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L'instant Méca #3 : les distributions

L'instant Méca #3 : les distributions

Nous avons parlé de deux thèmes sur la mécanique, sans même poser les bases. Un moteur peut tourner grâce à une distribution, entre autres. Cette distribution, elle peut être de plusieurs types, et nous allons les découvrir ensemble au travers de cet article.


Les termes "courroie de distribution", ou encore "distribution à chaîne" doivent vous parler, si vous êtes en tout cas intéressés par l'automobile. Par contre, si vous n'avez pas une véritable base mécanique, ni aucune expérience dans le milieu, vous avez peut-être été victime, malgré vous, d'idées reçues. Heureusement pour vous, le Palais de la Voiture est là ! Il est temps de vous remettre sur le droit chemin...

Pourquoi y a-t-il une distribution dans mon moteur ?

Nous vous le disions pour introduire cette thématique : la distribution est l'un des fondements pour qu'un moteur tourne. Vous ne le saviez peut-être pas, et vous vous demandiez pourquoi payer 500€ de frais de remplacement de votre courroie. En voici la réponse : la distribution sert à synchroniser les mouvements internes au moteur. Ainsi, les tours du vilebrequin sont synchronisés avec les tours du (des) arbre(s) à cames.

Le vilebrequin est l'axe sur lequel les bielles des pistons viennent se fixer, placé dans la partie basse du moteur. Tandis que l'arbre à cames, lui, est aussi un axe, mais supportant plusieurs pièces. Ces pièces vont transformer le mouvement de rotation de la tige en un mouvement mécanique : appuyer sur les poussoirs des soupapes. Il y a autant de cames que de soupapes, et elles sont agencées pour que le mouvement de ces dernières soit agencé avec les temps moteur.

Finissons-en avec la théorie via cette information importante : le diamètre du vilebrequin est deux fois plus petit que celui de l'arbre à came. Ce qui veut dire que, quand ce dernier fait 1 tour de 360°, le vilebrequin en fait deux, soit 720°. Il faut donc que tout soit synchronisé via une distribution !

La courroie de distribution : monnaie courante

En 2018, beaucoup de motoristes ont opté pour la courroie de distribution. Comme son nom l'indique, la synchronisation se fait via une courroie en caoutchouc. Elle est crantée de manière transversale pour la simple et bonne raison que, comme le moteur impose une certaine force d'inertie mais, comme déjà dit, une précision au micromètre, il ne faut pas que ça "patine". Vous pouvez voir sur la photo ci-dessous que la courroie ne saurait pas glisser, et donc, dérégler le moteur.

L'instant Méca #3 : les distributions

Évidemment, si les petites rainures sont positionnées de cette manière, c'est pour qu'elles viennent s'imbriquer dans des pignons. On retrouve donc le pignon de vilebrequin, ainsi que le ou les pignons d'arbres à cames. Pour ce dernier, il faut rester vigilant : ce n'est pas parce qu'il n'y a qu'un pignon qu'il n'y a qu'un arbre, car certains moteurs ont une chaîne reliant les deux tiges, comme les 1.6 HDi DV6TED4, par exemple. Enfin, un dernier pignon peut exister, celui de la pompe à eau. Cette dernière porte bien son nom, puisque son rôle est de mettre sous pression le circuit de refroidissement.

Enfin, comme 2, 3 ou 4 pignons ne seraient peut-être pas suffisant pour tendre une courroie, et qu'il faudrait de toutes façons réussir à la retirer, deux galets se placent dans le carter de distribution : un galet enrouleur, qui va orienter la direction de la courroie, et un galet tendeur, qui va la tendre ou la détendre. Ce dernier élément est donc mobile, et est débrayable, afin que le mécanicien puisse retirer la courroie.

Pour terminer, nous pouvons décerner des avantages, mais, bien sûr, des inconvénients. En automobile, tout est toujours une histoire de compromis ! Par exemple, la courroie est légère et en caoutchouc, ce qui lui permet de ne pas être trop énergivore, en plus de ne pas faire de bruit. Cependant, ce poids fait qu'elle doit être remplacée de manière périodique, et qu'elle est plus sensible aux changements de températures. Par contre, une courroie sera toujours moins chère qu'une chaîne (à moteurs équivalents) en cas de besoin de remplacement, ce qui n'empêchera pas de faire baisser la valeur de la voiture que vous vendez si vous n'avez pas remplacé la distribution...

LA COURROIE DE DISTRIBUTION

TROP COOL ! TROP NUL !
• Légèreté donc peu de perte de puissance
• Moins cher à remplacer qu'une chaîne
• Pas de bruit en tournant
• Le remplacement et ses coups, quand même
• La courroie peut vite s'endommager
• Distribution à faire pour la revente

Voici une petite vidéo promotionnelle du moteur PureTech de chez PSA, élu Moteur de l'Année plusieurs fois ! On y voit très clairement le fonctionnement de la courroie de distribution, qui, ici, est à bain d'huile.

La chaîne de distribution : pas si rare !

Nous avons résumé les endroits où on retrouve des chaînes de distribution : dans les vieilles mécaniques, et dans les voitures asiatiques. Mazda reste un grand fervent des chaînes de distribution, sa liste de moteurs les utilisant à presque 100%. Mais, en fait, il y a beaucoup plus de constructeurs optant pour des médaillons que ce que vous ne croyez. Renault, par exemple, a choisi une chaîne pour ses moteurs TCe (0.9, 1.2 et récent 1.3), comme Volkswagen (jusqu'à la Golf 6 parce que la fiabilité des TSi en était impactée), PSA, Mercedes-Benz, et bien d'autres que vous retrouverez sur la liste ci-dessous !

Le principe d'une chaîne de distribution est aussi simple que celui de la courroie car il est le même ! Il subsiste un détail non négligeable. Une chaîne n'a pas les mêmes propriétés physiques qu'une courroie, et ne peut donc pas s'enrouler et se (dé)tendre au moyen d'un galet. Ce sont des rails tendeurs et guides qui vont permettre que le tout prenne sa place. Sinon, le principe de synchronisation est le même !

DISTRIBUTIONS À CHAÎNE

    Moteurs Essence Moteurs Diesel
GROUPE BMW-Mini   Une majorité Une majorité
SAUF 1.6 HDi sur Mini
GROUPE FCA (Fiat-Alfa Romeo)   0.9 TwinAir 1.3 JTD (sur Fiat, Alfa Romeo, Ford, Citroën, Peugeot, Opel...)
HONDA   Une majorité :
1.3 / 1.5 / 1.8 / 2.4 VTEC
1.6 / 2.2 CDTI
KIA / HYUNDAI   Tous les moteurs
À voir si les futurs le seront encore
1.1 / 1.5 / 1.6 / 2.0 CRDi
MAZDA   Systématique
1.5 / 1.6 / 2.0 SkyActiv-G
2.2 SkyActiv-D 150/175
MERCEDES-BENZ & SMART   Une majorité Une majorité
SAUF 1.5 dCi (180 et 200 CDI)
OPEL   1.4 90 / 140
1.6 Sidi Turbo 170
2.0 / 2.2 DTI
1.3 CDTI (origine Fiat)
Nouveau 1.6 CDTI
GROUPE PSA   1.0 sur les C1 I et 107
1.4 / 1.6 VTi (origine BMW)
1.8 HDi (Mitsubishi)
Lien entre les deux arbres à cames
(si HDI 16 soupapes)
GROUPE RENAULT   0.9 / 1.2 / 1.3 / 1.4 TCe / DIG-T
1.0 SCe
1.6 / 2.0 dCi
TOYOTA   1.0 / 1.3 VVT-i Moteurs D-4D (sauf 2.0 115)
GROUPE VAG   1.2 / 1.4 TSI avant 2013
1.8 / 2.0 TSI après 2008
2.7 / 3.0 / 4.2 TDI

Voici une petite liste non-exhaustive des principaux moteurs à chaîne !

Comme elle est métallique, la chaîne de distribution a besoin d'être lubrifiée pour ne pas gripper. C'est pour cette raison qu'elle est à l'intérieur du moteur. En effet, l'huile moteur va graisser en continu chaque médaillon par principe de barbotage, et réduire le risque de casse.

En résumé, les principales qualités d'une chaîne de distribution sont qu'elle n'a pas à être remplacée (théoriquement), sa durée de vie est donc très longue. De plus, le fait d'énoncer, à la revente, que votre véhicule possède une chaîne de distribution lui fait gagner de précieux points. Cependant, si elle ne doit pas être changée, elle risque de se détendre avec le temps. Ce n'est pas dangereux, mais elle fera du bruit. Le poids ce système lui nuit aussi, car les performances (et donc les consommations) sont moins bonnes, et le moteur doit forcer plus fort pour tourner.

LA CHAÎNE DE DISTRIBUTION

TROP COOL ! TROP NUL !
• Durée de vie
• Pas d'entretien à faire
• Avantageux à la revente
• Poids énorme, réduisant les performances
• Le moteur force plus, risque de se "vider"
• Bruits de fonctionnements par après

Les pignons de distribution

Une cascade de pignons est peut-être le type de synchronisation le plus énergivore qui puisse exister. Son appellation peut déjà vous mettre sur la piste. Ce sont, en fait, des engrenages imbriqués les uns dans les autres qui vont faire tourner le moteur comme une horloge, au sens propre comme au figuré. Le souci est qu'un pignon, c'est lourd. Et quand on doit en mettre parfois plus de 10, ça peut peser un petit paquet. Donc, le moteur a plus de poids en inertie et demande plus de carburant pour fonctionner, tout cela en limitant les performances. Rares sont les marques qui utilisent ce système, même si c'est un gage de fiabilité extrême ! Malheureusement, le moteur faisait un bruit d'enfer avec ces pignons rentrant en contact l'un avec l'autre, malgré l'huile moteur comme isolant. Il a donc fallu faire un choix, et c'est pour cela que nous ne la comparerons pas avec les deux autres protagonistes.

Seulement 7 pignons pour celle-ci, un record !

Seulement 7 pignons pour celle-ci, un record !

Un danger mortel pour le moteur !

Il est rare qu'une courroie de distribution casse, et il est donc encore plus rare qu'une chaîne cède. Cependant, quand cela arrive, c'est l'arrêt de mort du moteur. Nous n'avons pas cessé de le répéter depuis le début de l'article : la distribution assure la synchronisation dans le moteur. Or, si ce qui transmet les mouvements du bas moteur vers le haut n'est plus, le moteur s'éteindra à tout jamais. Vous ne verrez (normalement) rien de l'extérieur. Mais, le simple fait qu'il y ait une légère désynchronisation (même que d'une seule dent), les soupapes pourront alors rentrer en contact (aussi léger soit-il) avec un piston, et c'est le souk dans le bloc ! Les réparations seront tellement onéreuses que vous devrez changer le moteur. Alors, de grâce, respectez les préconisations (dans le tableau ci-dessous, quelques exemples), et, surtout, ne laissez pas faire la distribution de votre voiture par un Jean-Kévin qui a obtenu tous les diplômes...

Préconisation du remplacement de la courroie de distribution

Renseignez-vous TOUJOURS auprès de votre réparateur agréé pour les préconisations officielles,
certains moteurs demandent plus de soin que d'autres !

 

    PRÉCONISATION CONSTRUCTEUR SELON LE MOTEUR
GROUPE FCA
Fiat-Alfa Romeo
  Motorisations générales (1.9 & 2.0 JTD ; 1.6 JTDM ; 1.1i ; 1.4i) :
tous les 120 000 km / 5 ans
FORD   1.4 TDCi PSA : 240 000 km / 10 ans
1.6 TDCi PSA : 160 000 ou 200 000 km / 10 ans
1.0 EcoBoost : 240 000 km / 10 ans
1.5 TDCi : 180 000 km / 10 ans
OPEL   1.7 CDTI 110 : 150 000 km / 10 ans
GROUPE PSA   1.4 HDi : tous les 240 000 km / 10 ans
1.6 HDi y compris Ford, Mini : tous les 160 ou 180 000 km / 10 ans
Moteurs TU : 120 000 km / 10 ans
1.2 PureTech : 100 000 km / 6 ans puis tous les 200 000 km / 12 ans
GROUPE RENAULT   1.5 dCi sauf FAP ; 1.9 dCi : 120 000 km / 5 ans
1.5 dCi FAP : 160 000 km / 6 ans
1.9 dCi 130 FAP Mégane III / Scenic III : 160 000 km / 6 ans
Moteur essence en général : 120 000 km / 5 ans
TOYOTA   1.4 D-4D sur Aygo I : 240 000 m / 10 ans
2.0 D-4D 90/110/115 : de 90 à 105 000 km / de 6 à 10 ans (selon la puissance, l'année, et si le moteur en est pourvu)
GROUPE VAG   1.4 TDI : 90 000 km / 6 ans
1.6 TDI : entre 150 et 210 000 km / 10 ans
1.4 TSI : 180 000 km / sans limite de temps
VOLVO   D2 PSA : 240 000 km / 10 ans
D3 : 180 000 km / 10 ans
T3 : 180 000 km / 10 ans
D5 : 160 000 km / 10 ans

Prenez ce tableau avec des pincettes, et vérifiez dans votre carnet d'entretien !

La courroie d'alternateur : aucun rapport !

La courroie d'alternateur, ou courroie d'accessoires, n'a rien à voir avec la courroie (ou chaîne) de distribution. En mécanique, il faut appeler les choses par leur nom, et elle le fait bien : la courroie d'alternateur entraîne l'alternateur. Son pignon principal est celui du vilebrequin (qui est doublé), et elle rejoint l'alternateur. Donc, dès que le moteur tourne, l'alternateur en bon état rechargera la batterie, en théorie. Evidemment, d'autres organes sont venus s'y greffer. Je parle du compresseur de climatisation (ayant comme faculté de se débrayer, afin de ne pas faire forcer le moteur quand il tourne, ou quand il est grippé !), ou encore de la pompe de direction assistée hydraulique.

Il faut faire attention à ne pas confondre une courroie d'alternateur avec une courroie de distribution. Généralement, leur dessin intérieur est longitudinal, ce qui lui permet de se laisser patiner si un des accessoires se bloquait, et qui aurait pour conséquence de ne pas bloquer le moteur. Mais, certains constructeurs ont besoin de grip, et ont agencé le reste pour ne pas qu'un drame se produise au cas où un engrenage cassait.

Aussi, profitez du fait qu'elle ne soit pas cachée dans un carter pour vérifier son état. Souvent, elle est conçue pour être remplacée en même temps que la courroie de distribution, mais les variations de températures (chaleur du moteur + pluie) peuvent lui être néfaste, et elle pourrait casser, allumer un sapin de Noël derrière les compteurs et, à terme, vous mettre votre batterie flambant neuve à plat !

Une courroie d'alternateur en caoutchouc sur un moteur BMW à chaîne !

Une courroie d'alternateur en caoutchouc sur un moteur BMW à chaîne !

Changer sa distribution soi-même ?

En tant que mécanicien (de base...), je peux vous garantir que remplacer une courroie de distribution à la one again est le pire plan existant. Et ne venez pas me dire que vous avez vu un tutoriel de Jacky pimpe sa Twingo, et que cela fait de vous un technicien en maintenance et en diagnostic automobile, ce n'est PAS VRAI ! Il faut de la rigueur, de la connaissance, de l'équipement, de la patience, et, surtout, un diplôme en gynécologie pour certaines voitures. En effet, l'accès y est souvent étriqué sur les moteurs transversaux.

Sinon, il vous faudra démonter tout ce qui peut cacher la courroie de distribution : la courroie d'alternateur, le support moteur (après avoir soutenu le moteur temporairement, avec un cric ou un outil spécifique), la roue avant droite (si moteur transversal), la coquille d'aile, et enfin le carter de distribution. Nous n'avons pas compté tout ce qui pouvait gêner en plus, c'est selon la marque ! Vous devrez enfin piger la distribution pour éviter un quelconque mouvement des pignons. Ensuite, vous pourrez enfin faire tourner le moteur (via le vilebrequin) pour que les points de repère des poulies et du bloc se mettent en face l'un de l'autre, placer vos piges (au vilebrequin et à (aux) arbre(s) à cames), et débrayer le tendeur de courroie (qui doit être remplacé aussi) pour la libérer ! Attention au remontage, les courroies ont un sens !

Nous vous conseillons vivement de vous aider d'un mécanicien professionnel pour votre première fois !

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Peugeot 308 Etienne PDLV
 

De la Smart à la Bentayga, je peux dire que je suis complètement obsédé par le monde de l'automobile. Intégrer l'équipe de PDLV et pouvoir vous donner ma vision des nouveautés chaque jour est quelque chose de génial pour moi. Ma "carrière" de blogueur a débuté il y a quelques années, et ceci, cumulé à mes études en mécanique auto, me permettront de vous proposer un contenu de qualité, tout en gardant le côté décalé cher à PDLV.

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Etienne Deketele-Kestens

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