Lorsque nous sommes confrontés à des températures estivales élevées, nous essayons tous de garder la tête froide. Mais saviez-vous que sans système de refroidissement, le moteur de votre voiture peut également surchauffer, voire tomber en panne?
Voyons ce que fait ce système, quels sont les éléments sur lesquels il s’appuie et comment il fonctionne, étape par étape.
À quoi sert le système de refroidissement?
Le système de refroidissement du moteur a trois fonctions importantes :
- Éliminer la chaleur indésirable du moteur;
- Amener le moteur à une température de fonctionnement confortable le plus rapidement possible;
- Maintenir une température de fonctionnement efficace, en augmentant la température du moteur par temps froid ou en l’abaissant par temps chaud.
Dans le moteur d’un véhicule moderne, les chambres de combustion produisent des températures supérieures à 2 200 °C, mais seul un tiers environ de cette chaleur est nécessaire pour faire fonctionner le véhicule. Le reste de la chaleur doit donc être éliminé, sinon le moteur tombera en panne. Un tiers de la chaleur est évacué avec les gaz d’échappement et le dernier tiers est siphonné par le système de refroidissement.
Il existe deux principaux types de systèmes de refroidissement : les systèmes de refroidissement par air et les systèmes de refroidissement par liquide. Les systèmes de refroidissement par air étant généralement réservés aux petits moteurs à un ou deux cylindres, nous nous concentrerons sur le système de refroidissement par liquide.
Pièces du système de refroidissement
Le système de refroidissement par liquide utilise un liquide de refroidissement et s’appuie sur de nombreuses pièces pour maintenir votre moteur à la bonne température :
- Chemise d’eau : constituée de conduits cylindriques remplis de liquide de refroidissement, situés autour des cylindres du moteur.
- Pompe à eau : fait circuler le liquide de refroidissement dans la chemise d’eau en circuit fermé.
- Radiateur : refroidit le liquide grâce à un processus d’échange de chaleur à haut rendement.
- Ventilateur de refroidissement : fixé au radiateur pour aider à refroidir le liquide.
- Capteur de température du liquide de refroidissement : il déclenche la mise en marche du ou des ventilateurs de refroidissement lorsqu’une certaine température est atteinte.
- Bouchon de radiateur : fait entrer et sortir le liquide de refroidissement du réservoir d’expansion pour gérer la pression.
- Réservoir d’expansion : contient le liquide de refroidissement et dispose d’un espace pour l’expansion du liquide.
- Thermostat : divise le système de refroidissement en deux circuits afin d’augmenter l’efficacité et de réduire l’usure du moteur.
Ces pièces sont situées directement à l’intérieur du moteur et autour de ce dernier. Certains systèmes peuvent comporter des pièces supplémentaires qui modifient leur mode de fonctionnement, mais leur objectif est toujours d’éliminer l’excès de chaleur du moteur pour que la voiture fonctionne en douceur.
Fonctionnement
Décortiquons les étapes de base qui permettent au système de refroidissement de maintenir votre moteur à une température de fonctionnement stable.
Pour commencer
Le système de refroidissement commence par la chemise d’eau, qui élimine la chaleur du moteur. Une pompe à eau fait circuler le liquide de refroidissement à l’aide d’une pompe centrifuge, qui est entraînée par la courroie de transmission et est alimentée par le vilebrequin. Ce système nécessite un liquide de refroidissement doté de propriétés spéciales : anticorrosion, anticavitation et antigel. Toutefois, ce processus est trop lent pour fonctionner seul, de sorte que le moteur peut encore facilement surchauffer.
C’est là que le radiateur entre en jeu. Le radiateur comporte deux réservoirs : l’un avec un tuyau d’entrée pour le liquide chaud, l’autre avec un tuyau de sortie pour le liquide froid. Des ailettes et des tubes relient les deux réservoirs, qui constituent ensemble le faisceau du radiateur.
Si la température est encore trop élevée, le capteur de température du liquide de refroidissement met en marche le ou les ventilateurs du radiateur. Ce dispositif affiche également la température du liquide de refroidissement sur votre tableau de bord.
Gérer la pression
Le système de refroidissement du moteur est un système fermé/étanche. Lorsque la température du système augmente, le liquide de refroidissement se dilate, ce qui accroît la pression dans le système. Le liquide de refroidissement atteint ainsi un point d’ébullition plus élevé, mais toute pression excessive doit être relâchée pour éviter tout dommage.
Lorsque la pression maximale est atteinte, le bouchon du radiateur s’ouvre pour laisser s’échapper le liquide de refroidissement dans le réservoir d’expansion. Le bouchon du réservoir d’expansion permet de relâcher la pression en libérant et en aspirant de l’air. Lorsque la pression diminue à nouveau, le liquide de refroidissement est aspiré du réservoir d’expansion pour être réintroduit dans le système de refroidissement.
Augmenter l’efficacité
Pour rendre ce système plus efficace sur le plan énergétique, un thermostat le divise en deux circuits. Le plus long des deux circuits comprend le radiateur, tandis que le plus court le contourne.
Lorsque la température du liquide de refroidissement est basse, le circuit le plus court est utilisé pour que le moteur atteigne plus rapidement sa température de fonctionnement. Lorsque la température du liquide de refroidissement dépasse 82 °C, la soupape de thermostat commence à s’ouvrir, mélangeant le liquide chaud et le liquide froid pour équilibrer la température. Si la température continue d’augmenter au-delà de 93 °C, le thermostat ferme le circuit le plus court et utilise uniquement le circuit le plus long.
Grâce à ces pièces qui fonctionnent à l’unisson, votre moteur peut maintenir une température de fonctionnement stable, même pendant les chaudes journées d’été.
Réchauffer et refroidir l’habitacle
Un dernier élément essentiel du système de refroidissement du moteur est le radiateur de chauffage. C’est là que le système de refroidissement du moteur croise le système de climatisation de l’habitacle.
Le radiateur de chauffage récupère la chaleur générée par le liquide de refroidissement et l’utilise pour réchauffer l’habitacle du véhicule en hiver. En été, le système de refroidissement du moteur est crucial pour le système de climatisation, car ce dernier dépend du fonctionnement du moteur.
Pour en savoir plus sur le fonctionnement du système de climatisation, consultez cet article.
Refroidissement de la batterie
La batterie de votre voiture doit également rester froide pour alimenter correctement le véhicule. Si le système de refroidissement du moteur ne fonctionne pas, la batterie peut également surchauffer. La négligence de l’entretien de la batterie et l’exposition du véhicule à des conditions météorologiques extrêmes sont d’autres causes courantes de surchauffe de la batterie. Consultez cet article pour en savoir plus sur les effets de la chaleur sur la batterie de votre voiture.
Pour toute question sur le système de refroidissement de votre véhicule ou pour trouver du matériel pour votre prochain projet de bricolage, visitez un magasin NAPA Pièces d’auto pour parler à un expert.