L’architecture des moteurs

Mécanique

L’architecture des moteurs : mono, twin, 4 en ligne ou V4

Contrairement à l’automobile, presque entièrement convertie au 4 cylindres en ligne, la moto offre une incroyable variété de moteurs. Monocylindre, bicylindre en V, à plat ou parallèle, trois cylindres, quatre en ligne, V4, six cylindres : chaque architecture a sa sonorité et son caractère. Le calage du vilebrequin ajoute encore des nuances.

  • De 1 à 6 cylindres
  • En ligne, en V, à plat
  • Le calage et le son

1Ce qui guide le choix d’une architecture

Le moteur à quatre temps est mis au point par Nikolaus Otto en 1876. En 1885, Gottlieb Daimler et Wilhelm Maybach installent un petit monocylindre 4 temps sur la Reitwagen, souvent considérée comme la première moto à essence. Depuis, les ingénieurs multiplient les cylindres et les dispositions.

Le choix d’un moteur répond à trois familles de contraintes :

  • les performances recherchées : puissance, couple, régime, consommation ;
  • l’encombrement : largeur, longueur, hauteur du centre de gravité, accessibilité ;
  • le style : un moteur se voit sur une moto, et il fait partie de son identité.
Architecture des moteurs de moto
Chaque architecture a sa forme et son caractère.

2Les dispositions des cylindres

Le monocylindre

Un seul cylindre, vertical ou incliné. Simple, léger et étroit.

En ligne

Les cylindres côte à côte, le plus souvent en travers du cadre. De 2 à 6 cylindres.

En V

Deux rangées de cylindres formant un V, en travers ou en long. L’angle va de 45° à 90° en général.

À plat

Un V ouvert à 180°, dit « boxer » : les BMW et la Honda Gold Wing.

Mono, de face
Mono, de face
Mono, de côté
Mono, de côté
Bi en V, de dessus
Bi en V, de dessus
Vue de côté du bi en V
Vue de côté du bi en V
Bi à plat, de dessus
Bi à plat, de dessus
Vue de côté du bi à plat
Vue de côté du bi à plat
4 en ligne, de face
4 en ligne, de face
Vue de côté du 4 en ligne
Vue de côté du 4 en ligne
4 en V, de dessus
4 en V, de dessus
Vue de côté du 4 en V
Vue de côté du 4 en V

3Le nombre de cylindres

CylindresCaractèreExemples
1Léger, coupleux, vibrant à haut régimeTrails et enduros, supermotards, 125 cm³
2 parallèlesCompact, économique, souvent calé à 270°Yamaha MT-07, Kawasaki Z650
2 en VCouple et sonorité typésDucati, Harley-Davidson, Moto Guzzi
2 à platCentre de gravité bas, bon refroidissementBMW R 1300 GS
3 en ligneCompromis entre couple et allongeTriumph Street Triple, Yamaha MT-09
4 en ligneDoux, puissant à haut régimeSportives et roadsters japonais
4 en VCompact en largeur, très puissantDucati Panigale V4, Aprilia RSV4
6Grande douceur, pour le grand tourismeBMW K 1600, Honda Gold Wing

Plus il y a de cylindres, plus le moteur est doux et capable de tourner vite, mais aussi plus lourd, plus large et plus cher. Les cinq cylindres sont restés des curiosités de course, comme le V5 de la Honda RC211V championne MotoGP en 2002.

4Le calage du vilebrequin

Un moteur 4 temps fait un cycle complet en deux tours, soit 720°. Le calage désigne l’angle entre les manetons du vilebrequin : il fixe l’intervalle entre les explosions, donc les vibrations, la motricité et le son.

MoteurIntervalles entre explosionsEffet
Bicylindre parallèle calé à 360°360° puis 360°Régulier, son de twin anglais d’autrefois, vibrant
Bicylindre parallèle calé à 180°180° puis 540°Moins de vibrations verticales
Bicylindre parallèle calé à 270°270° puis 450°Imite le V-twin à 90° : son rauque, bonne motricité
V-twin à 90°270° puis 450°Équilibre naturel très bon
Trois cylindres à 120°240° réguliersSon rauque et moteur plein
Quatre en ligne à 180°180° réguliersHurlement caractéristique à haut régime
Quatre en ligne « crossplane »270°, 180°, 90°, 180°Motricité et son de V4 (Yamaha R1)
Mono, 360°
Mono, 360°
Bi en ligne, 360°
Bi en ligne, 360°
Calage à 180° du bi en ligne
Calage à 180° du bi en ligne
Bi en V, maneton commun
Bi en V, maneton commun
Calage à 180° du bi en V
Calage à 180° du bi en V
Tri en ligne, 120°
Tri en ligne, 120°
Quatre en ligne, 180°
Quatre en ligne, 180°
Quatre en V, 90°
Quatre en V, 90°
Quatre à plat, 180°
Quatre à plat, 180°
Six en ligne, 120°
Six en ligne, 120°
V6 ouvert à 60°
V6 ouvert à 60°
Six en V, 120°
Six en V, 120°
Huit en V, 180°
Huit en V, 180°
Cinq cylindres, 72°
Cinq cylindres, 72°

5Combien d’explosions par seconde ?

Dans un moteur 4 temps, chaque cylindre produit une explosion tous les deux tours. Avec un calage régulier, l’intervalle vaut 720° divisé par le nombre de cylindres.

Le rythme des explosions

Pour un moteur 4 temps à calage régulier.

Explosions—par seconde
Intervalle régulier—de vilebrequin
Temps entre deux—millisecondes

6Questions fréquentes

Pourquoi tant de bicylindres parallèles calés à 270° ?

Ils sont compacts et peu coûteux à produire comme un bicylindre en ligne, mais sonnent et tractent comme un V-twin. Yamaha, Triumph, Honda ou Aprilia l’utilisent.

Qu’est-ce qu’un moteur « big bang » ?

Un moteur dont les explosions sont regroupées pour laisser au pneu un temps de repos. Il améliore la motricité en sortie de virage. Le « crossplane » de la Yamaha R1 en est un exemple.

Pourquoi les V4 de course ?

Ils sont aussi étroits qu’un bicylindre et aussi puissants qu’un quatre en ligne. En MotoGP, la plupart des constructeurs ont choisi le V4.

À retenir

  • Performances, encombrement et style guident le choix d’une architecture.
  • De 1 à 6 cylindres, en ligne, en V ou à plat : la moto offre une grande variété.
  • Le calage fixe l’intervalle des explosions, donc les vibrations et le son.

Pour aller plus loin