La puissance des moteurs constitue l’une des principales préoccupations des amateurs de sports motorisés depuis belle lurette. En effet, les discussions entre passionnés de motos, d’autos ou d’autres bolides portent souvent, sans grande surprise, sur la puissance. Mais comment peut-on mesurer la puissance ? Le postérieur ? Pas tout à fait… car même si c’est, en fin de compte, là que nous en ressentons les effets, il s’agit d’un instrument plutôt imprécis. Il existe cependant un appareil capable de donner une mesure précise de la puissance d’un moteur : le dynamomètre. Communément appelé « dyno », il s’agit d’un dispositif qui permet de mesurer avec précision le couple et la puissance d’un groupe motopropulseur.
La puissance : de Watt à aujourd’hui
La puissance est une mesure de la capacité d’un engin à accomplir un travail (dans un certain laps de temps). Celle-ci dépend de deux éléments, soit la force et la vitesse. Pour plus d’informations sur la puissance, consultez mon article sur le sujet en cliquant ici. En réalité, il n’existe aucune façon de mesurer directement la puissance d’un moteur. Cependant, tout n’est pas perdu, car nous pouvons aisément en mesurer les deux éléments critiques. Cela nous permet ainsi d’arriver à une mesure indirectement avec l’aide de calculs simples.
L’origine du cheval-vapeur
Il existe plusieurs unités de mesure de la puissance. La plus commune (du moins, en Amérique du Nord) étant le cheval-vapeur, ou ch. Ce terme nous provient de l’anglais « horsepower, » ou hp. Cette unité de mesure fut inventée par l’ingénieur britannique James Watt en 1782 (au début de la révolution industrielle). À l’origine, le cheval-vapeur représentait la capacité de soulever une charge de 33 000 lb sur une distance d’un pied (couple) dans un délai d’une minute. En d’autres mots, il s’agit de l’approximation du travail effectué par un cheval.
Depuis, les choses ont bien évolué et une formule équivalente fut développée. La formule moderne suivante est, de toute évidence, nettement plus simple à utiliser que celle de Watt :
Puissance (ch) = couple (lb-pi) x vitesse (tr/min)
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Notez que cette formule comprend les deux facteurs mentionnés précédemment, soit le couple et la vitesse.
Et cette éternelle question : Système métrique ou impérial?
D’autres unités de mesure pour la puissance sont le Watt (W) — ou le kilowatt (kW) — ainsi que le cheval-vapeur du système métrique. Ce dernier est fréquemment exprimé en PS (Pferdestärke) ou ch, ce qui porte à confusion avec la mesure impériale. Le cheval-vapeur métrique équivaut à 98,6 % de la version impériale. C’est-à-dire que 100 ch métriques égalent 98,6 ch dans le système impérial. Il est à noter que, sans grande surprise, les fabricants européens ont tendance à utiliser l’unité métrique, ce qui a pour effet de légèrement « gonfler » les chiffres.
Le dynamomètre à l’œuvre
Les différents types de dynamomètres
Le dynamomètre est un outil que nous branchons au moteur, soit directement ou indirectement, qui permet de mesurer le couple et la vitesse. Comme nous l’avons démontré précédemment, nous pouvons ensuite calculer la puissance à partir des valeurs obtenues. Il existe différents types de dynamomètres, mais ils appartiennent généralement à l’une ou l’autre de deux catégories : celle des modèles à inertie ou celle des modèles à frein.
Dynamomètre à inertie
Le modèle à inertie est, de loin, le plus commun dans l’industrie de la moto. Dans ce cas, le dynamomètre exige que le moteur (plus précisément la roue arrière) fasse tourner un tambour lourd. Le couple est donc calculé en fonction de la vitesse d’accélération du tambour.
Dynamomètre à frein
En ce qui concerne l’autre possibilité, le modèle à frein, il fonctionne un peu différemment. Le dynamomètre freine le moteur et calcule le couple en fonction de l’effort que l’on a dû appliquer sur le frein pour ralentir le moteur. Les systèmes de freins peuvent varier, mais on utilise généralement un modèle à frottement hydraulique. Celui-ci consiste en une roue de pompe actionnée dans l’eau. Ce type d’unité est très populaire dans l’industrie de la motoneige, par exemple.
Formules complexes pour des résultats précis
Dans chaque cas, des ordinateurs utilisent des formules complexes pour calculer le couple du moteur tout au long de sa plage de régimes. Ces données, combinées avec les données de vitesse recueillies par un tachymètre, permettent de calculer la puissance du moteur.
On constatera que les données recueillies directement au vilebrequin du moteur sont plus élevées que celles prises aux roues, étant donné que les relevés recueillis au vilebrequin ne sont pas compromis par la friction et le glissement du système d’entraînement.
