pas progressive mais violente, c´est à dire trés rapide. La combustion à expansion de flamme, comme sur tous les moteurs à mélange air/combustible est lui progressif et peu être trés ou trop lent dans certaines conditions, donc la variation de couple qui se ressent plus fortement sur un moteur dit à mélange et allumage par bougie. Si ça vous interesse cherchez sur le net, le moteur Skyactiv-x de Mazda qui est un moteur à mélange mais dont la combustion est par compression, donc trés rapide et violente mais ralenti par un mélange pauvre de façon à ce que l´augmentation de pression et sa durée reste dans des valeurs acceptables et avec des émissions polutantes trés basses grâce a un bon mélange air/essence. Sur le Rudolf (diesel) c´est le débit des injecteurs qui permettent de ralentir la montée trop rapide de la pression de combustion, mais ça donne des résultas désastreux au niveau de la polution engendrée à cause d´un combustible trop réactif et d´une mauvaise distribution du combustible dans la chambre de combustion.
N’étant ni prof de physique ni ingénieur, mais ex mécanicien, je voudrais apporter une réponse complémentaire à celle de JC,
Premièrement, il il faut faire la différence entre les deux types de moteurs : les moteurs à allumage commandé et les moteurs à allumage par compression du mélange carburé. Les moteurs à essence sont du premier cas et les diesel sont le deuxième.
Chaque moteur est conçu pour avoir la meilleure efficacité dans une certaine plage de régime (tours par minute). Un moteur de moto a un régime de fonctionnement largement plus élevé qu’un moteur de voiture et encore plus par rapport à un moteur à piston d’avion léger (2500 – 2700 tr/min max mais couple monstrueux). C’est fonction de ce que l’on veut comme type de performances.
Comme tu le dis, il faut agir sur le moment de l’allumage de mélange pour avoir la meilleure efficacité selon le régime. Et comme le dit JC, le front de flamme (ou d’onde) a une vitesse constante. Donc il faut avancer le point d’allumage si on veut tourner vite, pour que ce front exerce sa force sur le piston. Sur les moteurs à essence, ceci était fait à la main via un petit levier au volant sur les voitures d’avant guerre et plus tard par un système centrifuge dans le distributeur et/ou par dépression. Maintenant, cela est fait électroniquement selon un certain nombre de paramètres mesurés (sonde lambda, détecteur de cliquetis, etc) et selon une cartographie prédéfinie.
Le remplissage du cylindre se fait au tour précédent l’allumage, c’est moins problématique, mais on sait maintenant faire des moteurs qui ont le moment d’ouverture de l’admission variable en fonction du régime (arbre à came déphasé par exemple). Ex : les moteurs de certaines Peugeot qui ont une vraie pèche à bas régime et sont aussi très sympas à “haut” régime. Je le constate aussi sur ma X-Type qui a du couple à très bas régime et une soudaine pèche à 2200 tr/min lorsque l’arbre à came change de phase (moteur vraiment top).
Sur un diesel, le cas est différent puisque c’est la compression du mélange qui crée l’allumage. On ne peut donc pas vraiment modifier le moment de cet allumage. Le régime maximum est donc limité par le principe même : le piston comprime le mélange => allumage => combustion et temps moteur. La vitesse du piston ne peut pas être plus élevée que la vitesse du front de flamme sinon on n’a pas d’efficacité.
Je ne voudrais pas entrer dans la polémique sur le terme moteur à explosion versus moteur à combustion interne qu’on voit hélas fleurir sur internet et notamment sur Wikipédia. Mais autrefois, au temps de ma jeunesse, on parlait bel et bien de moteur à combustion interne pour les moteurs à essence. La vitesse et la propagation du front de flamme sont différents selon les deux types de moteur, mais c’est, à mon avis, la possibilité d’avancer le moment de l’allumage du mélange qui permet au moteur à essence d’avoir un régime supérieur au diesel.
Texte un peu long, veuillez m’en excuser.
Le Fou
« Je le constate aussi sur ma X-Type qui a du couple à très bas régime et une soudaine pèche à 2200 tr/min lorsque l’arbre à came change de phase (moteur vraiment top). »
Ce qui veut donc dire que sur ce moteur, le constructeur a modifié l’une des « constantes » (arbre à came) pour qu’il y ait un gain de couple à une certaine vitesse de rotation.
Est-il donc exact de penser qu’un moteur de moto qui envoie un coup de cul à 8 000 tours / minute par exemple, a été conçu avec une variation de ses constantes mécaniques à ce régime là et que sinon son couple bien plus linéaire ?
PS : belle voiture !
Les moteurs à mélange ont beaucoup plus de temps pour introduir et mélanger le carburant avec le comburent.
La fase d´admission et compression permettent au combustible, dans ce cas l´essence qui est volatil, de trouver son partenaire de dance, même un moteur essence à injection directe qui n´ait que la fase de compression pour introduir le carburant, a beaucoup plus de temps pour le faire q´un diesel. Dans un diesel seul l´air est admis et ensuite comprimé et au tout dernier momment (fin de compression et même plus tard pour réduir les NOX) on injecte un combustible trés reactif et trés peu volatil.
A haut régime il est impossible d´introduir une énorme quantité de ce combustible en trés peux de temps et c´est cela qui empêche un diesel de dépasser un certain régime.
Une autre comparaison peut se faire entre un deux-temps et un quatre-temps. Des deux quel est celui qui est le plus rotatif? Et bien c´est le quatre-temps et cela à cause du temps de transfer du mélange air/essence, du carter vers le cylindre du deux-temps qui a un certain momment devient trop court et fait tomber le couple.
Quid du flat-twin ? Hormis quelques productions exotiques (Chang Jiang, Ural … homologables ?), c’est désormais le grand absent de la catégorie « moteurs pour débuter ». A ma connaissance, aucun ne répond à la nouvelle réglementation qui impose, entre autres, un bridage à 47,5 ch pour une moto n’excédant pas 95ch en configuration d’origine. Exit donc toute la gamme boxer de chez BMW. Pourtant, après un an et demi de pratique et 20 000km parcourus, j’affirme qu’il est (qu’il était …) parfaitement envisageable de débuter avec ce type de machine. L’an dernier, je faisais part ici http://moto-securite.fr/moto-pas-pour-debuter/ de ma toute jeune expérience. Je confirme totalement ! Alors, pourquoi pas un « petit boxer » de chez Bm qui pourrait être débridé après 2 ans ? Une Nine T de 900 ou 1000 cm3, avec +/- 90 Nm autour de 5500 tr/min ? A +/- 12000€, je suis persuadé que les « vieux jeunes permis » pourraient être une clientèle cible.
J’ai connu le Boxer 850, le plus petit flat-twin injecté que BMW a produit, et il sortait déjà 73 chevaux.
Même le moteur R80, le tout premier des flat-twins modernes (mais à carburateurs), sortait 50 chevaux.
Un Boxer 900 ne pourrait pas être bridé en A2 à 47,5 chevaux.
Si BM a choisi le twin parallèle pour équiper les F800 (F650, F700, F800), c’est que le flat n’était pas possible sur ces motos.
Dommage, certes, car un R900R pourrait en séduire pas mal.
Merci pour votre réponse mais qu’est-ce qui empêche l’homologation d’un boxer 1170 en version 95cv ? Un redéfinition de la cartographie peut être effectuée, cette version pourrait alors être bridée à 47,5ch.
C’est d’ailleurs ce que propose Ktm avec le Vtwin de sa 1050 Adventure homologué en 95cv et disponible en version bridée A2. Même politique chez Harley qui propose une déclinaison A2 47,5ch de sa Softail (1690cm3 / 79cv /13,8mkg en full).
Alors, pourquoi pas BMW ? Choix marketing ou difficulté technique insurmontable ?
On s’est mal compris : rien n’empêche un moteur Boxer de 900 ou 1.000 cm3 avec une puissance de moins de 95,2 chevaux.
Mais pour être homologué A2, ce moteur doit être bridé à 47,6 chevaux maximum.
Et c’est là que ça coince : avec la même cylindrée, refaire la cartographie d’injection pour sortir une puissance aussi « faible » suppose un mélange tellement pauvre que le moteur en deviendrait anémique, sans aucun intérêt.
De plus, le moteur Boxer est structurellement lourd, plus que les autres architectures en tout cas. Le rapport poids-puissance serait très désavantageux.
Je pense que c’est pour ça que BMW ne le propose pas. Ils n’ont pas identifié de demande du marché suffisamment large pour justifier un tel modèle. Déjà à l’époque, les R850RT n’étaient proposés qu’en France et Belgique.
BM a fait le choix du twin parallèle pour ses modèles A2 et du Boxer pour les grosses cylindrées, je ne pense pas qu’ils reviendront de sitôt sur ce choix.
Très bonne article, par contre un 4 cylindre bridée nest pas fade suffit de rouler dans les tour.
Avec mon 600 diversion 34 cv je roule au dessus de 6000 tour et je m eclate.
Cet article est très intéressant.
Par contre, à l’instar du monde automobile on observe un phénomène relativement
« nouveau ».
Jadis, on vivait dans un monde où la cylindrée était le paramètre principal, qui déterminait quasiment à lui seul tout le reste (couple, puissance…). Aujourd’hui, ce n’est plus nécessairement le cas. En automobile, le downsizing fait qu’avec une cylindrée de 1400 à 1800cc, combiné à des artifices comme la suralimentation, on arrive à des niveaux de performance réservés auparavant aux moteurs de 2200cc.
Et d’une certaine manière tant mieux. Il n y a qu’à voir les moteurs qui équipent les Yamaha YZF R3 & MT 03 (la nouvelle), ils n’ont pas à rougir de la comparaison avec certaines 500 (CBR500, au pif) et se montrent autrement plus performants que des bécanes d’il y a plusieurs dizaines d’années et d’une cylindrée presque 2x supérieure.
Enfin, pour accompagner ce que je viens d’écrire, il vaut mieux faire ses armes sur un Z750/800 qu’un 600 hypersport (R6/CBR/Ninja 636).
Je crois qu’on devrait considérer la cylindrée comme une caractéristique supplémentaire au même titre/coefficient que la puissance/le couple/l’utilisation de la moto plutôt que d’en faire LE critère primordial d’achat (surtout pour les néophytes).
V
Encore un super article, merci Fab.
Une petite remarque: un couple s’exprime en ‘Newton mètre’, et non en ‘Newton par mètre’.
Prenons un exemple concret: je pousse une porte avec une force F, à une distance D de son axe de rotation (en saisissant la poignée).
Si, avec la même force F, je pousse la porte en plein milieu (et non sur la poignée), la distance à l’axe de rotation sera donc D/2, le couple sera donc divisé lui aussi par 2.
La porte sera donc 2 fois plus dure à pousser.
Dans un bras de levier, la force est multipliée par la distance, pas divisée par la distance.
En espèrant être clair 🙂
Argh, le prof de physique qui sommeille en moi tique sur les unités: le couple s’exprime en newton mètre (et non newton par mètre) ou en mètre kilo (et pas mètre par kilo).
À noter que:
– 10N.m valent quasiment 1m.kg
– pour le calcul de la puissance, il faut multiplier le couple en N.m avec la vitesse de rotation en rad.s⁻¹ pour obtenir une puissance en watt.
Merci.
Mais tout le monde n’étant pas prof de physique, j’ai choisi de rester simple. 😉
Je viens de rectifier pour les unités du couple.
Pour le calcul de la puissance, l’idée est de faire comprendre aux lecteurs de quoi elle résulte, afin de comprendre la fiche technique de la moto, pas de leur faire faire le calcul par eux-mêmes.
Très très bon article (as usual sur ce site).
Cependant, j’aurai une ou deux petites remarques :
– Un truc intéressant à savoir : moins il y a de cylindres, plus il faudra un volant moteur lourd pour régulariser le fonctionnement du moteur et compenser les vibrations. Donc plus de cylindres = moins de masse « inutile ».
– un moteur en L est un moteur avec les cylindres en Ligne. Un moteur à deux cylindres à 90° est un moteur en V. Les moteurs en V peuvent avoir différentes « ouvertures » du V, ex: les anciens 4 cylindres Lancia qui avaient un V à 15° d’ouverture. Sur les moteurs automobiles, l’ouverture du V dépendait souvent du nombre de cylindres, ceci pour avoir une régularité du cycle d’allumage. Exemple de cas spécial : le vieux V6 PRV (Peugeot-Renault-Volvo) qui avait un cycle irrégulier parce que ce moteur était au départ prévu pour être un V8. Parler de moteur en L pour un V à 90° serait à mon sens une source de confusion avec les moteur en ligne le plus souvent appelés L dans la littérature technique.
– Le couple d’un moteur dépend surtout de l’architecture du (ou des) cylindres. Pour une même cylindrée et un même nombre de cylindres, plus la course est longue, plus le couple sera élevé. (Simple question de longueur de bras de levier du vilebrequin). Un autre vieux moyen connu d’augmenter le couple est de faire des tubulures d’admission plus longues. (Sans rien changer d’autres, Triumph (auto) avait augmenté le couple du L6 de la TR6 (auto, pas moto!) en allongeant les tubulures de plus ou moins un pouce (2,54mm), ceci au détriment de la puissance. (Je sais, j’en ai une comme ça : plus coupleuse mais moins puissante). En moto, on parle parfois de Bigbore ou de Stroker (gros alésage ou longue course). Un moteur à longue course aura souvent un régime maximum plus bas qu’un « carré » ou super carré » (carré/super carré = longueur de la course du piston égale ou inférieure à l’alésage du cylindre. Je sais, c’est id… paradoxal de parler de carré pour un cylindre).
Pour le reste, je ne suis pas assez compétent en matière de moto pour oser donner un avis sur l’article. Mais j’avoue une préférence pour les moteurs gromonos ou les bi à cycle 315/45° (et j’en ai pas même pas honte).
PS : ci-joint un lot de parenthèses à placer ici ou là dans mon commentaire si vous trouvez qu’il en manque malgré le soin que j’ai pris à foutre partout où je pouvais. ((((())))))
Le Fou 😉
A titre purement anecdotique, on peut rajouter le moteur Wankel (ou à piston rotatif) qui a équipé quelques motos dans les années 1970 – 1990
https://fr.wikipedia.org/wiki/Moteur_Wankel#Motos
C’est peut être uniquement mon avis personnel. Mais je pense qu’un 3 ou un 4 cylindres de moyenne cylindrée est plus facile à manier pour un débutant, surtout à cause de la souplesse et de la linéarité. Après que l’on soit d’accord le bicylindre en V, en L, ou à plat a beaucoup plus de caractère; et sur les grosses cylindrées sont de véritable usine à couple. A mettre peut être cependant de coté les twins parallèles…
Autre point important : la commande de gaz, surtout si elle est électronique. Ca peut vraiment tuer l’agrément de n’importe quel moteur.
Qui dit débutant dit très souvent bridage. Un 4 cylindres basique (style Bandit 600) peut convenir pour débuter mais à condition qu’il soit en full.
Clairement on ne passe pas un permis gros cube pour se retrouver frustré pendant deux ans, quoi qu’on puisse penser du bien fondé ou non de cette législation.
Avec ce bridage à la noix le bicylindre est tout indiqué grâce à son couple offert à un régime raisonnable elle il faut que ça cogne un minimum ! Parce qu’en 4 pattes on se fait royalement ch***.
hello Fab,
encore un bel article de fond ! à lire d’urgence pour qui veut acheter une première moto…après les débuts où on est un peu dans la course à la puissance ( 500, 1000,puis 1200 cc pour ce qui me concerne), le motard que je suis devenu revient à une cylindrée un peu plus contenue de 1050 pour l’instant ,mais rien ne dit que la prochaine ne sera pas une 900cc, ou même une 800cc, tant ces moteurs modernes sont séduisants et dans 90% des cas largement assez puissants pour ce qu’on en fait…..
cet article détaille bien les différents éléments de la motorisation, j’attends avec impatience celui sur les différents chassis?
amicalement
Marco
Bonjour Fabien,
Merci pour cet article très complet.
Concernant les architectures des moteurs automobiles, tu as oublié quelques monuments chez les sportives :
– V10 : Chrysler VIper, Lexus LFA, BMW M5 (E60)
– V16 : Bugatti Veyron et Chiron
– flat four : Subaru
– flat six : Subaru, Porsche
– 5 cylindres en ligne : Audi en produit depuis 30 ans, Volvo en a fait pendant plusieurs années, Fiat pendant un temps, de même que Mercedes (même si c’était des mazouts)
– 6 cylindres en ligne : BMW est l’apôtre de cette architecture depuis la nuit des temps. Mercedes en a aussi beaucoup produit avant d’y renoncer au profit du V6 mais ils viennent d’annoncer qu’ils y revenaient!
Après, ça reste tout de même un article sur les moteurs de moto, hein… 😉
Bonjour,
Merci pour le blog. Pour ma premiere j’ai choisi un mono BM 650. Le poids est parfait et l’équilibre de la moto la rend très facile pour un apprenti. Bon faut jouer de la boite…mais quel plaisir le couple.