CV, DIN, SAE, CI, kW, ...
Regardons ensemble les fiches techniques d’automobiles au travers les âges.
Que voyez vous ? Des sigles comme le ch, CV, DIN, SAE, CI, HP, kW, Nm, …
Savez-vous à quoi ils correspondent ?
Attachez votre ceinture, nous vous embarquons pour un grand voyage dans le pays des mesures et des normes !
Le cheval-vapeur CH et HP
C’est par cette ancienne unité de puissance que tout commence !
Le savant britannique James Watt eut l’idée de se servir de la force d’un cheval de trait pour réaliser une unité de mesure utilisable sur des machines.
C’est ainsi que l’unité de puissance du cheval-vapeur est née à partir de l’expérience de mesurer la capacité d’un cheval à tirer verticalement (via une poulie) un poids de 75 Kg, en 1 seconde, sur une hauteur de 1 m.
La puissance alors développée est celle d’un cheval qui soulève une charge via une vitesse verticale.
Schématisation du cheval-vapeur - commons.wikimedia.org - by Sgbeer, Simon Villeneuve CC-BY-SA-4.0
Mécanisme de machine à vapeur Watt - commons.wikimedia.org - source Musée Crozatier CC-BY-SA-4.0
Le Watt (W)
Nous devrions tous utiliser cette unité. En effet, il s’agit de la «vraie» mesure de puissance reconnue internationalement et régie par la norme internationale ISO 80000-1:2009. Cette mesure fait partie du Système International d'unités (en abrégé SI).
En 2007, l’affichage de la puissance en Watt devient obligatoire sur tous les véhicules neufs. Un double affichage en chevaux/Watt est conservé pour ne pas dérouter les acheteurs. En 2012, la puissance en chevaux disparaît de la case P2 de la carte grise pour s’exprimer en W (kW pour éviter d’avoir trop de zéro).
Vous aviez déjà deviné la formule 1 cheval = 736 W ou, à l’inverse, on multiplie le nombre de kW par 1,36 pour obtenir les chevaux. Si vous voulez connaître la puissance de votre voiture en cheval, prenez la fiche technique de votre Mustang moderne (ou la case P2 de votre carte grise si elle date à minima de 2012) et refaite le calcul !
Exemple :
P.2 = 303 kW
à multiplier par 1,36
= 412 ch DIN (soit la puissance du moteur Coyote 5.0 sur les Mustang 2011-2013 de cinquième génération)
Chevaux fiscaux (CV)
Ils représentent une unité de mesure de droit fiscal.
Depuis 2020, ce calcul se base sur la puissance réel du véhicule. Il s’agit de la case P6 sur la carte grise.
Pour les plus curieux, voici la formule telle que l’administration est capable d’en produire :
(0.00018 x «puissance en KW» au carré) + ((0.0387 x «puissance en KW») + 1.34)
Cette «unité» sert exclusivement aux calculs financiers principalement de l'administration (carte grise, taxe à la puissance …) et des assurances (base de calcul des contrats).
Moteur V8 Coyote 5.0 de 28 cv - commons.wikimedia.org - by Malchick743 (ALJMW) CC-BY-SA-4.0
Bâtiment du DIN à Berlin - commons.wikimedia.org - by Standardizer CC-BY-SA-4.0
Les chevaux DIN
C’est la plus connue et celle que l’on utilisait quasiment tous les jours avant 2012.
Cette unité est calculée selon les mesures de la norme DIN établie par le Deutsches Institut für Normung (Institut allemand de normalisation, fondé en 1917 à Berlin).
Il s'agit de la norme DIN 70020, dont la puissance est mesurée à l'embrayage, avec le moteur de série équipé de tous ses accessoires, de ses échappements, soit une puissance très proche de la réalité. Adopté dans toute l’Europe sauf par nos voisins d’outre manche, c’est celle que vous connaissez tous.
Quand on parle d’une 205 GTI 130 ch, nous parlons ici de chevaux DIN.
L’unité BHP pour «Brake-HorsePower»
Nos amis britanniques ont leurs approches et différences à tout point de vue. Que ce soit pour mesurer les distances ou des volumes (nous le verrons plus tard), les anglo-saxons ont des unités de mesure différentes de la vieille Europe.
La puissance chez eux se mesure en BHP. La différence tient au fait que le cheval-vapeur mesure la puissance dite «à la roue», soit sur l’ensemble du système mécanique. Ce qui est en soit une mesure logique.
Le Brake-HorsePower mesure quant à lui la puissance en sortie de moteur (tout en tenant compte des éléments mécaniques comme la transmission, le différentiel, la pompe à eau, l'alternateur, etc.)
Elle se mesure à l'aide d'un dynamomètre de type frein (charge) à un endroit à l'essieu.
L’unité bhp est inférieure à celle de la puissance ch/hp : 1 bhp = 1, 01387 ch (on utilisera 1,014 pour les calculs).
Moteur de Jaguar - commons.wikimedia.org - by Duch.seb CC-BY-SA-4.0
Logo SAE International - Wikipedia - Domaine public
La méthode SAE aux USA
Au cours des années 60, les puissances entre les voitures américaines et européennes semblent totalement décalées.
Quand une Mustang sort joyeusement 120 ch de son 6 en ligne de 3,3 l, une Peugeot 404 crache modestement 80 ch de son 4 en ligne de 1600 cm3. Pourtant la 404 file à 160 km/h talonnant une Mustang à 165 km/h.
Cela provenait de la norme utilisée aux USA, la SAE : Society of Automotive Engineers ou Société des ingénieurs de l'automobile, fondée en 1905 à Troy, dans le Michigan.
Cette norme mesure la puissance d’une voiture dit moteur nu. Démunie de tous ses «consommateurs d’énergie», c'est-à-dire, sans l’alternateur, sans ventilateur, sans échappement et sans transmission. De fait, les résultats de mesure de puissance moteur sont bien plus généreuses que celles en DIN.
Ainsi, notre six cylindres de 120 ch affiche une puissance plus réaliste de 95 ch. L’écart avec la Peugeot 404, n’est pas aussi gigantesque.
En 1972, la SAE a revu sa copie en édictant la norme J1349.
Désormais les constructeurs américains se sont définitivement convertis à la norme DIN.
Le couple moteur - Newtons mètres, mètre kilo et Foot-Pound
Cette notion de couple n'est pas toujours très intuitive et pas toujours très facile à expliquer. Essayons quand même d’en expliquer le principe. Vous connaissez le brillant scientifique Archimède pour son principe. Il a aussi dit «Donnez-moi un point fixe et un levier et je soulèverai la Terre». C’est avec cette citation que l’on va commencer.
Le couple moteur est la force du piston appliquée sur un bras de levier (bielle) sur le vilebrequin en rotation. Il est calculé avec la loi physique du bras de levier : Couple = Force (N) x Distance (m). L’unité est le Newton mètre (Nm) … aujourd’hui.
Puissance et couple sont indissociables. 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.
Les différences entre le couple et la puissance sont :
- Le couple moteur agit sur le confort, la souplesse de conduite et l’accélération.
- La puissance moteur agit sur la vitesse de la voiture.
En résumé, un faible couple moteur oblige à monter dans les tours pour aller chercher le meilleur ratio couple puissance.
A contrario, un moteur avec un couple élevé n’a pas besoin de monter haut dans les tours pour avoir une bonne accélération.
Vous n’arrivez toujours pas comprendre le principe ? Imaginez alors deux vélos avec les mêmes roues, les mêmes plateaux et pignons mais avec les bras de pédales différents :
- Le premier vélo a de très grands bras de pédales, vous pouvez démarrer presque sans effort en appuyant sur les pédales mais très vite vous serez limité par l’amplitude à donner pour pédaler vite ;
- Le second vélo a des bras pédales plus courts, vous aurez du mal a démarrer mais vous aurez plus de facilité à faire tourner très vite le pédalier.
Et nos mesures dans tout ça ? Aujourd’hui sur toutes les fiches techniques vous trouverez une seule et unique unité, le Newton mètre en abrégé Nm.
Les valeurs sur les voitures moyennes d'aujourd'hui tournent entre 120 Nm pour des citadines à 300 Nm pour des SUV ou berlines modernes.
Le moteur V8 5.0 Coyote des Mustang affichent des couples dépassant largement les 500 Nm.
Les plus anciens ont connu une autre mesure de couple. Il s’agit du mètre kilo en abrégé mkg. Cette mesure utilise le kilogramme qui est une unité de masse. Si l’on veut convertir nos mesures anciennes mkg en Nm il faudra utiliser la formule suivante : 55,1 mkg x 9,81 m/s2 = 540,5 Nm
A l’inverse, pour convertir des Nm en mkg il faudra utiliser celle ci : 540,5 Nm / 9,81 m/s2 = 55,1 mkg
Coté Anglos Saxons, leur unité de mesure du couple est le «pied-livre» ! 1 Foot-pound est égal à 1,3558 Nm
Si vous voulez convertir le couple marqué sur la notice originale de votre Mustang ancienne, de Foot pound (lb-ft) en Newton mètre (Nm), il faut utiliser la formule suivante : 296 lb-ft x 1,3558 = 401,32 Nm
Si vous voulez convertir cette fois en mkg utilisez la formule suivante : 296 lb-ft x 0,138255 = 40,92 mkg
Animation d'un système bielle-manivelle d'un moteur à quatre cylindres - wikipedia.org - domaine public
Pompe à essence en Gallon - commons.wikimedia.org - by Matthew Hatton CC BY 2.0
Les mesures de liquides
Nos Mustang sont remplies de liquides divers, des huiles, du liquide de refroidissement et de l’essence principalement. Si vous regardez attentivement une notice originale de Mustang vous y trouverez des mesures dont vous ignorez sûrement l’existence.
Si vous faites le plein aux Etats Unis, vous avez tous en tête des tarifs incongrus. Actuellement (septembre 2023), le prix moyen est de 4.13 $. Vous vous doutez bien qu’il ne s’agit pas du litre mais du gallon.
Et un gallon US correspond à 3,7854 L. Ne confondez pas le gallon US et le gallon UK. L’un contient 3,7854 L (US) et l’autre 4,5425 L (UK).
Avec un litre de super à 1,09, nous serions tous à la fête !
La revue technique que vous utilisez vous précise qu’il faut 4 quarts d’huile dans le moteur et 1 quart dans le filtre de votre 302 CI. Connaissez- vous le quart comme unité ? Non ? Sachez qu’il faut 0,9464 L pour faire un quart US.
Il vous faudra donc 4,732 L d’huile pour faire votre vidange. Les anglais utilisent aussi le quart comme unité, elle n’a pas la même contenance. Un quart UK vaut 1,1356 L.
En résumé les unités à connaître pour nos Mustang avec leurs conversions :
1 gallon US = 3,7854 L → 1 L = 0,26 gallon
1 quart US = 0,9464 L → 1 L = 1,06 quart
La cylindrée - cm3, litre et Cubic Inch (CI)
Pour conclure ce tour d’horizon des mesures en tous genres, nous terminerons avec la cylindrée.
Elle se mesure différemment chez les Anglos-Saxons et le reste du monde.
Le Système International d’unités a normé la mesure de volume en cm3. Mais chez les Anglos-Saxons le CI (Cubic Inch ou pouce cube pour les canadiens) était la norme. Le litre est une unité de contenance encore utilisée mais qui devrait logiquement laisser sa place au cm3.
Imaginons la tête du barman si vous lui commandez 1000 cm3 de bière …
Calculer la cylindrée d’un moteur à explosion n’est pas si difficile en réalité. Il s’agit de savoir quel volume de la chambre du cylindre peut contenir. Il suffit de multiplier par le nombre de cylindres pour obtenir la cylindrée.
En chiffres et en exemple, prenons le célèbre moteur Windsor 302 de nos Mustang. Il a traversé toutes les périodes pour porter toutes les unités possibles.
Il commence avec une cylindrée de 302 CI, puis il se convertit au 5.0 L et s’affiche sur les fiches technique à 4942 cm3.
A vos calculettes !
1 CI équivaut à 16,387 cm3
1 L équivaut à 1000 cm3
Roush 402 cubic inch engine built for the Shelby Daytona Coupe - wikimedia.org - by Sodfijd - domaine public
Rédacteurs : Jef - Patrick Pinte