Mécanique de la voiture

Vous trouverez ici des éléments pour comprendre facilement la mécanique de la voiture. 

Apprenez comment fonctionne un embrayage, un moteur, ce qu’est une boîte de vitesse automatique et plus encore. Un guide technique très utile si vous vous préparez à passer le permis. Connaître les bases de la mécanique de la voiture vous permettra de devenir un conducteur plus expérimenté par la suite !

Comment fonctionne le moteur d’une voiture ?

Le moteur est l’organe principal et central de la voiture. Pour résumer, il est comme le cœur du véhicule : il produit l’énergie nécessaire à son fonctionnement. Voici quelques notions pour mieux comprendre le fonctionnement du moteur d’une voiture. On dissocie le moteur thermique et électrique.

Fonctionnement du moteur thermique d’une voiture

Dans le cas d’un moteur thermique de voiture, le fonctionnement est basé sur la transformation d’une combustion, dégageant énormément de chaleur, en énergie mécanique. On parle aussi de moteur à combustion ou à explosion.

Un fonctionnement en quatre temps

Le moteur thermique d’une voiture fonctionne en quatre étapes. On dit donc qu’il s’agit d’un moteur à quatre temps.

Dans le moteur sont creusés des cylindres et à l’intérieur de chaque cylindre se trouve un piston.

  1. Les pistons descendent, aspirant du carburant et de l’air.
  2. En remontant, tout ce mélange est comprimé dans les cylindres.
  3. Arrivé en butée haute, il se produit une combustion de ce mélange grâce à une étincelle. Cette explosion renvoie alors les pistons vers le bas.
  4. Les pistons remonteront à nouveau pour pousser les gaz d’échappement vers l’extérieur du moteur. Le cycle recommencera alors de zéro.

Ce mouvement de va et vient fait tourner un axe qui sort du moteur pour aller jusqu’aux roues. Voici donc comment le moteur thermique d’une voiture permet son fonctionnement.

fonctionnement du moteur de voiture : le moteur thermique
Les quatre temps du cycle de fonctionnement d’un moteur thermique.

Le fonctionnement du moteur commandé par la pédale d’accélérateur

La pédale d’accélérateur est la commande du moteur. Elle est située sous le volant à droite et doit être actionnée avec le pied droit. Cela permet au conducteur de réguler le fonctionnement du moteur de la voiture, en accélérant plus ou moins le mouvement des pistons.

Pour transmettre l’énergie produite par le moteur aux roues, le conducteur doit aussi agir sur l’embrayage de la voiture et la boîte de vitesses. N’hésitez pas à lire les articles concernés pour plus de détails.

La vitesse de fonctionnement du moteur : le régime moteur

La vitesse du moteur est appelée “régime moteur”, calculé en tours par minute.

Un moteur thermique de voiture a un fonctionnement “idéal”, c’est-à-dire une vitesse à laquelle il fournit une puissance suffisante au véhicule, tout en limitant son usure.

Le régime moteur idéal dépend du type de véhicule (cylindrée, puissance, carburant…) et de la situation (montée, descente…). On parle de sous-régime lorsque le moteur de la voiture tourne en-dessous de son régime idéal et de surrégime lorsqu’il tourne au-dessus de son régime idéal.

fonctionnement du moteur de voiture : le compteur du régime moteur
Lorsque le fonctionnement du moteur de la voiture est thermique, le régime du moteur s’affiche sur le compteur à droite du tableau de bord, sur, en tours par minute.

Fonctionnement du moteur électrique d’une voiture

Le fonctionnement du moteur d’une voiture électrique est basé sur l’exploitation de la force électromagnétique pour générer du mouvement.

La force électromagnétique

Le moteur électrique est constitué entre autres d’un cylindre aimanté qui englobe une bobine de cuivre, le tout autour d’un axe central.  Le principe appliqué au moteur électrique d’une voiture pour son fonctionnement est un principe physique.

La batterie de la voiture fournit un courant qui permet de générer un champ électromagnétique, grâce à la présence de la partie aimanté du moteur. Ce champ électromagnétique créé alors une force sur la bobine et la fait tourner. Cela entraîne le mouvement de l’axe et donc des roues du véhicule.

Le moteur électrique d’une voiture et sa commande

Contrairement à un moteur thermique, le fonctionnement du moteur d’une voiture électrique ne nécessite pas qu’il soit toujours en mouvement. Il n’y a donc pas besoin d’embrayage ni de boîte de vitesse pour réguler le fonctionnement du moteur dans une voiture électrique.

La seule commande est la pédale d’accélérateur, qu’il suffit de presser pour que la batterie délivre son courant au moteur. On a donc en quelque sorte un moteur directement relié aux roues.

Le moteur thermique et électrique : des usages différents

Selon que le fonctionnement du moteur de la voiture soit thermique ou électrique, le rendement n’est pas le même. Dans le cas d’un moteur thermique, la majeure partie de l’énergie que contient le carburant est perdue sous forme de chaleur. En comparaison, le moteur électrique à un rendement en moyenne trois fois supérieur. De plus, la voiture électrique n’utilisant pas de carburant fossile, elle dégage beaucoup moins de CO2 que le fonctionnement d’un moteur thermique, ce qui réduit son impact écologique.  

En revanche, l’autonomie de fonctionnement du moteur d’une voiture électrique est beaucoup plus faible. La batterie, électrique également, doit être rechargée à l’arrêt sur prise fixe. C’est pourquoi l’usage de ces voitures est souvent limité à un usage urbain.

Enfin, l’usure d’un moteur thermique ou électrique diffère. Un moteur électrique de voiture a un fonctionnement où la transmission d’énergie se fait sans contact : c’est la force magnétique (force de l’aimant) qui génère le mouvement des roues. L’usure liée aux frottements est donc très limitée par rapport à un moteur thermique.

Moteur thermique ou électrique en voiture, son fonctionnement permet en tout cas d’avancer ! L’usage que vous souhaitez faire de votre véhicule influencera le choix du type de moteur. Si vous conduisez une voiture à moteur thermique, découvrez alors nos conseils pour  démarrer, s’arrêter et changer les vitesses.

Les feux : connaître les différents types de phares de voiture

Il existe cinq types de phares de voiture. Ces phares assurent la visibilité du véhicule pour le conducteur et les autres usagers. Connaître les différents feux de voiture et leurs caractéristiques fait partie des compétences évaluées au permis de conduire et vous sera indispensable pour votre conduite de tous les jours. Lumière sur les phares de voiture !

Feux de position : des phares de voiture à faible puissance

Les phares de voiture basiques : les feux de position.
Les feux de position : les phares de voiture basiques.

Les feux de position, comme leur nom l’indique, vous permettent d’être vu par les autres usagers lorsque la luminosité n’est pas optimale. Ils renforcent votre visibilité sur la route. En actionnant ces feux de voiture, vous serez visible à 150 mètres. Il peut donc être nécessaire d’utiliser ces feux en cas de pluie par exemple, si la luminosité est suffisante.

En revanche, ce type de phares de voiture n’éclaire pas assez pour vous diriger lorsque la visibilité est insuffisante.

Feux de croisement : les feux de voiture les plus utilisés

Les feux les plus utilisés : les feux de croisement.
Les feux de croisement : les phares de voiture les plus utilisés.

Les feux de croisement sont les phares de voiture qui permettent d’éclairer la route devant vous, sur un distance d’environ 30 mètres. L’éclairage de ces phares de voiture est orienté vers le sol, pour ne pas éblouir les autres conducteurs. Vous pouvez régler l’angle d’éclairage selon vos préférences.

Ces feux de voiture sont les plus utilisés car ils répondent aux besoins de nombreuses situations, en agglomération comme sur route et autoroute. On peut utiliser ces feux la nuit, ou comme feux de neige ou de pluie.

Les feux de route : des phares de voiture à forte puissance

Des phares de voiture puissants : les feux de route.
Les feux de route : des phares de voiture à forte puissance. 

Les feux de route procurent un des éclairages les plus puissants parmi tous les phares de voiture. Ils éclairent à environ 100 mètres devant vous.

Ce type de phare de voiture est fortement éblouissant pour les autres usagers. C’est pourquoi on ne les utilise qu’en feux de nuit, lorsque la chaussée n’est pas éclairée. Si vous croisez d’autres automobilistes, n’oubliez pas de passer en feux de croisement pour ne pas les éblouir !

Les feux de brouillard : un type de phare de voiture à usage restreint

Feux de brouillard avant : des feux de voiture très puissants

Les feux de brouillard avant : des feux de voiture très puissants.
Les feux de brouillard avant : des feux de voiture très puissants.

Les feux de brouillards avant sont des feux de voiture très éblouissants et dont l’éclairage est très large. C’est pourquoi l’utilisation de ce type de phares de voiture est réservée aux conditions météorologiques où leur usage ne risque pas d’éblouir les autres usagers.

On peut bien sûr utiliser ces feux en cas de de brouillard, mais également en cas de fortes chutes de neige ou de forte pluie, lorsque la luminosité est très réduite.

Feux de brouillard arrière

Les feux de brouillard arrière : des feux puissants mais moins utilisés.
Les feux de brouillard arrière : des feux puissants mais moins utilisés.

Les feux de brouillard arrière sont des feux de voiture encore plus puissants et éblouissants que les feux de brouillard avant et les feux de route.

L’utilisation de ce type de phares de voiture est réservée à deux cas uniquement : sous la neige ou dans le brouillard, mais jamais en cas de pluie. Dans une nappe de brouillard très dense ou dans le blizzard, utiliser ces phares de voiture n’est pas obligatoire mais fortement recommandée. Elle permet d’assurer une sécurité optimale.

Les différents types de phares de voiture permettent de rester en sécurité sur la route en cas de mauvaise visibilité et selon les conditions météorologiques. Pour une conduite encore plus sûre, n’hésitez pas à consulter nos conseils pour conduire la nuit ou lorsque l’adhérence est réduite.

Qu’est ce qu’une suspension de voiture ?

La suspension de voiture est un élément indispensable, autant pour la sécurité que pour le confort sur la route. Voici quelques explications du fonctionnement mécanique de la voiture, qui vous aideront notamment si vous préparez votre permis de conduire

A quoi sert la suspension de voiture

Le rôle des suspensions de voiture est de s’assurer que les roues restent en contact avec le sol et que la voiture reste stable.

En effet la chaussée est parsemée d’irrégularités, comme des trous, des bosses… La suspension de voiture permet de maintenir l’adhérence de la voiture à la route, malgré les irrégularités du terrain.

De même dans les virages et lors des accélérations ou freinages, la suspension de voiture apporte de la souplesse au véhicule et permet de maintenir son équilibre.

C’est bien simple : sans les suspensions,  la voiture serait incontrôlable.

Suspension de voiture
La suspension de voiture : l’élément indispensable pour maintenir l’adhérence à la route et l’équilibre du véhicule.

Comment fonctionne une suspension de voiture

La suspension de voiture est la partie qui relie les roues au châssis. Elle est composée de trois éléments : le pneu, le ressort et l’amortisseur.

Le pneu est la partie en contact direct avec la chaussée et est étudié pour assurer une bonne adhérence à la route.

Les amortisseurs ralentissent les effets de rebond provoqués par les ressorts de suspension. Ils absorbent les chocs et stabilisent la voiture.

Suspension de voiture usée : les risques

La suspension de voiture a un impact direct sur la qualité de freinage et la direction de la voiture. Il est donc important de contrôler régulièrement l’état des pièces qui la composent, en particulier des amortisseurs.

Lorsque les amortisseurs sont usés, la suspension de voiture est moins efficace, ce qui est source de risques. Les distances de freinage sont allongées, la tenue de route est réduite. Le confort de conduite s’en fera également ressentir.

De plus, des amortisseurs en mauvais état entraînent une durée de vie réduite des autres éléments de la voiture. Par exemple, vous devrez vérifier l’état de vos pneus plus régulièrement. 

Comment vérifier l’état des pneus de voiture ?

Savoir comment vérifier l’état des pneus de voiture est d’un intérêt tout particulier, car rouler avec des pneus en bon état est un paramètre extrêmement important en matière de sécurité. C’est également une compétence qui peut être évaluée au permis de conduire.

Pourquoi est-il important de savoir comment vérifier l’état des pneus

Afin de comprendre pourquoi et comment vérifier l’état des pneus de voiture, il est utile d’en connaître leur fonction.

La fonction des pneus de voiture

Les pneus et les jantes constituent les roues de la voiture, qui sont les ORGANES  sur lesquels repose le véhicule. La COMMANDE des roues est le volant.

Les matériaux utilisés pour la fabrication des pneus sont choisis pour être les plus résistants possibles. La partie du pneu en contact avec la route, qu’on appelle la bande de roulement, présente des sculptures. Ces reliefs permettent une bonne adhérence à la route.

Cependant, la conduite et le freinage créent des frottements qui entraînent progressivement l’usure des pneus et les rendent plus lisses et moins performants. Nous verrons un peu plus loin comment vérifier l’état des pneus pour savoir si vos pneus sont usés.

Les risques en cas de pneus usés

Des pneus de voiture usés augmentent considérablement le risque d’accident.

Plus la surface du pneu est lisse, plus l’adhésion de la voiture à la route est plus faible, entraînant un risque de dérapage et de perte de contrôle du véhicule. Par exemple, en temps normal, l’eau est évacuée par les micros canaux des sculptures de la bande de roulement. Lorsque ces sculptures sont usées, le risque d’aquaplanage est élevé.

Conduire avec des pneus usés augmente également le risque de crevaison. Il est donc important de savoir comment vérifier l’état des pneus pour éviter tout risque inutile.

Comment vérifier l'état des pneus
Comment vérifier l’état des pneus : vérifier la profondeur des sculptures des pneus

Comment vérifier l’état des pneus : les contrôles à effectuer

Concrètement, comment savoir si un pneu est usé ? Voici un guide qui vous expliquera comment vérifier l’état des pneus de voiture.

Il convient de contrôler l’état des pneus de voiture sur plusieurs points.

Vérifier la profondeur des sculptures

Les sculptures sont les reliefs présents sur la partie du pneu en contact avec la route, appelée bande de roulement. Les sculptures doivent avoir une profondeur minimum de 1.6 mm. Pour vérifier la profondeur des sculptures, des témoins d’usure sont présents dans les rainures principales de tous les pneus. Lorsque le niveau des sculptures est le même que celui des témoins d’usure, il est temps de remplacer le pneu !

Vérifier l’état du flanc

Le flanc est le côté du pneu. Il ne doit comporter ni déchirures, ni hernies, signe que le pneu serait usé et devrait être changé.

Ajuster le gonflage

Le gonflage des pneus de voiture a également une incidence sur leur efficacité et leur durée de vie. Le gonflage optimal est propre à chaque voiture en fonction de la charge. Les indications de gonflage des pneu sont indiquées sur le véhicule.

A noter qu’il est indispensable que sur un même train (avant ou arrière), les pneus soient identiques.

Voici donc comment savoir si un pneu est usé. Bien entendu, savoir comment vérifier l’état des pneus ne fait pas tout ! Il est nécessaire de prendre des précautions supplémentaires dans les situations où l’adhérence est réduite, comme en cas de pluie, de neige et de grêle.

Comment fonctionnent les freins d’une voiture ?

Il est utile de savoir comment fonctionnent les freins d’une voiture, car ils jouent un rôle très important pour la maîtrise du véhicule. En effet, les freins de voiture sont les ORGANES permettant de ralentir le véhicule. Le conducteur doit régulièrement freiner pour adapter son allure ou s’arrêter complètement.

Comment fonctionnent les freins d’une voiture et où sont-ils placés ?

Pour comprendre comment fonctionnent les freins d’une voiture, il faut déjà savoir où ils sont placés. Les freins de voiture sont situés au niveau des roues du véhicule. Il y a un frein pour chaque roue. Nous retrouverons donc deux freins sur une moto et quatre freins sur une voiture.

Le fonctionnement des freins d’une voiture est réparti entre l’avant et l’arrière, de manière à équilibrer le véhicule. Ainsi, environ 70% du freinage est répercuté sur les freins de voiture avant et 30% sur les freins de voiture arrière. Cela se fait automatiquement.

Fonctionnement des freins : à disque ou à tambours

Voici quelques explications mécaniques pour comprendre comment fonctionnent les freins d’une voiture plus précisément. Il existe deux types de freins : les freins à disque et les freins à tambours.

Freins à disque

Comme leur nom l’indique, les freins à disque sont composés d’un disque solidaire à la roue, ainsi que de plaquettes, qui viennent se coller au disque pendant le freinage. Cela provoque un frottement qui fait ralentir le mouvement de la roue et donc de la voiture.

Freins à tambours

Ces freins de voiture sont composés d’une cloche solidaire à la roue, c’est ce qu’on appelle le tambour. A l’intérieur de cette cloche sont situées deux mâchoires, qui s’écartent lors du freinage et viennent frotter la paroi de la cloche. Ce frottement provoque le ralentissement des roues et donc de la voiture.

Le fonctionnement des freins dans une voiture peut être différent à l’avant et à l’arrière.  Dans ce cas, on retrouvera le plus souvent de freins à disque à l’avant et de freins à tambour à l’arrière, car les freins à disque offrent un freinage plus progressif et réduisent le risque de blocage des roues.

Comment fonctionnent les freins d'une voiture : fonctionnement des freins à disque
Le fonctionnement des freins de voiture à disque est une des mécanismes qui permet d’expliquer comment fonctionnent les freins d’une voiture.

Comment fonctionnent les freins d’une voiture : le rôle du conducteur

Maintenant que vous savez comment fonctionnent les freins d’une voiture, il ne reste plus qu’à savoir comment les faire fonctionner.

Que ce soit sur un véhicule à boite de vitesse automatique ou manuelle, les freins nécessitent toujours une action du conducteur. Pour freiner, il faut enfoncer avec le pied droit la pédale de frein, qui est la pédale du milieu sous le volant. Il s’agit donc de la COMMANDE des freins de voiture. Plus le conducteur appuie fort sur la pédale, plus le freinage est rapide.

Pour compléter ces explications mécaniques sur le fonctionnement des freins, découvrez nos conseils pratiques pour savoir comment démarrer et freiner. Des conseils qui vous seront utiles pour réviser si vous passez votre permis de conduire !

Comment fonctionne un embrayage ?

Même si vous ne souhaitez pas devenir un expert en mécanique, savoir comment fonctionne un embrayage est utile, car c’est un élément indispensable pour la transmission de l’énergie de la voiture.  

Comprendre comment fonctionne un embrayage : fonctionnement mécanique

Pour comprendre comment fonctionne un embrayage, un des principaux ORGANES de la voiture, il faut savoir de quoi il est composé.

Un embrayage de voiture se compose entre autre de deux disques, qui se collent et se décollent. Lorsque les deux disques sont collés, cela créé une connexion pour faire passer l’énergie générée par le moteur jusqu’à la boîte de vitesses, puis aux roues. Lorsque les disques sont décollés, la connexion est rompue, l’énergie n’est plus transmise.

Le fonctionnement de l’embrayage est donc simple mais permet de faire circuler l’énergie dans la voiture.

Comment fonctionne un embrayage : le rôle du conducteur

Le fonctionnement de l’embrayage de la voiture est contrôlé par le conducteur. C’est lui qui actionne la COMMANDE de l’embrayage, c’est-à-dire la pédale d’embrayage. Il s’agit de la pédale la plus à gauche sous le volant.

Lorsque le conducteur actionne la pédale d’embrayage, cela permet de faire varier la position des disques pour les faire se coller ou se décoller et donc d’adapter la quantité d’énergie transmise à la voiture.

Sur les véhicules à boîte de vitesse automatique en revanche, l’embrayage fonctionne lui aussi automatiquement. Il ne nécessite donc pas l’intervention du conducteur.

Comment utiliser l’embrayage en voiture

Maintenant que vous savez comment fonctionne un embrayage, voici comment l’utiliser en conduite.

Il suffit de faire varier l’embrayage de la voiture entre trois positions, en fonction de la situation et des besoins en énergie.

Embrayage ouvert : position débrayée

Lorsque la pédale d’embrayage est enfoncée, on dit qu’on est en position débrayée.

Dans ce cas, les deux disques de l’embrayage sont décollés, ils ne s’entraînent donc pas et ils ne transmettent pas d’énergie aux roues de la voiture. On peut utiliser l’embrayage dans cette position lors d’un arrêt par exemple.

Le point de patinage

Le point de patinage est la position intermédiaire de l’embrayage. Lorsque le conducteur maintient la pédale d’embrayage dans cette position, les disques sont en très léger contact, l’énergie transmise est donc modérée. Il convient d’utiliser l’embrayage au point de patinage pour démarrer ou effectuer des manoeuvres de stationnement à très faible allure.

Embrayage fermé : position embrayée

Lorsque la pédale d’embrayage est relâchée, on dit qu’on est en position embrayée.

Les deux disques de l’embrayage sont alors collés et transmettent l’énergie aux roues du véhicules. Utiliser l’embrayage en position embrayée permet donc à la voiture d’avancer, si une vitesse est enclenchée bien sur.

comment fonctionne un embrayage de voiture
Sur ce schéma, on peut voir comment fonctionne un embrayage de voiture en fonction de la position de ses disques.

Le fonctionnement de l’embrayage permet donc la transmission de l’énergie de la voiture. Découvrez comment le moteur produit cette énergie. Ces connaissances vous seront utiles, notamment si vous passez le permis de conduire

Boîte de vitesse automatique ou manuelle

Boîte de vitesse automatique

Il existe des voitures à boîte de vitesse automatique ou manuelle. En France, le plus répandu est la boîte de vitesse manuelle, mais même si cela est en train d’évoluer. De plus en plus de conducteurs choisissent de passer le permis de conduire sur voiture automatique, pour sa simplicité d’utilisation. Le fonctionnement de la boîte de vitesse reste néanmoins le même.

Fonctionnement de la boîte de vitesse

Nous pourrions comparer le fonctionnement de la boîte de vitesse au système plateau/dérailleur que l’on retrouve sur le vélo.

A quoi sert la boîte de vitesse

La boîte de vitesse de la voiture sert à modifier la démultiplication entre le moteur et les roues. On dit donc que c’est l’ORGANE qui permet de gérer la vitesse du véhicule et de le faire avancer, tout en permettant au moteur de ne tourner ni trop vite, ni trop doucement.

Le fonctionnement de la boîte de vitesse est le même pour une voiture automatique et manuelle.

Les différentes vitesses

La “première” est la vitesse la plus puissante, mais ne peut pas procurer une allure rapide à la voiture. Elle permet de lancer le poids du véhicule en avant au moment du démarrage. Les vitesses suivantes seront de moins en moins puissantes mais permettront de pouvoir augmenter l’allure de la voiture.

Le conducteur doit gérer son rapport de vitesse en fonction de son allure et des situations rencontrées, mais commencera toujours par démarrer avec la première vitesse et augmentera ensuite en fonction de son parcours.

Différence entre la boîte de vitesse automatique et manuelle

La principale différence entre la boîte de vitesse automatique et manuelle est, comme leur nom l’indique, le besoin pour le conducteur de faire une action ou non.

Dans une voiture automatique, le conducteur n’a pas d’action à faire. Les vitesses s’adaptent toutes seules en fonction de la situation.

Dans une voiture à boîte de vitesse manuelle, le conducteur doit changer lui-même de vitesse pour gérer l’allure et la puissance de la voiture en fonction de la situation. Il utilise pour cela une COMMANDE qu’on appelle le levier de boîte de vitesse. Le levier permet de changer les vitesses.

Conduire une voiture manuelle demande donc une action du conducteur, mais apprendre à utiliser la boîte de vitesse n’est pas si compliqué. Après quelques temps, vous n’y penserez même plus !

Boîte de vitesse automatique
Exemple d’une voiture à boîte de vitesse automatique : les vitesses s’adaptent donc automatiquement, sans action nécessaire du conducteur.
Boîte de vitesse manuelle
Levier d’une boîte de vitesse manuelle, que le conducteur de la voiture doit actionner pour changer de vitesse et adapter l’allure de la voiture.

Apprendre à conduire sur une voiture à boîte automatique ou manuelle

Avec Lepermislibre, vous choisissez avec quel enseignant vous souhaitez apprendre à conduire et vous pouvez voir sur son profil s’il dispose d’une voiture à boîte automatique ou manuelle. Dans tous les cas, vous allez aimer apprendre à conduire avec Lepermislibre ! Retrouvez toutes nos astuces pour vous guider dans votre formation, à commencer par une bonne installation en voiture.