L’envolée des prix du carburant à la pompe pousse tous les conducteurs à se demander comment consommer moins, et ce d’autant plus en cette période de départ en vacances. Un article paru dans The Conversation, rédigé par Noël Brunetière, répond plutôt à la question « pourquoi consommons-nous autant ? » et constate que les deux tiers du carburant consommé sont gaspillés par les moteurs thermiques, notamment par les pertes en chaleur et les frottements.
Energie thermique et énergie mécanique
La grande majorité des voitures actuellement en circulation fonctionne avec un moteur thermique. Celui-ci a pour fonction de transformer l’énergie thermique résultant de la combustion du carburant en énergie mécanique pour faire avancer la voiture. Mais seuls 40 % à 50 % de l’énergie fournie par le carburant sont transformés en énergie mécanique.
Le reste est transformé en chaleur. Et cette énergie mécanique est encore perdue à près de 30 % par les frottements. Au final, nous explique l’auteur, « l’énergie utilisée pour faire effectivement avancer le véhicule ne représente qu’environ 30 % de l’énergie totale fournie par le carburant ». Alors peut-on réduire ces pertes ?
Que sont les pertes par frottement ?
Et d’abord qu’est-ce qu’un frottement ? Lorsque l’on met deux objets en contact, le frottement qui apparaît dans les zones de contact entre ces deux objets va s’opposer au glissement de l’un par rapport à l’autre. La résistance due au frottement entraîne une perte d’énergie sous forme de chaleur. C’est le cas en ce qui concerne les éléments en mouvement dans le moteur et dans la transmission mécanique.
Les pertes d’énergie les plus importantes se produisent en périphérie du piston (environ 45 %), mais aussi dans la liaison entre la bielle, le vilebrequin et le bloc moteur (environ 30 %), autour des soupapes (environ 10 %) et des accessoires du moteur (idem). Mais l’énergie mécanique qui sort du moteur se trouve encore réduite par les pertes dus aux frottements autour de la transmission mécanique : environ 30 % dans des conditions normales d’utilisation.
Comment réduire la consommation de carburant ?
« Environ 30 % du carburant est donc utilisé pour vaincre le frottement entre les pièces mécaniques en mouvement. Une réduction de ces pertes laisse entrevoir un gain substantiel de la consommation », explique l’auteur. La recherche se concentre actuellement autour de deux axes : l’amélioration des lubrifiants, par le développement de nouveaux additifs, et l’amélioration des surfaces elles-mêmes par des revêtements qui assurent la protection des surfaces en contact et un plus faible frottement. Par cette technique, il serait possible de réduire les pertes dues au frottement de près de 50 % à 60 %selon les études menées pour un gain en consommation de carburant de l’ordre de 15 %.
A très court terme, c’est l’utilisation de lubrifiants plus performants qui peut réduire la consommation de carburant de quelques pourcents. Mais, sans études comparatives approfondies autres que celles réservées à un public averti, cela reste très compliqué par un particulier.
A plus long terme, la réponse se trouve peut-être dans le développement des voitures électriques : « Le nombre de pièces mécaniques en frottement étant très limité, ces pertes sont évaluées à moins de 5 %. ». Restent cependant quelques verrous à lever : « le poids et le prix des batteries, l’extraction des matériaux nécessaires à leur fabrication et leur recyclage ».
Source : The Conversation
