Le sans plomb

Nous avons tous en mémoire les célèbres dessins de Hergé illustrant les Dupont et Dupond chantant joyeusement «quand vot’moteur fait boom» à bord de leur Citroën, dans Tintin au Pays de l’Or Noir.

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Alors, sommes nous promis au même sort qu’eux ?
C’est un peu une réponse de Normand: ça dépend !
Eric H. Biass, Président du Jaguar Club Genève, tente de jeter un peu de clarté sur une situation incertaine.

Pour bien comprendre ce qui nous attend, il faut bien séparer deux choses: l’indice d’octane d’une part, et l’essence sans plomb de l’autre. Nous avons encore aujourd’hui en Suisse trois types de carburants (nous laissons de côté le diesel, bien sûr) :

  • la Super, octane 98 avec plomb (rouge)
  • la Super, octane 98 sans plomb (verte)
  • la Normale, octane 95, sans plomb (verte, également)

La Normale : elle a toujours été destinée aux moteurs non poussés, c’est à dire généralement à rendement peu élevé (typiquement de 40 ch au litre) dont le taux de compression ne dépasse pas 6 ou 7:1. Dans le cas de voitures anciennes, ces moteurs peuvent continuer de rouler ainsi pour autant que l’on ne les stresse pas en roulant constamment à 100% de leur puissance. Si l’on prévoit beaucoup de montagne par temps chaud, par exemple, choisir la Super Verte.

La Super avec plomb : elle est née durant la seconde guerre mondiale, dans l’aviation. En effet, les bombardiers en particulier devaient fournir une puissance considérable pour s’arracher du sol en pleine charge, puis atteindre leur altitude de croisière. C’est ainsi que l’on eut l’idée d’ajouter du plomb tétraéthyle PB(C2H5)4 (en fait l’indice du carburant d’aviation pouvait grimper à 150). Ce dernier à pour effet d’apaiser le taux de combustion et de réduire la soudaine montée en température sur le front de flamme qui provoque la détonation. Le prix a payer, par contre, est que le plomb tend à créer des dépôts, qui eux-mêmes deviennent incandescents et provoquent l’auto-allumage… et même finalement aussi le cliquetis! Mais ceci ne se produit que si un moteur est mal réglé. Ironiquement c’est aussi ce dépôt (lorsqu’il est très faible), qui protège les siège de soupapes.

La Super Verte (sans plomb) : contrairement à une idée très répandue, la Super sans plomb n’est pas du tout née de la nécessité d’ôter le plomb pour des raisons écologiques! Non, c’est tout simplement parce que les catalyseurs au platine (qui ont pour but de brûler les résidus de combustion) ne supportent pas le plomb. Ironiquement, et bien que l’on fasse grand cas de cette histoire de nocivité du plomb (la quantité est vraiment infinitésimale et ses effets nocifs dans l’essence n’ont jamais établis), il se peut en effet que les arômes que l’on place dans l’essence verte soient en fait beaucoup plus nocifs! Si l’avènement du catalyseur a été bénéfique, il appert aujourd’hui que les moteurs actuels pourraient s’en passer, ce qui serait aussi bénéfique, car nos chers politiciens n’ont pas beaucoup pensé au problème du recyclage des pots au platine. Le pot catalytique est une invention US, et l’inféodation habituelle a fait le reste…


Octane : qu’est-ce que ce fameux indice ?
Il indique la résistance d’un carburant à détonner dans un moteur (le moteur, alors, cliquette). Comment est-il déterminé? On prend un moteur type, le fait fonctionner en augmentant la charge jusqu’à ce qu’un certain niveau de cliquettement se produit. On reprend ce même moteur, et on le fait fonctionner avec un mélange iso-octane très résistant à la détonation, puis on ajoute une forme d’hectane qui détone facilement. Lorsque l’on arrive au même niveau de cliquettement que le premier test, il suffit de faire le rapport de quantité des deux composants du deuxième test pour obtenir l’indice.


Cliquetis :
Ce phénomène se produit lorsque l’indice d’octane est trop faible et que l’on met un moteur sous puissance. Le mélange air-essence se met alors a détonner d’une manière si violente et brève que le piston n’a pas le temps de réagir de manière efficace (le piston a besoin d’une pression relativement longue, que l’on pourrait qualifier «d’accompagnatrice»). Or, cette pression est tellement violente que l’onde de choc se répercute sur les parois du cylindre, produisant ce bruit métallique caractéristique. Du fait que le piston n’a pas eu le temps de descendre correctement, la surpression est énorme. Insister, c’est le piston troué garanti.


Ce qui nous attend: Nous avons encore la chance en Suisse d’obtenir la Super Rouge. Mais pas pour longtemps. L’auteur a téléphoné à ELF (purement pour des raisons pratiques) pour savoir ce qu’il en était. Il apparaît que la Suisse aussi se prépare à s’aligner sur les décision Européennes, à savoir, supprimer la Super Rouge à l’aube de l’an 2000. Il s’avère effectivement que la Super Verte, bien que nantie de son octane 98, est «plus corrosive» et que, de fait, les soupapes des moteurs de conception ancienne en pâtissent. Une essence dotée d’un additif est donc en cours d’étude chez plusieurs marques. Cette essence s’appellerait Millésime chez ELF, Millenium chez Shell ou encore ADX98 chez Agip. Tout n’est donc pas perdu donc,d’autant que des additifs «perso» viennent sur le marché (voir Essais).

La Solution: elle dépend essentiellement (sans jeux de mots) du type de moteur que l’on possède : culasse en fonte, ou culasse en aluminium.

– Les plus affectés sont les moteurs dont la culasse est en fonte, et le problème va croissant avec leur taux de compression. Un moteur boxer de Volkwagen ou un moteur de Morris Minor d’avant guerre, par exemple, ne sera pas ou peu affecté. Par contre, si l’on monte en puissance spécifique (nombre de CV au litre), comme c’est le cas de Triumph, de Mini Cooper ou de MG, on a tout a craindre. Pourquoi? Parce que ces culasses en fonte d’acier on vu leurs sièges de soupapes usinées directement dans la masse et que leur dureté est donc insuffisante. Alors, même si l’on roule à la Super Verte, et que l’on envisage une utilisation soutenue, il est indispensable de retarder l’avance à l’allumage d’environ cinq degrés. Le problème du collage des soupapes, risque qui n’apparaît que si l’on soutien des régimes élevés, ne sera, lui, réglé qu’avec des additifs. La seule solution en cas de conduite soutenue, est de procéder à une modification des culasses. Certains ateliers se sont spécialisées et font ces conversions (insertion de sièges en métal dur et montage de soupapes renforcées).

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Les moteurs en aluminium, ici Jaguar XK, avaient forcément des sièges en métal dur. L’utilisation de deux arbres à cames en tête gouvernaient souvent la nécessité de chambres de combustion hémisphériques.

– Les moteurs à culasse en aluminium, quant à eux, ont des sièges rapportés, non pas par extralucidité des fabricants, mais simplement parce qu’aucun siège de soupape usiné dans la masse ne tiendrait longtemps dans ce métal peu dur. En outre, du fait que les motorises voulaient «assurer le coup», ces sièges étaient souvent réalisés en métal dur. La plupart des moteurs britanniques à culasse en aluminium ont des sièges réalisés par la firme Brico. C’est le cas notamment, des moteurs Jaguar depuis 1948. Jaguar n’a jamais clairement indiqué sa position de la longévité de ses moteurs XK vis à vis de l’essence sans plomb, mais argue que cela fait 20 ans que les XJ roulent en Amérique sans plomb, et souvent en octane 95. Jaguar semble cependant oublier que les XJ catalysées vendues outre-Atlantique ont souvent des taux de compression de 7:1, et que la vaste majorité des Américains, du fait des limitations de vitesses absurdes (50 miles à l’heure, soit 80 km/h) se déplacent en avion dès qu’ils ont de longues distances à parcourir. En fait, les voitures les plus affectées en Europe sont celles équipées d’une boîte automatique, en raison de leur rapport final plus court (le moteur tourne plus vite). Voici donc le mythe de la voiture automatique moins stressée qui s’écroule. En fait, la majorité des moteurs a culasse en aluminium ont peu à craindre si l’on ne conduit pas constamment «pied dedans». Les moteurs XJ V12 HE, n’ont, quant à eux, rien à craindre du tout (voir pourquoi plus bas).

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Développée par May en Suisse, la culasse HE (High Efficiency) voit les gaz chassés en tourbillon dans une chambre de compression logée sous la soupape d’échappement. En se dilatant ils continuent de tourner en s’enflammant. Cet artifice permet de rouler sans plomb avec des taux de compression très élévés.

Nous voyons donc que le problème est à deux tiroirs: le plomb servait à augmenter l’indice d’octane, mais il procurait une protection des sièges des soupapes. Quoi qu’il en soit:

1 – Si votre moteur cliquette, réduisez votre avance à l’allumage (de trois à cinq degrés), et surtout, surtout, plus que jamais, veillez à ce que votre système de refroidissement fonctionne comme s’il était neuf. N’oubliez pas que les voies d’eau, surtout dans les culasses, s’entartrent, et que les pales des pompes à eau sont toutes sujettes à l’érosion de l’eau: ‘faut que ça circule! Un moteur trop chaud provoque aussi la détonation du mélange avant que l’étincelle de bougie n’arrive.

2 – Vérifiez et réglez régulièrement vos jeux de soupapes (tous les 10 000 km). Si votre siège s’use, votre jeu diminue. Si le jeu diminue trop, c’est la soupape grillée à coup sûr.

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Autre solution permettant d’améliorer le remplissage: l’adoption des configurations dites multisoupapes.

Mais alors, pourquoi les moteurs modernes roulant à la Super Verte voient-ils leurs taux de compression encore plus élevés? Eh, oui, cela peut paraître contradictoire. Tout est question de combustion. Comme nous l’avons vu plus haut, il est primordial que la combustion se fasse de la manière la plus distribuée possible. Cela a toujours été l’obsession des ingénieurs. Le cas le plus pathétique, et qui confine à l’horreur, est celui des moteurs à soupapes latérales: en effet le mélange est aspiré de côté et depuis le bas, et ne remplit pas correctement la chambre. La première amélioration vient avec les soupapes en tête: meilleure répartition, plus centrale. Raffinement suivant, la chambre hémisphérique qui permet de ne pas avoir à «remplir les coins», puisqu’il n’y en a plus. L’étape finale, que nous connaissons aujourd’hui revient, curieusement, à la chambre plate (enfin, presque), souvent associée à un piston creusé et deux soupapes d’admission. Le but est de créer une turbulence permettant au mélange de bien se répartir. C’est là que le spécialiste suisse May a brillé avec sa culasse Fireball développé pour le moteur Jaguar XJ V12 HE. Moralité: plus on répartit, plus on peut compresser, plus on compresse, mieux on brûle, et mieux on brûle, moins on consomme (à puissance égale, bien sûr).

Essais: Nous l’avons vu plus haut, les pétroliers travaillent sur une Super qui pourrait convenir au besoins des collectionneurs. Cependant, un étude très sérieuse sur les additifs commencée en novembre 1998 en Grande Bretagne par la Fédération britannique des clubs de véhicules historiques au célèbre Mira (Motor Industry Research Association) s’est achevée en Mars 1999. Le choix s’est porté sur un moteur des plus sensibles, le célèbre BMC de la série A qui équipe entre autres les Mini et Midget. Fait intéressant, seuls douze fabricants d’additifs sur quarante on daigné soumettre leur produit. Le moteur a d’abord été testés au banc à l’essence plombée à 3800 t/min pendant 50 heures, puis à 5500 t/min pendant 20 heures à l’essence peu plombée, puis à l’essence sans plomb mais avec les additifs (à chaque test, une nouvelle culasse était montée). Les résultats ont été publiés notamment par Thoroughbred & Classic Cars. Seuls quatre additifs ont reçu l’approbation, mais assez curieusement, tous utilisent une chimie différente. Le vainqueur (celui avec lequel l’usure des sièges de soupapes a été la plus faible), à base de potassium, est le Superblend Zero Lead 2000 (coût par litre d’essence: 6 centimes Suisses). Vient ensuite le Millers VSP-Plus, au manganèse, qui est leu seul à augmenter l’indice d’octane. Suivent Valvemaster, puis Red Line Lead Substitute, au sodium, mais qui pourrait, selon les techniciens, causer des problèmes sur les turbos. Note finale sur ce sujet: les systèmes de filtres et autres gadgets a mettre sur le circuit d’essence, relèveraient dur plus pur charlatanisme.

Eric H. Biass

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Les quatre additifs récemment annoncés par T & Classic cars, les seuls à avoir été déclarés adéquats après plusieurs mois de tests. De gauche à droite: Millers VSP Plus, Red Line Lead Substitute, Superblend Zero Lead 2000 et Valvemaster.