TopiK MéKaniK : Calculer la puissance d'un moteur

On entends souvent parler de la puissance d'un moteur, on sait tous que la puissance est une caractéristique importante de la voiture. Que plus c'est grand, mieux c'est. Quelquefois on sait aussi que la puissance démarre aux environs de 60 - 65 chevaux sur l'entrée de gamme, qu'une berline ça a environ 136 chevaux.

Mais en fait... de quoi on parle ?

La puissance d'un moteur c'est des informations sur le mouvement délivré par le moteur.
Ce mouvement peut-être décrit avec 2 composantes :
- Le couple qui est une force
- La vitesse de rotation qui est un mouvement.

Comment comprendre ces 2 composantes ? Avec le vélo, tout simplement ! Enfin, j'espère que vous en avez déjà fait en tous cas.

Bref, sur un vélo il y a des vitesses, ne parlons pas des plateaux, restons simples. Vous êtes en petit pignon. Vous essayez de pédaler, c'est dur. Ca peut marcher, mais il va falloir grave appuyer. Par contre vous êtes en grand pignon, là ça démarre, mais par contre, vous arrivez super vite à votre limite et vous pédalez comme un malade pour essayer d'arriver à une vitesse raisonnable.

C'est là le paradoxe de ces 2 composantes. Le couple c'est ce dont vous avez besoin pour arracher la voiture aux forces qui l'immobilise. Et la vitesse de rotation ce sont les tours de roue que vous allez pouvoir donner. Tout est donc interdépendants.

Plus on a de vitesse, moins on a besoin de couple.
Plus on a besoin de couple, moins on aura de vitesse.

La vitesse est souvent exprimée en RPM (rotation per minute - notation américaine), en France on parle de tours par minute (tr/min), ces 2 unités sont exactement similaires.
La force est appelée le couple, et son unité est le N.m

Déjà, quand on parle de puissance, il s'agit de la puissance de sortie maximale du moteur, et cette valeur est le résultat du couple de la voiture multiplié par la vitesse de rotation à ce même instant. La puissance c'est la valeur maximale trouvée.

Faisons un petit détour du côté des mathématiques : 

Pour un moteur qui a la caractéristique suivante :
69 N.m @ 6500 RPM
Couple maximum : CMax = 69 N.m 
Vitesse de rotation : RMax = 6500 tour/minute

1 tour = 360° = 2 ∏ radians
1 minute = 60 secondes
donc 6500 RPM = (2 ∏ x 6500)/60 ~ 680,33 rad/s

CMax x RMax = PSortie
69 x 680,33 = 46943 W
Soit environ 47 kW

1 ch ~ 735,5 W
D'où 46943 / 735,5 = 64 ch 

La puissance de la bête (enfin de son moteur) est donc de 64 chevaux. ;-)

Donc au final, ce qu'on peut dire de cette valeur, c'est qu'elle est un peu batarde et informative mais pas trop. En effet, quand on a une utilisation un peu plus fine de la voiture que de juste aller d'un point A à un point B, on a certains besoin, et c'est à ce moment là que les notions de couple et de rotation font leur apparition