• Mécanique de base

    < Retour

    Moteur

    Commençons par le plus important : le moteur. Vous entendrez beaucoup de chose à son sujet à propos de ses caractéristiques. 2 temps ou 4 temps, monocylindre ou bicylindre ou 4 cylindres, carburateur ou injection...

    2-temps ou 4-temps sont deux termes qui définissent le mode de fonctionnement du moteur. Sans entrer dans le détail, on pourra retenir qu'un moteur 2-temps produit une explosion tous les 2 cycles, alors qu'un moteur 4-temps n'en produit une que tous les 4 cycles. Cela se traduit par un comportement et des caractéristiques radicalement différentes entre ces 2 architectures. Le moteur 2-temps est beaucoup plus nerveux et réactif de par son nombre d'explosions plus élevé (à nombre de cycle égal), mais cette architecture particulière est implicitement liée à une lubrification particulière : l'huile est brûlée avec l'essence. C'est ce qui donne cette fumée et cette odeur particulière aux mobylettes et scooters de petite cylindrée. C'est en effet là qu'on retrouve la majorité de ces moteurs. Leur atout principal réside dans des coûts de fabrication et d'entetien réduits et de bonnes performances en regard de la cylindrée. Cependant, la pollution n'est pas négligeable (huile brûlée) et la longévité est réduite. De manière plus générale (on le verra plus loin), la puissance au litre dégagée par un moteur (c'est le nombre de chevaux que developpe un moteur par rapport à sa cylindrée) est inversement proportionelle à sa fiabilité. Pour le dire plus simplement et avec un exemple concret, comparez la puissance dégagée par un moteur de tondeuse à gazon avec une moto de même cylindrée. On trouvera par exemple qu'une tondeuse de 160cc développe 4 chevaux, alors que toute moto de 125cc développe environ 15 chevaux. A l'inverse, un moteur 4-temps est moins performant comparé à son homologue 2-temps (toujours pour une cylindrée égale). Cela est principalement dû à sa mécanique complexe (soupapes, distribution, lubrification séparée...). Cependant la fiabilité de fonctionnement est plus élevée car la fonctionnement du moteur est mieux contrôlé par toute cette mécanique additionnelle justement. Le poids est en hausse par rapport à un 2-temps, tout comme le coût de fabrication. Cette architecture nécessite également une entretien plus complexe et plus onéreux (vidange, calage de la distribution, jeu aux soupapes...). Les conséquences bénéfiques de cette architectures sont toutefois très interessantes car n'oublions pas que c'est cette architecture qui a été la plus exploitée ces derniers temps, le 2-temps tendant à disparaître. Nous avons donc une mécanique plus fiable, plus souple et disposant d'une plage d'utilisation plus large, alors qu'un 2-temps ne fonctionne bien qu'à haut régime.

    Monocylindre, bicylindre ou multi-cylindres (3 ou 4), telle est la question ! Chacun ayant ses avantages et ses inconvéniants, il n'y a pas de mauvaise architecture.
    Le monocylindre est le moteur le plus simple. Pourvu d'un seul et unique cylindre, il est le plus coupleux, celui qui provoque la plus forte accélération et possède un tempéramment affirmé. Il est également source de vibrations. Il est utilisé là où la chasse au poids est cruciale, mais où les performances comptent peu. Son coût tant à l'achat qu'à l'entretien est faible. Il est utilisé par exemple en motocross, trial et sur les petites cylindrées.
    Le bicylindre est tout simplement le couplage de 2 monocylindres. L'apport d'un second cylindre dont le travail est situé en décalage par rapport au premier, apporte une douceur de fonctionnement supérieure en équilibrant mieux les contraintes mécaniques. On peut ainsi atteindre des régimes de rotation supérieurs. La puissance étant le produit du couple par la vitesse de rotation, une élévation de la vitesse de rotation provoque un gain de puissance. Ce moteur est l'équilibre entre la force du monocylindre (le couple, le caractère) et la puissance du 4 cylindres. On retrouve cette architecture sur des motos au caractère affirmé ou encore des motos basiques pour la simplicité et l'efficacité du procédé. C'est le moteur de moto par excellence.
    Le muti-cylindres, au nombre de 3 ou plus généralement de 4, apporte une douceur incontestable dans son fonctionnement. Cependant, cette douceur peut être percue comme un manque total de caractère, surtout pour les petites cylindrées (600cc et moins, notamment). En revanche, l'équilibre mécanique permet d'atteindre des vitesses de rotation très élevées (surtout chez les 600cc en raison des contraintes plus faibles que sur les gros moteurs de 1000cc ou plus) ce qui génère de fortes puissances. Cependant, l'accroissement du nombre de cylindres va de paire avec l'accroissement du poids, de la complexité ainsi que du coût d'achat et d'entretien.
    Pour conclure, entre bicylindres et 4-cylindres, qui sont les 2 architectures phares de la production moto actuelle, c'est principalement une question de caractère qui fera la différence, aucun des 2 n'étant mieux que l'autre. A noter que l'architecture 3 cylindres semblent contenter tout le monde. Apannage de la marque Triumph pendant de nombreuses années, cette architecture semble tirer le meilleur des 2 mondes. Le tout est de cerner ses attentes, de savoir ce que l'on attend de son moteur, et ensuite de trouver l'architecture qui correspond à ce souhait.

    Carburateur ou injection. Voici deux termes un peu barbares qui nous plongent directement au coeur du fonctionnement du moteur car cela concerne l'alimentation en essence. Vous le savez déjà, un moteur reçoit de l'air de l'essence, enflamme le mélange, ce qui dégage de l'énergie qui est convertie en déplacement. Bien. L'un des éléments essentiel est le mélange de l'essence et de l'air.
    Jusqu'à peu de temps, les carburateurs assuraient ce rôle. Ce nom vient tout simplement de leur rôle, à savoir d'ajuster la carburation ou 'dosage du carburant'. Le principe est le suivant : le piston, par son mouvement de va et vient et le jeu des soupapes, produit tantôt une pression, tantôt un vide. Lors de la phase de vide (desente du piston, un temps sur deux) de l'air et de l'essence sont aspirés. L'essence aspirée est régulée par deux élements : le diamètre de l'aiguille qui fait jaillir l'essence d'un puit (par une simple histoire de diamètre) d'une part et d'autre part par le niveau d'essence dans la cuve. On ne parle pas ici du niveau dans le réservoir qui est variable mais bien de celui dans la petite cuve du carburateur. Ainsi, le débit est constant et ne dépent ni du niveau du réservoir, ni du travail de la pompe à essence. Le débit d'air est quant à lui régulé par le papillon des gaz (sorte de petit clapet qui bouche plus moins le conduit d'air), lui même commandé par la poignée des gaz, elle même commandée par qui vous savez.
    Pour sa part, l'injecteur fonctionne différement. Son rôle est d'apporter la quantité exacte d'essence. Un injecteur est donc une simple vanne qui laisse passer au moment voulu la bonne quantité d'essence. La quantité désirée est commandée électroniquement par le calculateur, lui même informé des besoins par un certain nombre de capteurs, comme la température de l'air admis, la teneur en oxygène des gaz d'échappement (sonde lambda) ou encore la position du vilbrequin. La commande de l'air reste le travail du papillon des gaz dans le conduit d'admission.

    Pneus

    Elements de liaison avec le sol, les pneus ne doivent pas être négligés. Comme aucun autre point d'ailleurs. Il faut savoir monter un train correpondant à son usage, et ne pas regarder uniquement les aspects marketings ou financiers. Aujourd'hui, faire confiance à une grande marque et à un modèle largement utilisé est une valeur sûre pour peu que l'on respecte les dimensions et les préconisations du constructeur. Le plus sûr est de se renseigner auprès de son concessionnaire et de lire la presse spécialisée.
    La pression est la condition numéro 1 pour le bon fonctionnement d'un pneu. (Nous ne parlerons pas d'une possible erreur de montage) En effet tout son comportement va être dicté par cette valeur. Trop faible, la pression laissera le pneu s'écraser sous le poids de la moto. Il y aura plus de gomme en contact avec le sol avec les conséquences fâcheuses suivantes : échauffement excessif rendant la gomme moins adhérante, usure prématurée, lourdeur dans la direction, mauvaise évacuation de l'eau en cas de pluie. A l'inverse, un pneu sur-gonflé aura les conséquences suivantes : pneu trop dur et inconfortable, surface de contact au sol réduite, montée en température nulle ou très lente ce qui fait que la gomme reste froide et rigide et possède donc une adhérence réduite. Une seule règle, respecter la pression préconisée par le fabricant et la surveiller régulièrement (une fois par mois c'est très bien) !
    L'état du pneu concerne plusieurs aspects. Tout d'abord le 'bon' état, c'est à dire qu'il n'y a pas de gravillon coincé dans les rainures, pas d'entaille, pas de déformation visible de la structure du pneu. Ensuite vient le contrôle de l'usure. Il faut que les structures du pneu restent assez profondes pour évacuer correctement l'eau par temps de pluie. De plus si l'épaisseur de gomme restante devient trop faible, l'échauffement excessif devient un risque majeur. Les pneus slick (tout lisse) utilisés sur circuit n'ont absolument rien à voir avec un pneu de route usé à tel point que les structures ont disparu.

    Partie cycle et géométrie

    Le comportement d'une moto dépend de sa géométrie. Cette géométrie est un ensemble de paramètres définis lors de la conception de la machine et cela concerne l'empattement, la position du centre de gravité, la garde au sol, la chasse... En plus de ces éléments techniques, il y a bien sûr les amortisseurs. Commençons donc par ceux-ci.

    Les amortisseurs, que ce soit la fourche à l'avant ou le (les) combiné(s) à l'arrière assurent un contact permanent entre les roues et le sol. De par son inertie (liée à sa masse et à sa vitesse de déplacement), la moto ne peut suivre toutes les irrégularité de la route. En revanche les roues le peuvent. Les ressorts se chargent donc de repousser les roues contre le sol en permanence. Si seuls des ressorts étaient utilisés, la moto rebondirait pendant quelques temps après chaque creux ou bosse (c'est d'ailleurs comme ça qu'on détecte des amortisseurs fatigués). C'est ainsi qu'entre en jeu la partie amortisseur, qui se charge de freiner les mouvements des ressorts. Pour se faire, on va trouver dans le corps de l'élément un piston circulant dans de l'huile. L'huile passe d'un côté ou de l'autre par de petits trous dont le diamètre définit le comportement et le réglage de l'amortisseur. Ainsi, tout tube de fourche ou amortisseur arrière comporte en réalité toujours les 2 élements suivants : un ressort et un amortisseur. Mais dans le langage courant, seul le terme 'amortisseur' désigne le combiné ressort-amortisseur.

    L'empattement est tout simplement la distance séprant la roue avant de la roue arrière. Elle se mesure en millimètres, entre les axes de roues. Plus cette distance est courte, plus la moto sera agile et maniable dans un enchaînement de virage par exemple. En revanche elle sera instable à haute vitesse, avec un phénomène de louvoiement. A l'inverse, une moto avec un long empattement sera stable à vitesse élevée mais moins agile sur un parcours sinueux. La longueur du bras oscillant d'une moto influe grandement sur son empattement.

    La position du centre de gravité influe sur le poids ressentit de la machine. Une machine très lourde mais dont le poids est placé très bas cachera facilement ses kilos. De même, un centre de gravité très bas réduit l'intertie lors des changement d'angle et donne un avantage un terme de maniabilité. Le centre de gravité peut également être porté sur l'avant ou l'arrière de la moto. S'il se place sur l'arrière, il favorise la motricité (valable pour les moto-cross ou les machines très puissantes, capables de faire patiner la roue arrière sur une grosse accélération) au détriment de la direction, qui va devenir floue et imprécise. Si le centre de gravité se place sur l'avant, la direction va devenir très vive et réactive. L'arrière se soulevera facilement lors des freinages puissants. En conclusion, il n'y a pas de position idéale entre l'avant et l'arrière, c'est toujours un compromis subtil qui doit-être trouvé pour assurer un comportement homogène.

    La chasse, ou angle de chasse est l'élément clé de la géométrie du train avant. L'angle de chasse (1) correspond à l'angle formé entre la verticale et l'axe des tubes de fourche (angle rouge-jaune). La chasse (2) est la distance projettée au sol (violet) par l'axe des tubes de fourches d'une part (rouge), et la projection verticale de l'axe de roue avant sur le sol d'autre part (jaune). Un dernier concept est le déport des tés de fourche (distance rouge-bleu). Ce déport correspond à l'éloignement du plan contenant les axes de tube de fourche (rouge) avec l'axe de colonne de direction (bleu).
    Tous ces éléments contribuent donc au comportement du train avant de la manière suivante :
    Angle de chasse fermé + déport réduit = chasse réduite
    Angle de chasse ouvert + déport important = chasse élevée

    Une chasse réduite rend la moto très maniable, très agile mais aussi très instable, alors qu'une chasse élevée procure de la stabilité mais limite l'agilité de la moto.
    A titre d'exemple, les customs et les choppers possèdent une chasse élevée. Ils sont très stables en ligne à droite et plus difficiles à mettre sur l'angle. A l'inverse, un super-motard aura une chasse réduite le rendant particulière vif et agile mais peu stable en ligne à droite à vitesse soutenue.

    La garde au sol n'est pas seulement la distance entre le point le plus bas sous le moto et le sol. C'est aussi sa faculté à prendre de l'angle sans toucher le sol. Par exemple, des repose-pieds larges placés très bas limitent la garde au sol car ils frotteront rapidement dès que le moto prendra de l'angle. De même les échappements des customs, souvent placés parallèlement au sol et assez bas sont amenés à frotter et réduisent donc la garde au sol. Bien sûr, en ligne droite tout ceci importe peu. La garde au sol relève alors uniquement de la distance entre le sol et le point le plus bas de la moto. Cet aspect sera particulièrement recherché par une moto-cross, une moto de trial ou un trail. On voit ici immédiatement la confrontation de ce concept avec celui du centre de gravité. On ne peut avoir une garde au sol importante et un centre de gravité placé très bas. C'est ce genre de compromis qui détermine l'usage de la moto.