Le Guide des Accros de l'Auto 2013

Le Guide des Accros de l’Auto est une initiative d’EDUCAM.

Le Guide des Accros de l’Auto 2013

Ta boussole dans l’univers de la technique et de l’automobile

Le Guide des Accros de l’Auto est une publication d’EDUCAM Partner.

EDUCAM Partner, Avenue J. Bordet 164, 1140 Bruxelles Editeur responsable : Isabelle Calista Concept et réalisation : www.linkinc.be Graphisme : www.zeppo.be Dessins : Sam Vanallemeersch, Matthias Van den Berghe, Stefaan Provijn et Anne Manteleers ISBN : 9789082048414

Les Accros de l’Auto sont dingues de technique. Ils ont l’habitude d’inventer et d’expérimenter de leurs propres mains. Les Accros de l’Auto ne se contentent pas de penser, ils agissent aussi.

L’avenir leur sourit. L’univers de la technique est tellement diversifié qu’ils ont la certitude de trouver une filière d’étude qui leur convient parfaitement. Puis un job formidable. Car les patrons se battent pour engager des techniciens qualifiés.

La passion de la technique est un sérieux atout. Quelque chose dont il faut être fier. Quelque chose qu’il faut exploiter au maximum.

Et ce Guide des Accros de l’Auto peut te donner un petit coup de pouce. Il te familiarise avec l’univers passionnant de l’automobile et de la technique. Et tu peux l’utiliser comme bon te semble. Comme source d’inspiration pour une élocution, par exemple. Ou pour impressionner tes parents.

Bonne lecture et bonne expérimentation!

sommaire 4

re u t u f e h t Back to

16

Moteur

26 Roues et freins 32

Carrosserie

34

Carburants

38

Force et mouvement

42

SĂŠcuritĂŠ

e r u t u f e h t o t Back C’est cette année-là qu’un Allemand dénommé Carl Benz crée sa première automobile. Son épouse, Bertha, parcourt en 1888 le tout premier long trajet de… 80 kilomètres. Benz peut ensuite démarrer la production de sa voiture, dont il vendra des dizaines d’exemplaires. C’est pourquoi Benz est considéré comme le père de l’automobile moderne. Son nom se perpétue d’ailleurs dans la marque allemande bien connue: Mercedes-Benz.

Evolution

Au fil des ans, les voitures n’ont fait que s’améliorer. Moteur, équipement technique, carrosserie, dispositifs de sécurité, pneus… On ne compte plus les développements (technologiques). Le confort a, lui aussi, fortement évolué... et continue encore à évoluer.

Une voiture pour tous

Peu à peu, et surtout depuis les années 1960, la voiture est devenue à la portée de tout le monde. Au début, seuls les riches pouvaient se la permettre. Un célèbre exemple de démocratisation est la Coccinelle, que Volkswagen a produit à plus de 21 millions d’exemplaires entre 1938 et 2003.

Tu connais certainement la saga des films mettant en scène la facétieuse Herbie.

Concept cars

Les constructeurs automobiles sont constamment en train d’améliorer la technologie de leurs voitures. Ils lancent régulièrement sur le marché de nouveaux modèles, qui intègrent les derniers matériaux et les dernières techniques.

Mais ils ne s’arrêtent pas là. Les marques profitent souvent des salons automobiles, comme le Salon de l’Auto de Bruxelles, pour présenter des “concept cars” ou prototypes. Il s’agit de voitures très spéciales, dans lesquelles les fabricants veulent expérimenter les technologies les plus récentes et exposer leurs nouveaux designs de carrosserie. Les concept cars ne s’achètent pas au garage, mais elles montrent à quoi ressembleront les voitures du futur.

Pivo

La Pivo, du japonais Nissan, en est un bel exemple. Tu penses peut-être que les voitures ne ressemblent à des bulles que dans les bandes dessinées ou dans les dessins animés. Eh bien, tu te trompes.

La cabine de la Pivo est une bulle de verre, tout à fait capable de faire un tour sur elle-même. Fini de regarder derrière soi pour se garer: il suffit de tourner la cabine dans la bonne direction! La marche arrière est donc devenue complètement inutile. On fait tourner la cabine, et en avant la musique. Mais le plus fort, c’est quand même qu’il est possible de faire tourner les quatre roues d’un quart de tour. Les créneaux ne feront plus jamais peur à personne. Il suffit de s’arrêter à côté d’une place libre, de tourner les roues... et hop, la voiture se gare d’un coup. C’est pas plus difficile que ça!

Les voitures électriques et hybrides font de plus en plus partie du paysage. Elles sont plus silencieuses, plus efficaces et plus écologiques (même si ça dépend de la manière dont on produit l’électricité consommée) que les voitures qui roulent à l’essence ou au diesel. Le moteur électrique tourne grâce à l’énergie stockée dans la batterie.

Si nous ne sommes pas encore tous propriétaires d’une voiture électrique, c’est en grande partie à cause de la batterie.

La plupart des batteries doivent être rechargées très souvent (tous les 150 kilomètres environ).

Tu savais que...

✔✔… le plus vieux véhicule él

ectrique date de plus vieux véhicu 1881? Et que le le à essence n’a été présenté que ans plus tard par quatre Carl Benz?

✔✔… le tout premier véhicu

le à dépasser le électrique? Et s 100 km/h étai que cette ‘Jam t ais Contente’ av construite par un ait été Belge?

✔✔… un des premiers véhicu

les hybrides est au constructeur belg ssi l’œuvre d’un e? Et qu’il s’agiss ait d’un système parallèle, c.-à-d hybride . que le moteu r essence et le électrique pouvai moteur ent actionner les roues en même te mps? … la Lohner-Por sche était, en 19 00, le premier vé électrique à quat hicule re roues motrices ? Et que c’est le des batteries qu poids i, en 1902, a do nné l’idée de m moteur essence on te r un sur le châssis? Co mme ce moteur actionnait un gé essence nérateur qui deva it charger les ba on peut dire qu’il tteries, s’agit du plus vie ux véhicule hybrid e série.

✔✔

: icules électriques Conclun ssièicole, n it les véh qu’il falla

d’u ut ce il y a plus nt déjà to ie a v tions leur a s e ines évolu ta r et hybrid e c rois a her. M ues: les p pour marc bâtons dans les ro le, p m e r ex es ustion, pa b s ont mis d m le o c re à o enc oteur reur, ou r a grès du m m é d u tion d ou l’inven u c. Il a fall u pétrole. d iques, don ent partr bas prix c le é s fass hicule Exit les vé t ans pour qu’ils re as mal de n e c re enco p attendre up, il y a o c u D . x ler d’eu boulot!

Ce n’est que vers 1835 que Robe rt Anders inventeur on, un écossais, a constru les prem it ières voit ures (des carrosse s, en fait) roulant à l’électric ité.

Un véhicule électrique est un véhicule équipé d’un ou de plusieurs moteurs électriques pour faire tourner les roues. Le moteur à combustion n’y a pas sa place. Le principe consiste donc à transformer l’énergie électrique stockée (dans la batterie) en énergie mécanique (vers les roues).

Mais il y a un problème. Le courant des batteries est continu, tandis que celui des moteurs électriques est alternatif. Il faut donc un convertisseur DC/AC – ou onduleur – pour convertir la tension continue en tension alternative, et vice versa.

Quand nous accélérons, nous demandons de l’énergie à la batterie. Mais quand nous freinons (freinage électromagnétique), nous produisons de l’énergie électrique qui recharge les batteries. Les freins mécaniques sont utilisés le moins possible pour réduire les frais d’entretien.

Un véhicule hybride parallèle est un véhicule équipé à la fois d’un moteur à combustion et d’un ou plusieurs moteurs électriques. Les deux types de moteurs servent à faire tourner les roues. En fonction des circonstances, c’est soit le moteur électrique, soit le moteur à combustion qui tourne. Parfois, ils travaillent ensemble. Pour l’instant, le système hybride parallèle est disponible en version essence (p.ex. la Honda Insight) et en version diesel (p.ex. la Peugeot 3008).

Un véhicule hybride série

Un véhicule hybride combiné

est un véhicule équipé à la fois d’un moteur à combustion et d’un moteur électrique. La différence avec le système hybride parallèle, c’est que le moteur à combustion n’entraîne pas les roues. Le moteur à combustion n’est donc jamais directement relié aux roues. Mais à quoi sert-il, alors? A générer de l’énergie électrique pour charger les batteries. Comme une friterie ambulante qui a un générateur pour produire de l’électricité. La propulsion est prise en charge par un ou plusieurs moteurs électriques, qui puisent leur énergie dans la batterie.

est un véhicule qui peut rouler en mode parallèle ou en mode série. Comme l’hybride série, ce véhicule est équipé d’au moins deux moteurs électriques, qui ont une fonction différente selon les circonstances. Tantôt démarreur, tantôt générateur, tantôt moteur pour la propulsion des quatre roues. Toyota et Lexus sont les marques qui utilisent le plus ce système.

Les avantages de la voiture hybride

Le moteur électrique aide le ses moteur à combustion à combler faiblesses. Ce qui se traduit par une diminution de la consommation et r la des émissions. C’est tout bon pou nature!

Les pièces mécaniques s’usent moins. Les freins, par exemple, sont moins sollicités du fait que nous freinons plus avec le moteur électrique (freinage électromagnétique). La batterie est rechargée pendant cette phase de freinage.

Certains véhicules hybrides peuvent rouler exclusivement à l’électricité pendant une durée limitée. Certaines grandes villes, o comme Londres, imposent le ‘zér sont s cule véhi Ces n’! émissio dès lors équipés d’une prise de chargement.

Les inconvénie nts de la voiture hybride Ces voitures n’ offrent généralemen t aucun avanta ge en termes de consommatio n sur autoroute.

Elles sont surt out avantageuses en ville.

Le prix de ces voitures est as sez élevé.

Lorsque le vé hicule roule en 100% électriq ue, il ne fait quasiment pa s de bruit, ce qui peut être dang ereux pour le s usagers faible s de la route.

Les avantagesrique de la voiture élect oins chère que L’électricité est m te donner une le carburant. Pour coûtent environ idée: les 100 km é, contre au cit tri 2 euros d’élec essence. moins 10 euros d’ que dispose de Un moteur électri um dès qu’il son couple maxim démarre. trique demande Un véhicule élec peu d’entretien.

Les inc de la voituornevénients électrique Un véhicule él ectrique a un e autonomie m oyenne de 10 0 km. Le voyage en Es pagne, c’est pas pour tout de suite …

Il faut entre 6 à 8 heures po ur charger com plètement un e batterie.

Il y a toutefoi s le chargem ent rapide, qui ramène ce tte durée à 1 heure.

Le prix d’acha t es élevé. Une Peu t relativement geot Ion de ba se coûte par exemple 30.000 euros.

Et comment ça marche dans les trams et les trains?

Les trams et les trains n’ont pas de batterie embarquée. Ils tirent leur énergie électrique des caténaires suspendues au-dessus des voies. Le capteur de courant (ou pantographe) transmet le courant électrique au tram ou au train, où il alimente les moteurs électriques. Le courant peut ensuite quitter le tram ou le train par les roues et les rails, et le circuit électrique est entièrement fermé.

La plupart des trams roulent avec une caténaire dont la tension est de 600 volts.

Les caténaires des trains ont une tension de 3000 volts. A titre de comparaison: les prises de courant que tu as à la maison ont une tension de 230 volts. Les tensions supérieures à 40 volts peuvent être mortelles.

Les batteries permettent d’emporter de l’énergie sur soi.

Quand elles sont vides, les batteries rechargeables peuvent être rechargées en les branchant simplement au réseau (la prise de courant ordinaire) au moyen d’un chargeur.

Une fois rechargées, elles peuvent à nouveau alimenter un moteur électrique en puissance et en énergie. C’est le cas, par exemple, dans un vélo électrique.

Ou dans un segway. Tu connais le segway? C’est un petit transporteur personnel propulsé par deux moteurs électriques.

Qui tirent donc leur énergie de batteries rechargeables.

Mais comment l’utilisateur d’un segway reste-t-il si facilement debout? C’est grâce à des capteurs.

Les capteurs contrôlent en permanence l’équilibre du segway et règlent automatiquement les moLes vo itures teurs électriques en conséquence. équipé se bra es d’u nchent ne bat Ainsi, le segway reste toujours t terie r o u t s r implem ant do echarg en équilibre, quelle que soit la mestiq ent su eable u r e une pr . Une f traditio vitesse et quel que soit le poids ise de ois bra nnelle counchées , les ba se rec sur un de l’utilisateur et de son chargetteries hargen e p d r e ise l’iMiEV t entiè ment. Mieux encore: l’utilisateur mum. de Mit remen Le con s u t b en sep ishi ducteu peut utiliser son poids pour t heur tion de r peut es ma rechar a u xis guider la machine. Il se penche si util ge en c batter iser u hemin ies jus n e . en avant pour faire avancer le Il peut staqu’à 8 y rech Domm 0% en arger age qu segway et en arrière pour le u n s e es ’il y ait petite charge encore demi-h faire rouler en marche arau bor s e i u peu de re. d de no station s route rière. Et quand l’utilisateur s de re s. se tient bien droit, le segway s’arrête.

Le moteur aux commandes

Le moteur est la source d’énergie d’une voiture, et donc le cœur du système de transmission.

Mais le moteur n’est que l’un des nombreux éléments nécessaires pour faire tourner les roues d’une voiture. Il faut aussi une boîte de vitesses et des axes (ou arbres) pour transmettre la puissance du moteur aux roues. Toutes ces pièces composent le système de transmission.

Le moteur produit l’énergie grâce à laquelle les roues d’une voiture peuvent tourner. Pour ce faire, le moteur transforme du carburant en mouvement (le mot ‘moteur’ vient d’ailleurs du mot latin qui désigne un mouvement).

moteur 16

Boîte de vitesses

Le moteur a beau être le cœur du système de transmission, il a besoin d’une boîte de vitesses pour fournir des prestations optimales. En effet, chaque moteur a son propre régime idéal. Lorsqu’il tourne à ce régime, le moteur garantit une conversion optimale du carburant en une force rotative pour les roues. Ce régime est toujours supérieur à la vitesse à laquelle les roues tournent. Ce serait donc une mauvaise idée de relier les roues directement au moteur. C’est la raison pour laquelle on utilise une boîte de vitesses. Une boîte de vitesses est un système d’arbres et de pignons, qui convertit la vitesse de rotation du moteur en un mouvement plus lent pour les roues.

La boîte de vitesses d’une voiture fonctionne un peu comme le changement de vitesses d’un vélo: la chaîne passe d’un pignon à l’autre. Une boîte de vitesses est juste un peu plus compliquée

car elle se compose au minimum de trois arbres, qui sont reliés entre eux: l’arbre primaire (également appelé arbre d’embrayage) qui vient du moteur, l’arbre de commande sur lequel se trouvent les fourchettes de commande et l’arbre secondaire (ou arbre de transmission) qui va vers les roues. L’arbre primaire tourne constamment avec le moteur. Les pignons sur l’arbre primaire font aussi constamment tourner les pignons de l’arbre secondaire. Mais ces pignons ne sont pas fixés sur leur arbre et l’arbre de transmission ne suit donc pas le mouvement. Sauf quand on passe une vitesse...

Quand l’automobiliste passe une vitesse, il fixe l’un des pignons sur l’arbre de transmission, ce qui entraîne la rotation de l’arbre et, par conséquent, des roues.

Pour cela, il faut un baladeur, pièce mécanique que l’on peut déplacer de gauche à droite sur l’arbre grâce au levier de vitesses. Les dents du baladeur s’emboîtent exactement dans les petits trous sur le côté du pignon. Dès que le baladeur s’agrippe dans le pignon, le pignon se fixe et l’arbre de transmission se met à tourner.

boîte de vitesses

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La première vitesse a un petit pignon sur l’arbre d’embrayage et un grand pignon sur l’arbre de transmission.

C’est logique: compare donc avec les vitesses d’un vélo. Pour démarrer facilement, il faut sélectionner un petit pignon au niveau des pédales (où la force est exercée) et un grand pignon au niveau de la roue arrière.

Mais dès que la voiture roule vite, l’automobiliste passe à la vitesse supérieure et réduit ainsi l’écart entre les deux pignons. Le système de la boîte de vitesses permet donc de faire tourner les roues de plus en plus vite tout en gardant le même régime au niveau du moteur.

Tu sais que les pignons qui s’emboîtent les uns dans les autres tournent en sens opposé. Ce principe s e ît est appliqué pour o ur les b nanqué s fa m s s n a o p la marche arrière inventi n’ont ériences bouché sur des itesses p v x e e d s e le ît d’une voiture. Un ois dé nées, tte bo ont parf ue exemple. Ce éerlandais. ières an s rn e e c d n t e n ri q n e pignon inverseur é agnifi cteur Ces c ces exp est un m célèbre constru n ses. Et s e e e c it ti in v a s e u est inséré entre d riom DAF, le ies de l’ s. Le Va le fierté de ont sort s s la a c p tastique it ti t a a s is m l’arbre d’embrayage ’e que fa es ce n au Vario automati ut nouve s (dans lesquell ) existaient déjà to u d s et l’arbre de nt ême uipée tique s DAF éq itesses automa la voiture elle-m omme il y a auta re iè m v re c transmission, qui Les p ons. Et îtes de s, mais . . Les bo s vitesse système de pign toujours limité le e g n en 1958 a se met du coup it h ur qui c nt sur un de vitesses éta eux d conducte toutes reposaie re e b u q m o it à tourner dans ais n’ava ns, le n avant. M vitesses ’avaient de pigno n e d e F u r A q ie D s v e e l’autre sens. Et sses, . Et le le conducteurs d de vitess Les vite ait pignons s . e e in d L e . s fr a re p les roues suivent e arriè vait pouv dale d matic n’a avant et marche ou la pé st que la voiture ciales r u te Le Vario ra é e directement le p h drôle, c’e r l’accélé s: marc ourses s s ‘70. position qu’à appuyer su eule. Ce qui est he avant. Des c e é n n a mouvement. dans les c plus n marc toute s

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Comment ent les fonctionn ’un vélo? vitesses d on à l’avant

gn les, le grand pi e Quand tu péda r la roue arrièr su on gn pi tit pe un ve ou ne aî m entr ne. Le iaire de la chaî un en ti er par l’interméd nv i co mbes est ains ment de tes ja la roue. Plus de de pi ra tif ta ro t en m ve mou tre les deux pi est grande en e er nc im re pr ffé di im la dois force que tu gnons, plus la les est imporda pé s le r ne nc pour faire tour cile, tu es do une côte diffi à à ce on Fa gn e. pi nt ta petit opter pour un . re iè bien avisé d’ rr l’a and pignon à l’avant et un gr avant et le pi tre le pignon le lle pe ap Le rapport en n est ce que l’o gnon arrière la vitesse. Ce smission ou an tr de t or rapp rotations de e le nombre de rapport exprim tour complet e pour chaque la roue arrièr le à calculer: ci fa pport est ra Ce r. lie da du pé e de dents du viser le nombr s il suffit de di mbre de dent dalier par le no na l’o si t, plateau du pé en m ère. Concrète du pignon arri s à l’arrière, nt et 15 dent va l’a à s nt de 45 que l’on note e vitesse de 3, cela donne un 1:3. comme ceci:

Différentiel

L’arbre d’entraînement ne relie pas une roue à l’autre d’une seule traite. Il y a en fait deux arbres, chacun entraînant une seule roue. Et que retrouve-t-on au milieu des deux? Le différentiel.

Tu as besoin de pignons pour rouler à vélo.

Ils sont nécessaires pour passer les vitesses dans une voiture. Et ils sont aussi indispensables pour prendre des virages en toute sécurité. Car pas de différentiel sans pignons!

Imagine un peu... Tu soulèves l’arrière d’une voiture à l’aide d’un cric. Les roues arrière sont donc suspendues en l’air. Si tu mets les gaz, les deux roues arrière vont tourner à la même vitesse. Mais si tu bloques l’une des deux roues, l’autre va tourner deux fois plus vite.

Si les deux roues du pont moteur peuvent tourner à une vitesse différente, c’est grâce au différentiel. Très malin, ce système a été inventé pour une très bonne raison. Car lorsqu’une voiture tourne, le chemin que doit parcourir la roue extérieure est plus long que celui que doit parcourir la roue intérieure.

Comme elle doit parcourir une plus grande distance dans le même temps, la roue extérieure doit forcément tourner plus vite. Cela ne doit par contre jamais arriver lorsque les deux roues sont fixées sur un seul arbre... l’arbre se romprait ou les pneus se déchireraient, ou s’useraient terriblement vite en tous cas.

Heureusement, chacune des deux roues arrière d’une voiture est placée sur un demi-arbre. Et ces deux arbres se rejoignent au centre, au sein du boîtier de différentiel. Là, ils sont couplés au moteur via le cardan. C’est ainsi qu’ils peuvent tourner à des vitesses différentes.

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Piston Un piston est un disque épais qui peut bouger de bas en haut dans le cylindre. Autour du piston, on trouve des segments qui empêchent le mélange de s’échapper par en dessous.

Arbre de transmission L’arbre de transmission transmet la puissance du moteur (qui se situe à l’avant) aux roues arrière. Il est le lien entre la boîte de vitesses et le différentiel.

Cylindre Le cylindre est un compartiment fermé dans lequel le carburant est enflammé. Le plus souvent, un moteur de voiture a quatre ou six cylindres.

Tu as déjà entendu parler d’un moteur d’1,8 litre? Eh bien ce chiffre fait référence à la contenance totale des cylindres et indique le volume disponible pour brûler le mélange carburant-air.

Cela ne veut pas dire que les moteurs de plus grosse cylindrée sont systématiquement plus puissants. Car une technologie intelligente a permis de développer des moteurs de petite cylindrée très puissants, parfois même plus puissants que leurs grands frères.

Bougie La bougie produit l’étincelle qui est nécessaire pour allumer le mélange de carburant et d’air dans le cylindre. La bougie est typique du moteur essence. Le moteur diesel n’a pas besoin de bougie car la pression élevée qui règne dans le cylindre chauffe l’air à un tel point que le carburant s’enflamme tout seul.

Soupapes Chaque cylindre a au moins une soupape d’admission et une soupape d’échappement. L’air ou le mélange air-carburant pénètre dans le cylindre via la soupape d’admission. Les gaz de combustion sortent du cylindre via la soupape d’échappement. Dans certains moteurs, chaque cylindre compte même deux soupapes d’admission et deux soupapes d’échappement.

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Arbre à cames

Distribution

Les soupapes sont actionnées par l’arbre à cames, sur lequel une came distincte est prévue pour chaque soupape. Une came a souvent la forme d’un œuf. C’est cette came qui détermine avec exactitude quand une soupape s’ouvre, quelle est l’amplitude de son ouverture et quand elle se referme. C’est très important, car un réglage parfait des soupapes est la condition sine qua non pour que les cylindres soient remplis de la quantité idéale de carburant et d’air.

Dans un moteur à double arbre à cames, les cames d’admission et les cames d’échappement sont montées sur un arbre séparé.

Le vilebrequin entraîne aussi les arbres à cames via une série de poulies et une courroie. C’est ce que l’on appelle la distribution.

L’arbre à cames tourne toujours à la moitié de la vitesse du vilebrequin. Le rapport entre ces deux vitesses (2:1) est le rapport de distribution. La courroie située entre les deux arbres s’appelle tout simplement la courroie de distribution.

Vilebrequin Le vilebrequin convertit le mouvement vertical des pistons en un mouvement de rotation au niveau des roues. Un vilebrequin est une tige ronde qui présente une ou plusieurs protubérances (manivelles) qui sont en connexion avec les pistons mobiles. Lorsque le piston bouge, la manivelle est repoussée et le vilebrequin se met à tourner. Ce mouvement rotatif fait bouger l’intérieur de la boîte de vitesses. Et c’est ainsi que les roues se mettent aussi à tourner. En réalité, ce sont donc les pistons qui font tourner les roues.

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Un moteur toujours à temps Maintenant que tu connais toutes les pièces d’un moteur, tu veux sans doute passer aux choses sérieuses. Et tu te demandes comment fonctionne un moteur, au juste. Voyons cela d’un peu plus près. Prenons le moteur essence à 4 temps comme exemple. Les moteurs diesels sont un peu différents.

Un moteur à 4 temps fonctionne en 4 étapes, que l’on appelle aussi ‘temps’. Après la quatrième étape, l’ensemble du processus reprend à la première étape, et ce encore et encore tant que le moteur tourne. Le moteur à 4 temps est aussi connu sous le nom de moteur à cycle d’Otto, du nom de Nikolaus Otto, l’inventeur allemand qui a construit le premier moteur à 4 temps en 1876.

1er temps:

2e temps:

3e temps:

Le piston descend et la soupape d’admission s’ouvre. Le mélange d’essence et d’air est aspiré à l’intérieur. Lorsque le piston atteint son point le plus bas, la soupape d’admission se referme. Comme la soupape d’échappement est également fermée, le cylindre forme alors un compartiment hermétiquement fermé.

Le piston remonte et comprime le mélange de carburant, ce qui génère une pression très élevée. Lorsque le piston atteint son point le plus haut, la bougie crée une étincelle.

L’étincelle produite par la bougie enflamme le mélange de carburant. Cette explosion pousse le piston vers le bas avec une grande puissance, ce qui fournit l’énergie nécessaire pour faire rouler la voiture. Lorsque le piston est arrivé tout en bas, la soupape d’échappement s’ouvre.

l’admission

la compression

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la détente

Deux te

mps

Tu te d em moteur andes peutêt s sont des mo re si tous les temps. t L eurs à qua teurs à a réponse es t n q on. Les tre u a tre tem utilisés mops son d t surto et les s ans les voitu ut res co avec un oters roulent . Les motos généra systèm le e plus à deux petit: le ment t moteur mais a emps. Il est un rend p ement lus puissant, inférieu r.

sel? ent e i d r u e t Et le mo tionne pratiquem e

4e temps:

l’échappement Le piston remonte une nouvelle fois et pousse les gaz d’échappement vers l’extérieur, via la soupape d’échappement. Les gaz de combustion passent alors par le pot catalytique et le tuyau d’échappement avant de se retrouver dans l’air. Lorsque le piston atteint son point le plus haut, la soupape d’échappement se referme. Les quatre étapes du processus de combustion sont terminées.

l fonc il utilis ur diese e, mais souUn mote moteur essenc , outre la de n n u E e . m rd u m co que s lo rant plu e entrer le cyun carbu ission ne laiss s n a d cté dm pape d’a burant n’est inje e temps. Par car deuxièm l’air. Le s besoin la fin du ’à u l n’a pa règne q e s ie d r lindre u i un mote ssion élevée qu ailleurs, pre tel point la n u r a à c ir ie l’a de boug chauffe seul. cylindre me tout r m a fl n dans le ’e s t ingénieu n l’ a r e rbu vient d r u que le ca te o de ce m sel.

Le nom ie Rudolf D d n allema

cylindres (ou ment quatre le ra né étape gé e pt la troisième moteur com i se trouve à e fait qu Comme un dr lin un cy rs le ou e a touj tte étape qu ce ent à t m plus), il y en es ve c’ , ou m aussi un détente). Or es. Et (explosion et qui provoque dr lin ce cy n, es ui tr eq lebr s des au s tourner le vi s des piston rnés dans le ou vers le ba aitement alte rf pa nt vers le haut so e les temps c’est ainsi qu vilebrequin. es, grâce au dr lin cy quatre

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Contrôle le niveau d’huile Nous t’avons déjà expliqué le fonctionnement du moteur en long et en large. Mais nous n’avons pas encore parlé de l’huile de moteur. Pourtant, cette huile est vitale pour le moteur d’une voiture. L’huile lubrifie, refroidit et nettoie le moteur, tout en le protégeant contre la corrosion (= rouille et altération).

Sans huile, un moteur ne peut tout simplement pas fonctionner. Il est donc important de vérifier régulièrement s’il y a encore assez d’huile dans le moteur.

Apprends à le faire en suivant les étapes ci-dessous. Lis attentivement les instructions et demande à ton papa ou à ta maman si tu peux vérifier le niveau d’huile

de sa voiture. Pour les convaincre, explique-leur combien l’huile de moteur est importante. Mais ne touche à rien sans leur accord.

De quoi as-tu besoin pour cette mission?

Juste un chiffon propre, une feuille de papier essuie-tout ou un mouchoir en papier. Et une voiture, évidemment. L’idéal, pour vérifier le niveau d’huile, est que le moteur soit froid et que la voiture soit bien à plat.

Les voitures sont équipées d’un système d’avertissement pour le niveau d’huile.

S’il n’y a pas assez d’huile dans le moteur, un témoin s’allume sur le tableau de bord.

Etape n°1 Soulève le capot La plupart des voitures ont un croc het qui permet de maintenir le capot ouvert. Sur certaines voitures, le capo t reste même ouvert de lui-même, grâce à deux petites pompes.

Etape n°2 Cherche la Généralem jauge ent, elle s e trouve d un long tu ans be étroit.

Elle est su bée d’un a rplomnneau, à tr avers lequ peux pass e er ton ind ex ou d’un l tu barre tran e petite sversale s ous laque peux pass lle tu er deux d oigts. Sou poignée d vent, la e la jauge est en pla généralem stique, ent de cou leur vive.

24

Etape n°3 Etape n°4

Tire lentement la jauge pour la sortir du tube Essuie la jauge avec ton chiffon ou ton mouchoir. La jauge est dotée de deu x crans: celui du bas indique la qua ntité minimum d’huile dont le moteur a besoin et celui du haut, la quantité maximu m.

opre uge pr a j a l nge ois à Replo tube is. Tu v s de fo e e l ll e s v n da e nou s le ba e-la un e d’huile dan trace se ir t e r t e ac la bon si t une tr um. présen Le niveau est maxim le t e . m e u um, g u im im la ja u min le min d e s r t u n o e s s trouve t en de e. eau es il Si le niv ettre de l’hu m e r t u il fa

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Etape n°6

Etape n°5

e minut e jusqu’au ds une riv iveau.

Atten que l’huile ar au le n u e v s u p o m n le te ifie à un pe , et vér encore moteur aire, rajoute de rem n ss ucho Si néce remets le bo et d’huile ce. e en pla g a s s pli

Verse de l’huile pour que le niveau arrive juste en dessous du maximum. Pour cela, cher che le bouchon de remplissage d’huile.

C’est un bouchon rond, sur lequel une burette à huile est souvent dessinée .

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Pour bien comprendre comment fonctionnent les pneus de voitures et les systèmes de freins, il faut connaître quelques notions importantes.

Une friction est générée lorsque deux surfaces glissent ou frottent l’une sur l’autre. Comme la force de friction agit dans la direction opposée au mouvement, une friction entraîne toujours un ralentissement. Frotte donc tes mains très vite l’une contre l’autre: tu sentiras que ça chauffe.

La résistance au roulement apparaît lorsqu’un

objet roule sur un autre objet et subit dès lors une déformation élastique, comme le pneu sur la route. La résistance au roulement n’est pas la même chose que la friction, car en cas de friction, les objets frottent les uns sur les autres.

L’adhérence est la force d’attraction entre deux corps. Plus l’adhérence est bonne, plus la friction est grande. Le caoutchouc est un matériau à forte adhérence. C’est la raison pour laquelle il est plus facile de grimper à la corde lorsque tu portes des gants en caoutchouc.

Pneus

On pourrait penser qu’un pneu est quelque chose de très simple: une enveloppe de caoutchouc remplie d’air. Mais il ne faut pas se fier aux apparences. Un pneu de voiture se compose de plusieurs éléments, qui sont tous super importants pour la qualité du pneu:

la ceinture

la bande de roulement

le flanc le talon

la carcasse Et t’es-tu déjà demandé pourquoi les pneus sont rainurés? C’est une question d’adhérence à la route. Sur chaussée humide, les rainures forment des petites rigoles, qui rejettent l’eau.

Des pneus verts

Ce n’est peut-être pas évident à première vue, mais les pneus jouent un grand rôle dans la consommation de carburant. Un cinquième de l’énergie passe dans les pneus.

C’est dû à la résistance au roulement. Les fabricants de pneus sont donc constamment à la recherche de nouveaux matériaux et de nouvelles techniques pour développer des pneus fiables et peu gourmands en énergie.

Pour réduire la résistance au roulement, il faut fabriquer les pneus dans un matériau qui se détache facilement de la roue et qui reprend immédiatement sa forme d’origine. Le caoutchouc est idéal, mais il s’use assez rapidement. C’est pour résoudre ce problème que le caoutchouc est mélangé à une substance qui renforce le pneu. Autrefois, on utilisait de la suie, qui donnait la couleur noire aux pneus. Mais aujourd’hui, la suie est de plus en plus souvent remplacée par la silice.

rêter plus souvent que Une voiture doit ralentir ou s’ar trée d’un virage, au tu le penses: au feu rouge, à l’en la pédale de frein sur sion carrefour… Une simple pres plus de 1000 kide e icul véh un iser suffit pour immobil age. los. Ingénieux, ce système de frein

En réalité, on utilise la friction pour freiner une voiture. Petite explication... De nos jours, la plupart des voitures ont un frein à disque sur chacune des deux roues avant. Lorsque tu enfonces la pédale de frein, le système appuie deux plaquettes contre la roue en cours de rotation.

Ou plus exactement contre le disque de frein métallique qui est relié à la roue. La friction entre les plaquettes et le disque de frein ralentit la roue, et la voiture peut finalement s’arrêter.

Une voiture ordinaire freine avec des freins à disque ou des freins à tambour et utilise du liquide de frein pour ce faire.

freins à disque

freins à tambour

freins à

des urds ont bauoussr,i mais ils utilo s id o p s e L à tam

es freins disque ou d de liquide. ir à la place lisent de l’a e de se compos ce que l’air ar sont p i u le Q b . si ir C’est pos ules d’a éc ol m es it pet tu pompes tonnes de à l’air que se en P s. le y a d’air com compressib vélo. Plus il e n rt to fe e of d ce eu n dans le p la résistan s lu p , eu l’o n le p nsi que n primé dans ’est donc ai C e. d n ra g t par l’air es ression. crée de la p uoi les voiêtre pourq teu p es d parce que Tu te deman à l’air. C’est as p ort en n ei prennent én tures ne fr r comprimé op ai tr à c on es d t èm n ces syst itures so vo es L . ce la p mément de . es it et p

Expérience

Une p et de mie ite expérien ce u ça ma x t’explique permettra rche. D r com ment emand frère o u e gonfle à ton neveu à ton petit r. u maint Gonfle le ba n ballon à iens l’ l lo n et ou il ne s e pass verture ferm er pressio ée : n rest ien. L’air so e dans us d’un c ou le de voir p, tu lâches ballon. Si, le ballo ce qui car le se pas n, ess ba s a force à llon est pro e… Essaie d ie e voir, pulsé traver ave s toute la clas c une gran de se.

En vert, les parties qui prennent le moins le vent

En rouge, les parties qui prennent le plus le vent

Aérodynamisme

Tu savais que...

la forme aérodynaUne goutte d’eau possède d et sa tête efron mique idéale? Son ventre de résistance m imu min un filée rencontrent elle ait inspiré à l’air. Il est donc logique qu’ omobiles. En aut de nombreux constructeurs und RumEdm ien rich 1921, l’ingénieur aut ‘voiture goutte’ pler construisait déjà une . La plupart des (Tropfenwagen en allemand) rs moins aérojou tou t voitures modernes son ture goutte’. ‘voi lle viei te cet dynamiques que

La résistance à l’air. Ca te dit qu elque chose?

Non? Saute do nc sur ton vélo et roule 100 mètres debout contre le vent.

Puis 100 mètre avec le nez da s ns le guidon. Tu sens la différence? Voilà, tu sais que l’air of fre une résistance.

Les voitures so nt aussi confro ntées à la résistance à l’air. Mai s on n’en tenait pratiquement pas compte ju sque dans les années 1960. Il suffit de regard er les voitures américaines de l’époque (tu sa is, comme ces énormes Cadillac et leurs gran ds ailerons), av ec leurs bouts de carrosserie qui dépassent de partout, synonymes à la fo is de grande ré sistance à l’air et de grosse co nsommation de carburant.

De nos jours, les voitures so nt bien plus fu selées. Leur fo rme leur perm et de fendre l’air dans le bu t, bien sûr, de ré duire au maximum leur résist ance à l’air. Et do nc aussi leur consommation de carburant.

C’est ce qu’on appelle l’aérodynamism e. Et les inventeurs sont touj ours à la recher che de formes plus aérodynamiques. Les te sts se font dans des so uffleries aérodynam iques.

Tu connais maintenant la résistance à l’air. En Formule 1, une deuxième force joue un rôle important: la force ascensionnelle. Il s’agit du courant d’air qui passe sous la voiture, et qui la pousse vers le haut. Ces deux forces sont très puissantes. Une multiplication de la vitesse par deux (par exemple, de 50 à 100 km/h) s’accompagne d’une multiplication par quatre (!) de la résistance aérodynamique et de la force ascensionnelle. Heureusement, le poids de la voiture l’empêche de s’envoler. Mais plus la voiture est lourde, moins elle roule vite…

C’est pour résoudre ce problème que les ingénieurs de F1 ont bien examiné les ailes d’un avion. Celles-ci sont formées de telle manière que l’air qui s’y heurte produit une force ascensionnelle supplémentaire. Ce qui permet à l’avion de décoller.

Résultat: les ingénieurs ont réussi non seulement à annuler la force ascensionnelle, mais aussi à créer une force d’appui, que l’on appelle aussi portance négative ou downforce. Conséquence: la voiture ‘colle’ mieux à la route et peut être plus légère (et donc plus rapide).

Comme pour les voitures normales, c’est avec une soufflerie aérodynamique que l’on étudie la meilleure forme possible pour un bolide de Formule 1. Mais aussi grâce à l’informatique. On utilise un ordinateur super puissant pour dessiner un modèle de voiture, qui se compose d’un nombre infini de points. Il suffit alors de relier tous les points pour calculer la circulation de l’air.

Le soleil est une importante source de rayons lumineux. Ce n’est pas vraiment un scoop. Tu le savais déjà. Mais savais-tu aussi que ces rayons lumineux sont en fait un mélange de sept rayons de couleurs différentes? C’est dingue, mais le rouge, l’orange, le jaune, le vert, le bleu, l’indigo* et le violet* sont mélangés de telle façon qu’ils donnent une lumière blanche!

Assez difficile à croire, non? Mais pense donc à un arc-enciel. Il est la preuve visible que la lumière du soleil se compose d’une jolie palette de sept couleurs.

Les couleurs ont l’air banales. Mais elles font vraiment la différence. Tu imagines croquer à pleines dents dans une pomme marron ou boire du lait vert... ou pire encore, te brosser les dents avec du dentifrice noir? C’est pareil pour une voiture. Après la forme, c’est la couleur de la carrosserie que l’on remarque le plus. Et qui détient le secret de toutes ces couleurs? Le carrossier.

* Appelle ça du hasard, mais la couleur indigo tient son nom de... Isaac Newton. (cf. ‘Force et mouvement’). Ñ Voir page 38 L’indigo est une couleur qui se situe entre le bleu et le violet (il s’agit donc d’une nuance de mauve).

On ne le dirait pas, mais quand on rentre dans une voiture, on rentre en fait dans une cage. Une cage de sécurité, même!

L’ensemble de l’habitacle - du pare-brise à la vitre arrière - est fait de différents matériaux très résistants. L’habitacle est conçu de telle manière à conserver sa forme et à protéger ses occupants.

Les fabricants automobiles utilisent en outre toutes sortes d’autres techniques surprenantes pour améliorer la sécurité du conducteur et des occupants. Cela n’empêche pas qu’une voiture ressemble parfois à un accordéon après un accident.

Tu ne vas peut-être pas le croire, mais c’est fait exprès! La carrosserie d’une voiture moderne possède en effet une zone déformable. C’est la partie de la voiture qui s’écrase et se déforme en cas de collision, absorbant ainsi la majorité du choc.

rs e i s s o r r a C

De nos jours, on intègre de plus en plus de nouveaux matériaux dans la carrosserie en acier. Des fibres de verre, des fibres de carbone et de l’aluminium, par exemple. Et les recherches continuent tout le temps pour trouver les meilleurs matériaux.

Il y a de grandes chances que le matériau de l’avenir soit un composite à base de fibres de carbone. Il est d’ailleurs déjà utilisé dans toutes les voitures de Formule 1, car il est aussi résistant que l’acier, mais quatre fois plus léger!

ciavrai spé ail d’un en v a it tr o d le rossier r e, c’est a é c îm e b L r a ur. sse ie, rie carrosse rrossier-réparate parer une carro e n u . r ré re a Répa . Car peinture r ou c e choses velle couche de arrossie d c in le le : p te lis sur nou un bout quer une les morconnaître lus que d’y appli adapter t e p r n e c ie b la er la cou c’est remp , retouch osseler, re b le é tu , d s , in r e lu p p te mon . En er la u travail , en élecil faut dé , mélang D’abord, le abîmés. Coller rnières phases d ure d u o s en tô de ceaux de dre: ce sont les issances de base a in e nn leur et p ir des co r doit avo rateurs carrossie électronique. iers-répa e res s n e ro r t a e c s de rge d tricité r se cha s en plu oi de plu u travail: le tôlie parateur lisse la u rq u o p pré e lique rtie d Cela exp ent dans une pa ces déformées, le intre applique un s e iè li p p ia x c le u é , se sp albes a t enfin e beaux g uche d’apprêt, e nis. o donner d r c v la e che d e pplique t une cou tôle et a e r u le u e co couche d

Nous sommes tous pleins d’énergie. Car l’énergie, c’est ‘la force nécessaire pour amener un changement’. Il existe donc différentes formes d’énergie, il suffit de penser à l’énergie cinétique que tu développes en marchant. Ou à l’énergie gravitationnelle, quand tu tombes. Un poisson qui nage, une voiture qui roule... c’est

de l’énergie pure. Mais l’énergie ne vient pas de nulle part. Pour pouvoir marcher, il faut avoir bien mangé. Une voiture ne peut rouler que si elle a du carburant dans son réservoir. Et les pales d’un moulin ne tournent que s’il y a du vent. Energie et carburant, c’est un couple parfait.

Carburants fossiles

Les machines qui tournent au gaz et au charbon n’existent que depuis une centaine d’années. Elles ont été suivies par des machines qui marchent au pétrole.

Depuis lors, nous ne roulons plus dans des charrettes tirées par des chevaux, mais dans des voitures. Et nous consommons toujours plus de pétrole, de gaz et de charbon.

34

D’où viennen les carburantst fossiles?

Il y plusieurs millions d’années , notre planète était recouverte de vastes forêts d’arbres et de plan tations. Au fil des siècles, les résidus de ces forêts se sont tran sformés en pétrole, en gaz et en charbon. Aujourd’hui, on obtie nt de l’essence et du diesel en raffi nant et en transformant le pétrole.

C’est parce que cette énergie est très vieille que nous parlons de sources d’énergie fossile.

35 La réponse est simple: il y a les m at ér ia u x plastiques et du pétrole dans tous ce duits cosm s articles. P synthétiques étiq ra aussi du pét ues, comme le gel pou sont fabriqués à base d tiquement tous e pétro . L role. C r les ch om le ev m eu es proe x tu et le le maqu vois, le il p la ét g ro e, le co es ntiennent t partout au tour de nou s.

Des bougies

Du gel po les cheveuuxr

ires

Des cartes banca

De l’asphalte Des chaussures

de sport De la peinture Un imperméable

On trouve du pét beaucoup de cho role dans Sais-tu lesquelle ses. s?

Biocarburants On utilise beaucoup les carbura combustib nts et les fossiles . Ensemble fournissen , il t trois qua rts de toute s gie consom l’énermée sur te rre. Mais le réserves s’ s épuisent p eu à peu.

De plus, le mazout, le gaz nature charbon so l et le nt mauvais pour l’envi ment. Il fa ronneut les brûle r po l’énergie. O r, cette com ur en tirer de bustion dé des substa gage nces toxiq ues, qui re beaucoup ndent de gens m alades.

Les voitures équipées d’un moteur à combustion rejettent notamment du CO2, un gaz à effet de serre. Or, les gaz à effet de serre sont responsables du réchauffement climatique.

Il existe heureusement d’autres sources d’énergie, non polluantes et inépuisables, comme le soleil et le vent. rburants quer des ca n ri b fa i ss u a e l’o Et on peut C’est ce qu végétaux. : ts à base de n biocarbura aappelle les e par l’éth e remplacé tr ê e t d u e it p ra ce d’alcool ext ✔ L’essen une sorte lé ou de la b u d , nol, qui est ïs a sucre, du m la canne à betterave e remplacé on tour êtr s à t u e p l e résultat du ✔ Le dies l, qui est le e s ie d végétale, io b par le d’une huile e u iq im ch traitement a uile de colz r comme l’h illeurs pou ts sont me n xyde ra io u (d rb ca O C 2 e que le ✔ Les bio rc a p t n e n m brûla t a l’environne mettent en é ls ’i u ont q ) e lantes qui de carbon é par les p rb rants o u s b rb a ca té déjà é . Les bio n io ct u d ro rp eutres en servi à leu s comme n ré é id s n co sont donc CO 2. termes de

36

Fais le test Sais-tu combi en de temps no us pourrons en d’énergie? Rel core utiliser ce ie les deux pr opositions de s sources ton choix.

Charbon

Toujours

Gaz

50 ans

Soleil

300 ans

Pétrole

Toujours

Les bonnes ré

Vent

50 ans

ponses se trou

vent sur www .accrosdelauto

.be

La propreté tient à un fil-tre La plupart des voitures qui roulent sur nos routes sont équipées d’un moteur à combustion qui fonctionne à l’essence ou au diesel. Toutes ces voitures génèrent une grande pollution, car la combustion d’essence ou de diesel libère des gaz et des particules toxiques ou dangereuses.

Une bonne solution pour améliorer la situation est de ‘nettoyer’ les gaz d’échappement au moyen d’un pot catalytique et/ou d’un filtre. Comme c’est le cas aujourd’hui sur toutes les voitures.

Toutes les voitures à essence ont un pot catalytique intégré.

Il transforme les substances toxiques présentes dans les gaz d’échappement en d’autres substances moins nocives au moyen d’un procédé chimique.

Les voitures diesels, elles, rejettent non seulement des oxydes d’azote, mais aussi des particules de suie. C’est pourquoi les voitures diesels ont non seulement un pot catalytique, mais aussi un filtre à particules.

37

Les forces sont partout. Poussées, coups de vent, chutes d’eau, et bien sûr la force de tes propres muscles ou d’une balle qui rebondit.

Comment constater une force? Lorsqu’un objet accélère ou ralentit, il y a toujours une force en action. Mais peut-on aussi mesurer la force? Au cours des siècles passés, pas mal de têtes bien remplies ont réfléchi au sujet, mais le plus malin de tous était sans aucun doute Isaac Newton. Ce scientifique du 17e siècle a donné son nom à l’unité de mesure de la force.

La valeur d’une force dépend du poids (la masse) de l’objet et de l’accélération subie par l’objet. Logique, car tu as besoin de moins de force pour soulever lentement un verre que pour le faire très vite. Voici la formule pour calculer la force:

F=m*a

m=m a=accaéslésreaen kilogramm tion en m 2 es /s

Quand tu penses à un ressort, tu penses peut-être d’emblée à la spirale métallique qui se trouve dans ton stylo. Mais un ressort, c’est bien plus que ça. Un ressort est tout ce qui se déforme quand on exerce une force dessus, et qui reprend sa forme initiale quand on supprime la force.

Les ressorts peuvent s’étirer comme des élastiques. Mais ils peuvent aussi se comprimer. Quand tu les relâches, ils reprennent toujours leur forme initiale.

C’est grâce à des ressorts que tu n’es pas balancé dans tous les sens lorsque la voiture de tes parents roule sur une route pleine de trous. Il y a belle lurette que les ressorts sont utilisés pour améliorer le confort de conduite. Pour

Tu savai s

rouler sur les vieux pavés, les attelages tirés par les chevaux étaient déjà montés sur des ressorts à lames, c’est-à-dire des lattes légèrement courbes qui s’aplatissaient sous le poids du chargement. A l’époque, les ressorts à lames étaient en bois; aujourd’hui, ils sont en acier.

Naturellement, les voitures modernes sont principalement équipées de ressorts à spirales (comme celui de ton stylo, donc). Il y a plus de cinquante ans, ces ressorts à spirales ont inspiré un ingénieur américain, Earl S. MacPherson, qui a inventé la suspension qui porte son nom. Et ce sont aussi des suspensions à spirales qui maintiennent la F1 de Sebastian Vettel plaquée au sol.

que...

un arc e st rière, tu un parfait exem tends l’a p rc. Quan le de ressort? E initiale.

Ainsi, la d tu lâc hes la fl n tirant la flèch cor L’énergie e vers l’ èche, l’a élastiqu de de l’arc se r arrc r même. etend e e n’est n lançan eprend sa form donc pa s dans la e t la flèc he corde, m ais dans au loin. l’arc lui-

Faisons un peu appel à ton imagination. Tu as pris place dans une voiture de course et tu as bien fixé ton harnais.

Soudain, le pilote met les gaz à fond. La voiture fait un bond en avant et toi, tu es projeté contre le dossier. C’est parce qu’un objet au repos veut rester au repos. Ton corps n’a aucune envie de subir le changement brutal de mouvement et veut rester là où il était. C’est ce que les

scientifiques appellent la loi de l’inertie.

Une loi découverte par... Isaac Newton, encore lui.

L’inverse est tout aussi vrai. Dès que quelque chose est en mouvement, il veut continuer à suivre le même mouvement.

C’est ce qui explique que tu voles en avant quand tu es dans un véhicule qui doit freiner précipitamment. Sois donc malin, et boucle toujours ta ceinture de sécurité.

Il te faut

:

✔✔ 1 œu fc ✔✔ 1 œu ru f cuit du r

A toi de jouer :

1. Dépose délicatement les œufs sur la table 2. Fais tourner l’œuf cru et arrête-le en posa nt ton doigt dessus 3. Fais la même chose av ec l’œuf dur

Que constates-tu?

L’œuf cuit dur tourn e régulièrement. L’œ uf cru ondule. Si tu l’œuf dur, il s’arrête touches immédiatement. Si tu poses le doigt su cru et que tu le relâc r l’œuf hes, il se remet à tou rner.

Comment cela se fait

-il?

C’est la loi de l’iner tie. Quand tu arrêtes l’œuf cru, le blanc continue à tourner. de l’œuf Dès que tu retires ton doigt de l’œuf, vement rotatif du bla le mounc entraîne l’œuf.

Par contre, dans l’œ dur, il n’y a plus rie uf cuit n qui tourne car le blanc est cuit et for ensemble compact me un avec la coquille: il n’a donc plus d’inertie propre.

As-tu déjà fait des moulinets avec un seau rempli d’eau? Si ton bras tourne assez vite, tu n’en renverseras pas une goutte.

En effet, l’eau qui se trouve dans le seau ne peut quitter le centre du cercle que tu décris avec le seau. Plus tu tournes vite, plus la force qui s’exerce sur l’eau est

grande. C’est ce qui donne l’impression que l’eau est poussée au fond du seau.

La sensation est la même quand une voiture tourne rapidement à droite ou à gauche. Tu es littéralement poussé vers l’extérieur du virage.

Des capteurs intelligents au service de la sécurité L’électronique est la petite sœur de l’électricité. Ce n’est que bien longtemps après la découverte de l’électricité que les électrotechniciens se sont mis à utiliser l’électricité pour commander des appareils. Les voitures modernes sont bourrées d’électronique.

Des systèmes électroniques contrôlent la tenue de route de la voiture, s’assurent que la climatisation fonctionne correctement et allument les phares automatiquement lorsqu’il commence à faire sombre. L’électronique est donc notamment synonyme de sécurité et de confort.

Un système élec tr compose toujou onique se rs de trois éléments:

1 2

3

Un capteur qu i recueille des données.

Une unité cent rale qui traite les données et les convertit en un e instruction.

Un appareil qu i exécute l’instruction ém ise par l’unité centrale.

L’électronique sécurise les voitures. Les capteurs voient des choses que l’automobiliste ne voit pas. Ils ne sont jamais fatigués, ne se laissent jamais distraire et réagissent beaucoup plus vite. En fait, les applications de sécurité des capteurs sont quasi sans fin. Il y a les applications ‘simples’, qui se contentent d’émettre un signal d’avertissement. Mais il en existe aussi de plus compliquées, comme le régulateur de vitesse (ou cruise control).

Quelques exemples : L’essuie-glace automatique

1

Il pleut. Le capteur intégré dans la face intérieure du pare-brise avant émet en permanence des rayons lumineux invisibles à l’homme, qui sont réfléchis par la face extérieure du pare-brise. Plus le pare-brise est mouillé, moins la lumière est réfléchie. C’est ainsi que le capteur ‘mesure’ la pluie et envoie un signal à l’unité centrale de traitement.

2

L’unité centrale de traitement reçoit le signal du capteur du pare-brise et le convertit instantanément en un nouveau signal, qui est une instruction à l’attention des essuie-glaces.

3

Les essuie-glaces reçoivent le signal de l’unité centrale et se mettent en route. Et les voici qui balaient le pare-brise avant sans la moindre intervention du conducteur.

Tu te demandes peut-être pourquoi le capteur intégré dans le pare-brise n’envoie pas directement son signal aux essuie-glaces?

C’est un détour, quand même, de passer par l’unité centrale de traitement? Eh bien, il faut que tu saches qu’une voiture moderne renferme un grand nombre d’applications commandées par différents capteurs. L’unité centrale de traitement est donc bien utile pour garder une vue d’ensemble et faire les bons choix.

1

3 2

Alerte de changement de voie

© Mercedes

Autre application: l’alerte de chan gement de voie. Ce système indique si le conducteur peut changer de bande sans dang er. Des capteurs radars balaient la route à côté et derrière la voiture, jusqu’à une distance de 60 mètres. Si d’autres véhicules se trouvent dans l’angle mort (les camions ne sont pas les seuls à avoir un angle mort, com me tu le verras plus loin) ou se rapprochent à grande vitesse, un témoin s’allume dans le rétroviseur extérieur. Et si le conducteur met quand même son clignotant pour indiquer qu’il veut changer de voie, le système fait vibre r le volant. L’avertissement est clair, non?

Conduire sans les pieds Le cruise control ou régulateur de vitesse, tu connais? Grâce à cette application, la voiture roule à une vitesse constante sans que le conducteur doive appuyer sur l’accélérateur. Il lui suffit d’appuyer sur un bouton et le système prend les commandes. Ce ‘pilote automatique’ utilise les données du capteur de vitesse de rotation des roues. Un capteur

qui mesure en permanence la vitesse des roues. Si la vitesse de rotation des roues diminue (par exemple, parce que la route se met à grimper), le système envoie plus de puissance au moteur pour que la voiture puisse maintenir sa vitesse. Le régulateur de vitesse se désactive dès que le conducteur appuie sur la pédale de frein.

Feux avant directionnels Tu veux encore un exemple de capteurs malins? Que penses-tu des feux avant adaptatifs? Normalement, les phares éclairent droit devant eux. Ce qui est plutôt embêtant dans les virages sombres, car le conducteur ne voit pas où il va. Ce problème est aujourd’hui résolu, grâce aux feux avant adaptatifs.

Le capteur d’angle de braquage calcule la position du volant. Il vérifie donc de combien de degrés le conducteur fait tourner son volant. Ces informations suffisent à l’unité centrale de traitement pour connaître avec précision l’angle du virage que la voiture est en train de prendre. Elle peut ainsi envoyer un signal pour faire tourner les feux avant en conséquence.

Ces feux adaptatifs permettent au conducteur de voir la partie du virage qui restait autrefois non éclairée. Quand les capteurs se mettent au service de la sécurité...

Tiens, puisque nous parlons de feux avant intelligents... Les voitures les plus récentes peuvent adapter la luminosité de leurs feux avant à bien d’autres situations. Aux intempéries, par exemple. Le capteur de pluie intégré dans le parebrise avant joue une nouvelle fois un rôle important. Dès qu’il remarque qu’il pleut à verse, l’unité centrale de traitement active l’éclairage intempéries: le phare avant droit se met alors à éclairer plus fort pour que le conducteur voie mieux le marquage routier blanc. En parallèle, le phare avant gauche est légèrement tamisé pour que les conducteurs qui arrivent en sens inverse ne soient pas éblouis par la lumière qui se réfléchit sur la chaussée détrempée. Le faisceau lumineux de droite s’allonge, tandis que le faisceau lumineux de gauche raccourcit.

Le savai

s-tu?

Réseau

La prem iè lait Brid re victime de la get Dris coll. Ell route s’appeà Londr e a perd es le 17 u la vie août 18 96.

Une voiture compte tant de capteurs que tous ces signaux feraient même dérailler un ordinateur central très puissant. C’est pourquoi une voiture possède plusieurs unités de traitement, par exemple une pour les systèmes de sécurité (ABS, contrôle de stabilité, voir p. 48), une autre pour les systèmes de confort (p.ex. climatisation, essuie-glaces), une autre encore pour les réglages du moteur... Les différentes unités de traitement sont regroupées en réseaux.

Comment détermine-t-on le réseau dont chaque unité de traitement doit faire partie? Cela dépend entre autres de la vitesse à laquelle l’unité doit envoyer les informations à travers le réseau. Ces réseaux sont connus sous leurs noms anglais, et souvent désignés par une abréviation telle que bus CAN, bus LIN, bus MOST ou FlexRay. Voilà, tu as encore appris quelque chose aujourd’hui… De quoi épater les copains!

L’avenir : s des voiturnet qui parle

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La ceinture de sécurité Tu as déjà essayé de plonger de 10 mètres de haut dans une piscine vide?

Le choc est le même que celui que tu reçois lorsque tu heurtes un objet immobile à 50 km/h sans ceinture. Il vaut donc mieux avoir une ceinture de sécurité qui te maintient en place.

Mieux encore: tu as 40% de chance en plus de survivre à un accident si tu boucles ta ceinture.

Le principe est très simple. Quand tu es assis dans une voiture en mouvement, tu bouges à la même vitesse que la voiture. Si la voiture s’arrête subitement, tu es projeté brutalement vers l’avant. Sauf si tu portes ta ceinture, qui te maintiendra à ta place.

Ceinture à trois

points

La ceinture à trois points es t de loin la pl quente. Elle us fréest fixée en tr ois endroits de rosserie et as la carsure une doub le protection: des hanches au niveau et au niveau de s épaules. On penser que la pourrait ceinture de sé curité n’est pa ment indispen s vraisable quand on Rien n’est moi roule lentem ns faux! Sans ent. ceinture, une peut déjà être collision mortelle à 20 km/h. Il est do solument indi nc abspensable de boucler ta ce plus, c’est ob inture. En ligatoire. Tout e personne qu plus de 1,35 i mesure m doit la port er. A l’avant l’arrière. comme à Comment se fait-il que la ceinture se quand on tire déroule calmement, m ais qu’elle se en cas d’à-co bloque up? C’est dû au système de La ceinture de blocage. sécurité est en roulée autour bobine. Dans cette bobine, d’une il y a un levie crochets. L’int r avec des érieur de la bo bi ne se compose cercle cranté . Si on tire do d’un ucement sur il ne se passe la ceinture, rien. Mais si on tire fort, les cr s’accrochent ochets dans les dent s.

Coussins d’air Toutes les voitures modernes sont équipées d’airbags. Et quelle est la définition du Petit Robert?

‘Equipement de sécurité d’un véhicule, composé d’un coussin qui se gonfle en cas de choc afin de protéger les passagers’ Il existe des airbags frontaux, latéraux, rideaux…

Perso passnene n’aime r inap erçu

© Bosch

Quan d de lu tu roules m à mais ière. C’es vélo dans aussi t non l plus s autre seule e noir, tu as be s m û soin cela: te voient. r. Tu vois c ent plus P c un ph e ner. L are à as besoin qui t’ento houette, ad de gr l’avan u b r e rique ynamo es e a t t et u n Bon. l e d r soit s c h n pha Ju mêm donc un m re à l’ ose pour lume sque là, e de l’ arriè -t-on tout e électr oyen pratiq A ujour re. un s Tu pe icité. ue de d ’h u ux fab phare de t clair. Ma i, de phare fais com vélo? dynam rique p s l u ( s a Il y a d r l’éle m m e p o. Co n o e il v nt ales. C ib p eux p ctricit l l u mme e s s ) qui de vé ossib é toint ça à inc es phare lo fo ilit m il y a marche? D ême avec és. dio andescen s ne contie nctionnen s ont des d un aim t ave c n ans l e u e n s n , e ) e m . n c d t pa Le a dy ais ant. qui é vélo mette s LED so des LED s d’ampo es tourn Quand la namo, n ule n q ( t e r lig t u oue d , l’aim aussi u d antité d’é de la lum des semi- ht emittin s an d ière a lectric ’éner c g o produ ans la dyn t tourne n du v g it a nelle ie en mo ité. Ils con ec une to cteurs, électr de l’électr mo et ça u s in s . t e s o mme ic icité p que l Ce n’e Et ils du nt ain petite es a asse ité. Cette re si 80 hisse st donc pa nt beauco mpoules tits câ par des p tradit % nt au es pou up pl bles e s ionu s r t i s r a nos m au p ie l rrive aison n que les ongtemps ha La pl s .

L s’allu re. Qui e u E t part d D nos v me avec oiture envades p es LED po qu’il . Pour s . il u déjà r com es. Mais l’ r vélos fon allum este si Accro c é, la marc pris que de l’A tionnent d les p her a roue uto q onc d h y v a n e r a c doit es ue m u beau o sont sup ne dynam LED peu tu es a cont vent coup o. Le er, pa iau s de re rce q nuer u’ils phares LE sà e stent enco lumière produ Dà à st dé r e tourf a un ib is jà à l’ arrêt peu allum le vitesse ent déjà . et qu és alo ’i rs qu e le v ls élo

Systèmes de sécurité intelligents Pourquoi as-tu tendance à glisser sur le côté lorsque tu te trouves dans une voiture qui prend un virage serré? C’est l’effet de la force centrifuge. Et tu n’es pas le seul à subir cette force, la voiture dans laquelle tu es assis aussi. Seules les frictions entre les pneus et la surface de la route permettent à la voiture de prendre correctement le tournant. Sauf, bien sûr, si la voiture roule trop vite. Dans ce cas, il y a trop peu de friction et la voiture se retrouve dans la berme centrale ou dans le fossé.

ESP :

ram

Electronic Stability Prog

Heureusement, la plupart des voitures neuves sont aujourd’hui équipées d’un système électronique qui vérifie si la voiture prend la bonne trajectoire. Et si jamais la voiture menace de déraper, le système fait en sorte qu’elle reste malgré tout sur la route. Cet ange gardien de la route est aussi appelé ‘système électronique de contrôle de stabilité’.

Si une voiture équipée du contrôle de stabilité menace de dévier de sa trajectoire, le système intervient en ralentissant l’une des roues.

Quelle roue? C’est l’unité de traitement qui en décide, en fonction de la correction à apporter pour remettre la voiture ‘sur le droit chemin’.

Le système électronique de contrôle de stabilité est donc un tour de force électronique. Le système compare, pas moins de 25 fois par seconde, la trajectoire de la voiture avec la direction que le conducteur donne à son volant. Et il faut toutes sortes de capteurs pour arriver à ce résultat.

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capteur unité centrale

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ABS :

g System = Antilock Brakdeinsé curité antiblocage Le système ABS empêche les roues d’un véhicule de se bloquer lorsque le conducteur appuie fermement sur la pédale de frein, par exemple en cas d’arrêt d’urgence. Le conducteur garde ainsi le contrôle du véhicule.

Dans l’ABS, les freins sont gérés par l’électronique. Lors du freinage, un capteur présent dans les roues détecte si une roue menace de se bloquer.

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Les Accros de l’Auto ne se lassent jamais de la technique.

Ils peuvent s’en donner à cœur joie sur le site web.

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