Pourquoi les moteurs consomment plus à froid ?

Dernière modification : 16/01/2025

Compression moindre
Huile et efforts mécaniques
Moins bonne combustion ?
Consommation électrique ?

Conçu pour fonctionner à une température relativement élevée, le moteur thermique perd une partie de son rendement quand il fonctionne à froid.
Découvrons ici quelles en sont les raisons techniques ...

compression moindre

Quand elle est froide, l'huile est plus visqueuse et arrive moins à s'immiscer dans les espaces et intervalles les plus petits. On perd donc un peu en compression au niveau des segments par exemple, l'huile ayant plus de mal à boucher l'interstice entre le cylindre et l'extrémité / périphérie du segment. Le rendement d'un moteur étant directement lié à sa compression, on comprend donc pourquoi un moteur consomme plus à froid.

De plus, les segments et soupapes sont plus petits à froid car ils ne se sont pas encore dilatés par la chaleur, ils n'ont donc pas encore leur taille idéale même si la différence reste extrêmement mesurée (on parle tout de même de mécanique de précision, les moteurs sont usinés de manière très pointue et millimétrée). Les températures de fonctionnement des moteurs étant très importantes, les pièces usinées ont été conçues pour avoir la bonne taille à ces valeurs là. Il en résulte donc des éléments qui sont trop petits et rétractés à température ambiante (qui est pour le moteur une température très froide !). Et pur résumer, le moteur est composé de différentes pièces métalliques ayant des coefficients de dilatation différents (acier, aluminium, fonte). À froid, ces pièces ne sont pas à leurs dimensions idéales pour fonctionner ensemble de manière harmonieuse, ce qui réduit le rendement du moteur et donc augmente sa consommation.

Par compression on pense aussi à l'étanchéité des chambres de combustion, et plus elles sont "trouées" (pertes de compression par les écarts) moins la combustion va être valorisée dans le moteur. En effet, pour exploiter toute la puissance mécanique de la dilatation des gaz (combustion), et donc capter tout le "souffle" et la pression des gaz induite, il faut une chambre la plus étanche possible. Plus ce sera la cas, plus le piston sera repoussé vigoureusement et plus le rendement sera bon.

Huile et efforts mécaniques

Encore elle ? En étant un peu plus visqueuse les allers-retours des pistons sont un peu plus contraignante en terme d'effort (ça glisse moins facilement si on veut vulgariser), car une huile plus visqueuse est aussi plus résistante (mélanger à la main de l'eau ou de l'huile dans un récipient n'induit par exemple pas la même contrainte). Malgré tout, les huiles modernes arrivent à être bien plus fluides à froid que par le passé, ce qui amoindrit les pertes lié à ce paramètre.

A lire : le circuit de lubrification moteur

À froid, les pièces mobiles du moteur (pistons, vilebrequin, arbres à cames) exercent aussi plus de frottements, car la faible fluidité de l’huile ne permet pas toujours à cette dernière de s'intercaler entre les pièces. Les frottements seront donc plus accentués et on aura donc des pertes énergétiques de ce côté là.

A lire : Viscosité de l'huile : fondamentaux, explications et indices de viscosité

Moins bonne combustion ?

Une bonne combustion est avant tout liée à une bonne vaporisation du carburant dans les chambres de combustion (mélange et brasage optimal entre carburant et comburant). Si je prends une seule et même quantité de carburant mais injectée de deux manières différentes, je n'aurai pas du tout la même efficacité. Dans le cas où j'injecte le liquide de manière grossière (ex : grosses goutes injectées dans le moteur au lieu de petites) je n'aurai qu'une partie qui sera enflammée (une partie du liquide va au contraire éteindre et refroidir une partie de la combustion ... Car le carburant brûle à l'état de vapeur et non pas à l'état liquide). Si à l'inverse je vaporise ce dernier sous forme de micro goutelettes (ce à quoi sert les injections haute pression, disperser le carburant au maximum) dans la chambre, il sera en plus grande partie à l'état de vapeur, et il sera donc plus valorisé (= plus énergie extraite en raison de la quantité plus importante qui aura été brûlée).

A lire : pourquoi le gazole brûle moins bien que l'essence ?

Il est aussi pertinent de rappeler qu'à froid la tubulure d'admission est très froide, et qu'avec un moteur à injection indirecte le carburant sera refroidi d'autant plus et il sera donc moins à l'état de vapeur (qui est la forme idéale pour la combustion). Un moteur froid consomme donc plus

Consommation électrique ?

A froid, les batteries ont souvent une capacité réduite, ce qui rend leur fonctionnement moins efficace. Cela peut entraîner des difficultés à alimenter certains équipements (qui sont aussi pour certains plus sollicités à froid). L’Alternateur doit compenser cette faiblesse en produisant plus de courant dès le démarrage, ce qui ajoute une charge supplémentaire sur le moteur. Car pour faire tourner l'alternateur on a besoin du moteur. L'alternateur produit une résistance et nécessite donc plus de carburant pour ne pas que le régime baisse (exactement comme avec la climatisation qui provoque une contrainte sur le moteur du côté du compresseur qui est lié au vilebrequin).

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