Le couple moteur dans l’auto : ce qu’il faut savoir !

6 min de lecture
Puissance moteur, vitesse de pointe, accélération de 0 à 100 km/h : même les enfants comprennent ces caractéristiques d’une voiture. Mais quand il s’agit de donner la définition du couple moteur, même les passionnés avisés ont des difficultés. Pourtant, il est bien plus important que ce que les conducteurs peuvent croire. Qu’est-ce que le couple moteur ? Quelle est son action ?

Le 13 avril 2021

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Les faits en un coup d’œil

  • Dans le domaine de la physique, le couple moteur est décrit comme une force qui agit sur un corps avec un bras de levier.

  • Appliqué aux moteurs à combustion ou électriques, le couple moteur indique à quelle force est soumis l’arbre de transmission.

  • Le couple moteur est exprimé en newton mètres, abrégés Nm.

  • La conjonction du couple moteur et du régime moteur détermine la puissance moteur.

Si vous n’avez encore jamais roulé en électrique (➜ Lisez également : Les voitures électriques), il est temps de franchir le pas. Non seulement vous soulagerez votre conscience écologique, mais vous verrez aussi que le plaisir de conduire ne sera pas en reste (➜ Lisez également : Les mythes sur les voitures électriques). L’une des raisons à cela : le couple moteur, à ne pas confondre avec le moteur-couple, un type de moteur utilisé dans l’industrie. C’est plus précisément la disponibilité immédiate du couple moteur électrique quand les gaz sont mis, ou plutôt quand le courant est injecté, qui caractérise le rendement moteur électrique. Mais alors quel rôle la puissance moteur joue-t-elle, qu’on l’exprime en kW ou en ch ?

Afin de répondre à cette question, revenons un peu en arrière. Michael Griese, expert chez BMW, met les choses en ordre : « Il est important de savoir ce que le conducteur attend de sa voiture. Une puissance moteur élevée ou un couple moteur élevé ? » Pas besoin d’utiliser un calculateur de couple pour comparer celui-ci à la puissance, il s’agit simplement de savoir si le conducteur souhaite que sa voiture atteigne une vitesse de pointe élevée ou offre, par exemple, un démarrage rapide.

Comment calcule-t-on le couple moteur ?

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D’abord la théorie. En physique, le couple moteur est la force qui agit avec un bras de levier sur un point de pivot. Le calcul du couple moteur se fait à l’aide de la formule de la loi du bras de levier : couple moteur = force (N) x bras de levier (m). L’unité du couple s’appelle le newton mètre (Nm). Le newton correspond à la force en action et le mètre à la longueur du bras de levier. Ainsi, le couple moteur se distingue clairement de la puissance moteur car il est lié à la rotation d’un corps. Il correspond donc à ce qui fait tourner l’arbre de transmission, tandis que la force, seule, est responsable de l’accélération linéaire du véhicule. La puissance mécanique est le produit de la force multipliée par la vitesse à laquelle celle-ci agit. Couple et puissance sont des caractéristiques qui dépendent du régime moteur.

Un couple moteur élevé permet une conduite efficace et économe en énergie. Une puissance moteur élevée permet à une voiture d’accélérer rapidement et d’atteindre une vitesse de pointe élevée.
Michael Griese

Direction des projets Moteur électriques chez BMW Group

Les avantages d’un couple moteur élevé

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Passons maintenant à la pratique. Dans la conception de moteurs à combustion, l’objectif est de fournir un couple moteur élevé au conducteur, et cela dès les bas régimes. Dans le même temps, ce couple doit être disponible sur la plus grande plage de régimes possible. Sur le plan de la conduite automobile, un couple moteur élevé se traduit par le fait que le moteur réagit rapidement à l’action du conducteur sur la pédale d’accélérateur. Pour ce dernier, cela représente la possibilité de démarrer vite ou de dépasser aisément.

Ainsi, un couple moteur élevé et disponible rapidement apporte de la sécurité au conducteur (lors des dépassements), beaucoup de plaisir de conduire et un excellent rendement moteur. Toutefois, pour des raisons de conception, tous les moteurs à combustion ont un temps de latence (même court) avant de fournir le couple moteur. Une différence en matière de performance avec les moteurs électriques, que nous aborderons plus loin. En résumé : un couple moteur élevé et disponible rapidement n’offre que des avantages au conducteur.

En comparaison, qu’est-ce que la puissance moteur ?

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On peut mieux comprendre ce qu’est le couple moteur et son importance pour le conducteur en le comparant à la définition de la puissance. Là encore, un peu de théorie sert de base aux explications de notre expert BMW : avec la puissance moteur entre en jeu le facteur temps. Pour faire simple, elle représente l’énergie mise en œuvre pendant un laps de temps déterminé. La formule physique est la suivante : puissance moteur = force x vitesse. Elle est exprimée en kilowatts (kW) ou, plus traditionnellement dans l’automobile, en chevaux (ch). Un watt (W) correspond à un newton mètre par seconde. Un moteur délivre donc une puissance élevée soit via un couple en Nm élevé, soit via un régime en tours par minute élevé. La puissance maximale, sur laquelle les constructeurs communiquent et qui figure sur la carte grise, est généralement la puissance disponible à hauts régimes.

Il en va de même pour la mesure de l’accélération « standard » (➜ Lisez également : De 0 à 100 : tout sur l'accélération) : les rapports sont poussés au maximum. Le moteur fonctionne donc à hauts régimes, ce qui permet d’obtenir la puissance nominale maximale. Pour comprendre ce que sont le couple moteur et la puissance moteur, lors de la conduite au quotidien aussi, un point important doit être souligné : un moteur à combustion atteint son couple maximal à des régimes inférieurs à ceux qui lui permettent d’atteindre sa puissance maximale. Si l’on parle de force à bas régimes, c’est qu’un couple moteur élevé est disponible dès les bas régimes. Une caractéristique utile quand on rechigne à changer les rapports d’une boîte de vitesses manuelle, ou bien pour tracter une remorque (dans le mode correspondant) et franchir des montées.

Un exemple illustre la différence entre puissance et couple. Si l’on se met à la place d’un conducteur face au compte-tours de sa voiture, le couple moteur augmente jusqu’à son maximum en même temps que le nombre de tours par minute. La puissance moteur, elle, continue d’augmenter avec le régime. Quand le conducteur sent que l’augmentation de la puissance faiblit par rapport à celle du régime, il passe le rapport supérieur (ou la boîte automatique s’en charge). Le régime chute alors, la montée en puissance reprend, et ainsi de suite.

Voitures électriques : le couple moteur comme accélérateur de plaisir

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Contrairement à ce que pensent de nombreuses personnes (hashtag discussions de comptoir ou amateurs du dimanche), le couple moteur d’une voiture a un rôle important pour la puissance moteur (maximale). Pour des raisons de préservation des ressources, naturelles, économiques et nerveuses, la conduite à bas régime avec un moteur à gros couple est ce que recherchent les ingénieurs. C’est là que les moteurs électriques font parler d’eux. Pourquoi ? Parce qu’un couple de voitures électriques est disponible en totalité et immédiatement. Sans aucun délai. C’est la raison pour laquelle ces voitures ont des accélérations si impressionnantes pour le conducteur et les passagers (➜ Lisez également : Le monde de la mobilité électrique). D’autant plus que cela se fait sans à-coups et sans changement de rapports car de nombreuses voitures électriques sont équipées d’une transmission automatique à rapport unique dotée d’un convertisseur de couple.

À bas régimes, le couple moteur est prépondérant, à hauts régimes, c’est la puissance moteur.
Michael Griese

Direction des projets Moteur électriques chez BMW Group

Notre expert BMW explique ce qui fait la particularité des voitures électriques. « Le gros couple moteur permet aux voitures électriques d’offrir une performance moteur efficace et économe en énergie. » Obtenir la meilleure vitesse de pointe possible grâce à une puissance moteur élevée n’est donc pas la seule caractéristique importante sur les voitures électriques. Celles-ci sont surtout synonymes de gros couples, offrant une mobilité confortable et économe en énergie. Mais elles ne délaissent pas le plaisir de conduire pour autant.

Le couple moteur plutôt que la puissance moteur

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Avec un moteur électrique de voiture, le couple moteur maximal est donc disponible dès les bas régimes. « Et il reste pratiquement constant jusqu’à ce que la puissance moteur maximale soit atteinte », poursuit notre expert. À ce moment-là, le couple moteur baisse et la puissance moteur reste constante. Dès que le couple maximal est atteint, le véhicule accélère moins fort. Notre expert BMW le résume ainsi : « À bas régimes, le couple moteur est prépondérant, à hauts régimes, c’est la puissance moteur. »

Qu’est-ce qui est le plus important alors : un couple moteur élevé ou une puissance en chevaux élevée ? Cela dépend de ce que le conducteur recherche en matière de performance automobile. S’il préfère bénéficier d’une vitesse de pointe élevée, un véhicule avec une puissance nominale élevée est un meilleur choix. S’il préfère un style de conduite efficace et confortable, avec des départs arrêtés rapides, c’est un couple moteur élevé qu’il faut privilégier, comme sur une voiture électrique.

C’est quoi le couple moteur d’une voiture ?

Le couple moteur est une grandeur physique qui détermine la force de traction d’un moteur, exprimée en newton mètre (Nm). L’objectif pour une voiture avec moteur à combustion est de disposer d’un couple moteur élevé le plus tôt possible, à bas régimes. Avantage des voitures électriques : elles fournissent le couple moteur maximal immédiatement.

Auteure : Nils Arnold ; Illustrations : Michael Bloss ; Photos/Vidéo : BMW