Mesures de puissance: du couple et des watts

J-C Etter

14 ans ago

Toute démarche sérieuse d’optimisation moteur passe par la mesure de sa puissance afin de mesurer les gains apportés.

Les équipements et méthodes de test varient et sont parfois le sujet de débat, surtout lorsque les résultats ne sont pas cohérents avec les prétentions du constructeur ou du préparateur. Nous avons saisi l’opportunité d’un “Dyno Day” organisé chez le préparateur suisse Novidem pour nous éduquer sur le sujet.

Rappel de bases de physique: la puissance (en watts) est définie comme la capacité d’accomplir un certain travail (en Joules) par unité de temps (s). Sur une automobile, la puissance se mesure comme le produit du couple (Nm) multiplié par le régime moteur. Le couple est mesuré aux roues en opposant un effort à leur traction.

Trois méthodes principales sont capables d’absorber l’énergie:

méthode électrique: les rouleaux sont couplés à des moteurs électriques qui opposent une force de freinage. L’avantage est de pouvoir moduler cette force. Le désavantage est la précision de mesure, affectée par l’échauffement du moteur.
méthode hydraulique: les rouleaux brassent un fluide qui oppose une résistance à son flux. La force est mesurée avec des jauges de contrainte ou sur la base de la résistance théorique du fluide à son brassage/écoulement.
méthode inertielle: une masse de rotation importante oppose une résistance inertielle à l’augmentation de la vitesse de rotation. La méthode a la réputation d’être plus précise, mais elle limite les mesures à des accélérations relativement courtes et ne permet pas de mesures à régime constant ou des cycles simulés.

C’est cette dernière méthode qu’utilise Novidem sur son banc Superflow Autodyn. Equipé à la fois de freins électriques et d’une masse inertielle, les essais courts destinés à faire une simple mesure de couple et puissance sont opérés avec la masse inertielle pour une précision accrue. La procédure de test se déroule comme suit:

installation: le véhicule est disposé sur les rouleaux. Pour les voitures à 4 roues motrices, l’entraxe est ajusté pour correspondre à l’empattement. Deux méthodes pour maintenir la voiture en place: barres rigides ou sangles. Les barres rigides sont préférées pour leur précision et sécurité accrues.
calibration: le rapport de transmission effectif est calculé en mesurant la vitesse des roues motrices à un régime moteur de 3000 t/min sur le rapport de boîte sélectionné pour le test. Les essais sont faits en troisième ou en quatrième selon le couple et la puissance du moteur, un rapport long étant préférable pour les voitures puissantes et/ou suralimentées. Le rapport de transmission est utilisé pour calculer le couple au vilebrequin sur la base du couple aux roues motrices.
mesure des pertes: le couple mesuré est diminué par les pertes de transmission entre le vilebrequin et les roues. La voiture est amenée jusqu’à une vitesse moyenne, puis mise au point-mort pour mesurer la décélération induite par ses pertes. Ce facteur de correction peut atteindre une grosse dizaine de pourcent.
mesure de couple et puissance: la soufflerie est mise en marche pour refroidir la mécanique et alimenter le moteur en air frais. La voiture est amenée jusqu’à un régime d’environ 2000 t/min sur le rapport choisi, puis gaz à fond jusqu’à la zone rouge.

Exemple avec une Ruf 930 de 1984:

L’observation du banc est saisissante. Observer une voiture développer sa puissance maximale (427 ch pour cette Ruf 930 de 1984) est décoiffant à tous les sens, la soufflerie couvrant quasiment complètement le bruit du moteur. Inquiétant également, tant l’énergie déployée est considérable. On frémit à l’idée des conséquences en cas de rupture mécanique.