Puissance, couple et régime moteur : définition

Comprendre les notions de couple, puissance et régime moteur est fondamental pour aborder les performances et les caractéristiques d’un moteur. Cet article définit de façon simple ces trois mots : couple, puissance et régime.

La puissance, le couple et le régime sont les trois notions fondamentales en mécanique pour mesurer et décrire les performances d’un moteur. Cet article fait un point sur ces trois notions.

Le régime moteur : définition

Sans doute la notion la plus abordable, le régime est la vitesse de rotation du moteur. Le régime se mesure en tours par minute. Les tours par minute sont à convertir en radians par seconde pour les calculs en physique.

Conversion : 1 tour/min = 1/60 tour/s = Pi/30 rad/s (1 tour = 2.Pi rad)

Pour l’automobile, le régime le plus faible est celui du ralenti (point mort) et se situe entre 600 et 900 tours/min. Le régime maximal se situe en général entre 5000 et 8000 tours/min.

Le couple : définition

Le couple est une notion plus subtile qui traduit la force que le moteur donne dans son mouvement. C’est un bras de levier. Il se mesure en Newton.mètre (N.m) ou en mètre.kilogramme (m.kg). Le m.kg n’est pas un « milli-kilogramme » (qui serait alors un …gramme) !

Conversion : 9,807 N.m = 1 m.kg (car P = m.g avec g = 9,807 m/s²)

Pour illustrer la notion de couple, voici deux exemples :

– Le cycliste : lorsqu’un cycliste pédale, s’il appuie plus fort sur les pédales pour accélérer ou monter une côte, il développe davantage de couple.

– Le tourne vis électrique : pour visser une grosse vis, il est parfois nécessaire d’utiliser un tourne vis électrique si la force de la main ne suffit pas. Le tourne vis électrique fournit alors un couple supérieur à celui de la main. Le couple peut ainsi être vu comme l' »envie de tourner » autour d’un axe.

Pour l’automobile, le couple maximum que le moteur peut donner varie beaucoup selon les modèles. Un ordre de grandeur se situe entre 100 et 300 N.m. Il est environ proportionnel à la cylindrée du moteur pour un moteur atmosphérique (essence principalement), le rapport est d’environ 80 à 100 N.m par litre de cylindrée.

Le couple n’est pas lié au régime : il peut exister un couple à régime nul (le tourne vis électrique ne parvient pas à faire tourner la vis qui reste bloquée). Cependant, le couple maximum que le moteur peut donner dépend du régime.

La puissance : définition

La puissance est égale au produit couple x régime. La puissance se mesure en CV (cheval vapeur ou metric horsepower), en HP (horsepower) ou en W (Watt).

Puissance (Watt) = Couple (N.m) x Régime (rad/s)

Pour les conversions d’unités de puissance :

Conversion : 1 CV = 735,5 W et 1 HP = 745,7W

Note : ne pas confondre le cheval vapeur et le horsepower !

Etant donné qu’on compte couramment en CV, N.m et tours/min, on obtient ainsi la conversion suivante :

Puissance (CV) x 735,5 = Couple (N.m) x Régime (tours/min) x Pi / 30

D’où l’approximation exacte à 1% :

Puissance (CV) = Couple (N.m) x Régime (tours/min) / 7000

Exemple : quelle est la puissance disponible à 2000 tours/minute avec un couple maximum de 280 Nm ?

Réponse : P = 280 x 2000 / 7000 = 80 CV

A 2000 tours/min, je dispose donc de 80 CV si j’accélère à fond.

Pour l’automobile, la puissance maximum que le moteur peut donner varie beaucoup selon les modèles. Un ordre de grandeur se situe entre 50 et 200 CV. Selon le régime moteur, la puissance maximum disponible varie.

Moteur à explosion… en fonctionnement !