La différence entre couple et puissance moteur ?

24 Juil 2019 | Entretien & révision

Souvent le point d’interrogation de beaucoup de personnes, la différence entre couple et puissance moteur est une notion parfois survolée lors de l’achat d’une voiture. Pourtant, il s’agit de l’un des premiers critères mis en valeur pour la présentation des nouvelles voitures. C’est aussi une performance très regardée par les acheteurs. Les notions de couple, puissance et chevaux ne datent pas d’hier comme peuvent le montrer ces anciennes affiches publicitaires :

Renault 4cv 2pub chevaux Peugeot 2015

Cependant nous entendons régulièrement beaucoup de données relatives à la puissance d’un véhicule : son couple, sa vitesse de rotation, sa puissance ou nombre de chevaux… Tous présents sur les fiches techniques des véhicules. Alors comment s’y retrouver parmi toutes ces valeurs ? Avatacar vous apporte des précisions sur le régime moteur, la production du couple par le moteur et la puissance dégagée par ces deux forces.

Révision en ligne sur Avatacar.com

Premièrement, qu’est-ce que le régime moteur ?

Le régime moteur est certainement le plus simple de tous. Il s’agit de la vitesse de rotation du moteur, exprimée en tours par minute. Il se peut que vous la retrouviez souvent convertie en radians par seconde. Cette mesure est la plus utilisée lors des calculs.
Pour information : 1 tour/min = 1/60 tour/s = π/30 rad/s (1 tour = 2. π rad)

Tout le monde a déjà aperçu cette valeur sur le tableau de bord de leur voiture, peut-être sans même le savoir ! Il s’agit du tachymètre de compte-tours. Et oui, la vitesse de rotation de votre moteur en tours/min est indiqué sur votre tableau de bord :

tableau de bord régime

La valeur la plus basse enregistrée est celle du point mort de votre véhicule. Elle est comprise entre 600 et 900 tr/min. En revanche, la valeur la plus haute peut aller de 5000 à 8000 tr/min. Ce chiffre variera bien sûr en fonction du modèle et du moteur de votre véhicule.

Votre compte-tours, ou régime moteur, vous sert notamment à apprécier le moment où vous devez enclencher une vitesse supérieure ou au contraire rétrograder. Le régime moteur se gère différemment selon la motorisation. En effet, une essence aura besoin d’un régime plus élevé pour passer à une vitesse supérieure. A l’inverse, un diesel se contentera d’un régime plus bas.

La sensation du moteur sous-alimenté ou sur-alimenté met en avant cette fois-ci le rôle du couple moteur.

Le couple moteur, comment fonctionne-t-il ?

Le couple moteur est la force du mouvement de rotation de votre moteur. Il est lié au régime moteur. Ainsi, plus votre régime moteur sera élevé et plus votre couple sera à son maximum.
Lorsque le régime moteur n’est pas en adéquation avec votre couple et que le moteur est sous-alimenté, vous aurez des difficultés à avancer. Cela s’appelle « manquer de couple ». En revanche, en cas de sur-alimentation du moteur (régime moteur au plus haut) une quantité d’air plus importante est délivrée dans le circuit d’admission. Cela permet de passer les rapports plus facilement et donc d’obtenir une bonne accélération et reprise de votre véhicule.

Certains véhicules, comme les diesel, sont plus tolérants quant au niveau du régime moteur. On les appelle « les véhicules coupleux« . Avec ces véhicules, vous n’aurez pas nécessairement besoin de monter haut dans les tours pour obtenir une bonne reprise, contrairement aux essence qui, par exemple, nécessitent généralement plus de tours. Le couple des voitures diesel est en moyenne plus élevé que les voitures essence. En conséquence, leurs moteurs vont moins vite mais s’usent aussi moins vite. C’est la raison pour laquelle il est commun d’entendre qu’un diesel parcourra plus de kilomètres qu’une essence.

Vous l’aurez compris, c’est le couple qui permet de faire avancer le véhicule, en entraînant les roues et tous les autres composants.

Il est exprimé en Newton Mètre (Nm) et se calcule en fonction de la force du mouvement de rotation et de la distance parcourue soit Couple (Nm) = Force (N) x Distance (m).
En moyenne, le couple d’un moteur se situe entre 100 et 300 Nm, mais cela reste variable en fonction de la dimension de la cylindrée.

moteur

Plus de détails sur le mécanisme de production du couple est à retrouver à la fin de cet article.

Et la puissance, qui en est à l’origine ?

La puissance est tout simplement le fruit du couple et du régime moteur. Elle dépend donc directement de ces deux forces. Plus le moteur de la voiture tournera vite et plus il aura de puissance. En effet, la puissance du moteur se répercute directement sur la vitesse de la voiture.

La puissance d’une voiture s’exprime en Watt ou, plus communément, en Chevaux (plus exactement « Cheval-vapeur électrique » soit ch) ou Cheval DIN. Elle se calcule comme suit :
Puissance (Watt) = Couple (Nm) x Régime (rad/s)

Comme la puissance est généralement exprimée en Chevaux, il faut appliquer la conversion suivante : graphique puissance1 ch = 735,5 Watt. Ainsi :
Puissance (ch) x 735,5 = Couple (Nm) x Régime (tr/min) x π/30
Puissance (ch) = Couple (Nm) x Régime (tr/min) / 7000

Concernant les valeurs moyennes d’un véhicule, la puissance maximale peut être comprise entre 50 et 200 chevaux. Cette valeur est celle qui varie le plus car elle dépend entièrement du modèle de la voiture !

Mais d’où vient l’appellation Cheval-vapeur électrique (ch) ? Cette appellation a été créée dans les années 1780. A l’époque, il était coutume de comparer la puissance des machines à vapeur avec celle des chevaux. Il était considéré qu’1 ch correspondait à un cheval qui tirait une charge de 75 kg en marchant (1 mètre par seconde). Les chevaux DIN ont la même valeur que le cheval-vapeur électrique à l’exception près de l’abréviation du nom de l’institut Allemand « le Deutsches Institut für Normung » qui est indiquée (norme Européenne).
La notion de cheval-vapeur électrique (ch) ne doit pas être confondue avec les chevaux fiscaux (CV). Ceux-ci correspondent en effet au calcul de la taxe sur l’immatriculation des véhicules lors de l’établissement de leur carte grise.

Pour conclure, le couple d’une voiture est la valeur sur laquelle il faut se pencher, car elle déterminera le confort de votre conduite.
La puissance (ch) d’une voiture peut être élevée mais son couple très faible. Cela obligera à monter très haut dans les tours et de changer de vitesse pour obtenir une bonne puissance (lors des dépassements par exemple). Le jeu avec la boîte de vitesses sera très régulier.
En revanche, une voiture ayant déjà un couple élevé n’aura pas spécialement besoin de monter très haut dans les tours pour obtenir une bonne puissance. La vitesse du véhicule augmentera significativement une fois le pied sur l’accélérateur. En conséquence, le jeu avec la boîte de vitesses en sera moindre.

Plus de détails sur la production du couple moteur

Voyons de façon plus concrète comment se produit physiquement le couple de votre voiture. Le couple est l’énergie produite lors de l’explosion du mélange carburant/air qui actionne le système piston, bielle et vilebrequin.

chambre combustionUn mélange d’air et de carburant, assuré par le carburateur, vient se loger dans la chambre de combustion. Il est ensuite enflammé grâce à une étincelle produite par la bougie, produisant ainsi une explosion permettant de faire bouger le piston. C’est cette explosion qui produit l’énergie même du couple.

À noter, l’importance de l’énergie produite est conditionnée par la quantité de carburant introduite dans la chambre de combustion, et qui est elle-même proportionnelle à la quantité d’air qui arrive dans le cylindre (les proportions de carburant et d’air doivent corréler).

De ce fait, plus le cylindre de votre auto sera gros, plus la quantité d’air acceptée sera importante. Qui dit plus d’air donc plus de carburant introduit, ils produiront ensemble plus d’énergie, et de façon logique apporteront plus de couple au véhicule. Les accélérations et reprises seront donc meilleures et cela même avec un véhicule chargé (plus de couple il y a, plus le véhicule est capable de tracter de fortes charges).

Cette phase de combustion du mélange carburant/air est décomposé en 4 temps (d’où le nom « moteur à 4 temps » que l’on retrouve sur la plupart des véhicules). Durant ces 4 phases les deux soupapes (soupape d’admission et d’échappement), le piston, bielle et vilebrequin et cylindre vont être sollicités :

1er temps : C’est l’admission. Le piston descend et aspire le mélange d’air frais et de carburant libéré par la soupape d’admission. La soupape d’échappement quant à elle reste fermée. Le vilebrequin se met à tourner. La température dans la chambre de combustion se situe entre 0 et 180°.

2ème temps : C’est la compression. Le piston remonte et comprime le mélange. Les deux soupapes restent fermées. Puis la température dans la chambre de combustion commence à monter (elle se situe entre 180 et 360°).

3ème temps : C’est l’explosion-détente. Le piston remonte et la bougie crée une étincelle (la création de l’étincelle s’appelle « l’avance à l’allumage »). Le mélange air et carburant explose, la force de l’explosion fait redescendre le piston. Les deux soupapes restent fermées et la température dans la chambre de combustion se situe à son point le plus haut de 600 à 800°.

4ème temps : C’est l’échappement. Le piston remonte, la soupape d’échappement s’ouvre et libère le mélange brûlant qui s’échappe vers l’extérieur. La soupape d’admission reste fermée et la température dans la chambre de combustion redescend (elle se situe entre 360 et 540°).

moteur 4 temps principe

Moteur à explosion 4 temps par marc83

C’est le couple présent aux roues motrices qui fait avancer votre véhicule. La boite de vitesse, correctement étagée, se charge de convertir de manière adaptée le couple et la puissance moteur, en couple aux roues. Ceci est évidement différent selon les caractéristiques du moteur, qu’il soit essence ou diesel, turbocompressé ou atmosphérique.

Pack révision sur Avatacar.com