UNE BOUGIE D'ALLUMAGE USEE FAIT GRIMPER LA CONSOMMATION DE CARBURANT

FONCTIONNEMENT, DIAGNOSTIC ET REMPLACEMENT D'UNE BOUGIE DEFECTUEUSE

Les bougies d'allumage sont un élément essentiel pour le bon fonctionnement d'un moteur à essence. Via une impulsion électrique, elles veillent à ce que le mélange air-carburant s'enflamme dans le moteur à combustion. Mais comme la plupart des pièces d'une voiture, les bougies sont soumises à l'usure, laquelle peut entraîner des pannes et une consommation de carburant accrue. Heureusement, il n'est pas difficile de constater le problème et de remplacer la bougie si nécessaire.

ETINCELLE D'ALLUMAGE

Les moteurs à essence des voitures utilisent des bougies pour leur allumage. Celles-ci jouent un rôle important dans le moteur automobile, car elles ont pour tâche de porter à combustion le mélange air-carburant aspiré par le cylindre au moyen d'une impulsion électrique. Ce principe est resté inchangé depuis l'apparition de la bougie. Toutefois, on observe avec les normes européennes d'importantes évolutions innovantes.

EVOLUTION DE LA BOUGIE D'ALLUMAGE

Evolution liée à la norme

La qualité de la combustion a un impact sur l'environnement, car le fonctionnement de la bougie influence la performance de la voiture et l'efficacité du moteur. Quand on sait que la bougie moyenne produit entre 500 et 3.500 étincelles par minute, on comprend que la technique de bougie moderne joue un rôle important pour répondre aux dernières normes relatives aux substances nocives et donc également pour réduire la consommation de carburant. Autrement dit, la fabrication des bougies d'allumage suit l'évolution des normes Euro.

Avant la première norme euro

En cent ans, peu de choses ont changé dans le principe de décharge, inflammation, étincelle et combustion du mélange air-carburant. Toutefois, on constate que la forme de la bougie ainsi que les techniques, les matériaux utilisés et la composition sont soumis à des changements. La bougie d'allumage de la première génération ne devait pas encore tenir compte de la restriction des émissions automobiles. La partie en porcelaine était dotée de peignes pour une étanchéité optimale afin de réduire le risque de court-circuit. En outre, on n'utilisait que du nickel et du cuivre comme métaux. Résultat: après 5.000 kilomètres, l'électrode était complètement usée et devait être remplacée.

Longévité de la bougie d'allumage

Les premières normes Euro ont été introduites dans les années 80. Pour y répondre, les fabricants se sont retrouvés face à un nouveau défi: réduire les émissions de manière drastique. La solution consistait à augmenter la durée de vie de la bougie. Cet objectif a été atteint pour la première fois en introduisant la bougie multi-électrodes. Avec cette bougie, l'étincelle se produit à chaque fois sur une électrode de masse différente. Ainsi, l'usure est répartie sur maximum quatre électrodes, ce qui prolonge la durée de vie. Mais après la quatrième norme Euro, on observe un retour à la bougie avec une électrode centrale et une électrode de masse.
L'utilisation de plusieurs électrodes de masse n'entraînait pas une inflammation optimale, ce qui libérait trop d'émissions. La solution? Revenir à la base. L'électrode centrale et l'électrode de masse sont maintenant dotées d'une pointe en platine, en iridium ou en rhodium. Ces métaux sont plus résistants à la corrosion et à l'érosion. Ils prolongent donc eux aussi la durée de vie. Par ailleurs, la bougie avec une seule électrode de masse veille à ce qu'une meilleure étincelle (une étincelle due à l'air) se produise dans la chambre de combustion du moteur, ce qui garantit une combustion optimale.

Aujourd'hui

La bougie d'allumage actuelle est beaucoup plus petite et plus longue que ses prédécesseurs. C'est une conséquence directe du 'downsizing' ou diminution de la cylindrée des moteurs. Cette tendance réduit la consommation de carburant et donc la charge environnementale. De plus, la durée de vie des bougies actuelles a considérablement augmenté, allant jusqu'à 60.000 kilomètres. Mais ces moteurs réduits sont dominés par des vitesses plus élevées en ce qui concerne le gaz frais et les gaz d'échappement. Il y a donc un risque qu'une étincelle soit éteinte par un gaz. Afin de garder les allumages efficaces, les fabricants utilisent de plus en plus des métaux précieux tels que platine, iridium et rhodium. Et c'est une bonne chose quand on sait qu'aujourd'hui, les bougies ont une position plus centrale et donc plus chaude dans la chambre de combustion. Enfin, on remarque que le matériau isolant pour la résistance aux courants électriques élevés s'améliore aussi chaque fois.

COMPOSITION DE LA BOUGIE

Bougies froides et bougies chaudes

On distingue deux sortes de bougies d'allumage: la bougie froide et la bougie chaude. La bougie chaude est utilisée dans 98% des voitures particulières. C'est logique quand on sait qu'elle se nettoie toute seule par absorption de chaleur. La bougie chaude est composée de manière à chauffer très rapidement afin d'arriver à la température d'autonettoyage. Autrement dit, l'évacuation de chaleur est beaucoup plus faible que l'absorption de chaleur. Les bougies froides sont principalement utilisées sur les voitures de course et les voitures de sport qui ne peuvent pas se permettre que la bougie chauffe trop, car l'auto-inflammation deviendrait un danger. La construction du système d'allumage d'un moteur à essence se compose essentiellement de quatre éléments. Nous allons les examiner.

Embout (1)

L'embout de la bougie d'allumage se situe sur l'une des extrémités. A l'autre bout se trouvent les électrodes qui assurent l'allumage. Sur l'embout s'emboîte après le montage le faisceau haute tension ou la bobine crayon. C'est de là que part le courant électrique qui entraînera l'allumage au niveau des électrodes.

Isolant (2)

Ce composant en céramique veille à ce que la haute tension provenant de l'embout ne gagne pas la masse du véhicule. En outre, via la bague d'étanchéité, l'isolant veille à ce que la chaleur de la combustion ne soit pas évacuée vers la culasse. Le culot métallique sous les électrodes assure aussi la dissipation thermique.

Electrode centrale (3)

Comme son nom l'indique, cette électrode se situe au centre de la bougie dans la chambre de combustion. C'est elle qui doit transmettre l'étincelle à l'électrode de masse afin que la combustion puisse avoir lieu.

Electrode de masse (4)

L'électrode de masse d'une bougie constitue le pôle opposé de l'électrode centrale et entraîne avec cette dernière une étincelle. Cette électrode est multiforme et dotée de peignes pour une usure uniforme et donc une plus grande longévité.

Installation

La bougie est vissée dans la culasse avec l'embout orienté vers l'extérieur à l'aide de couples de serrage préalablement définis qu'il convient de respecter. Du côté de l'embout, on emboîte le capuchon du faisceau haute tension ou la bobine crayon. L'autre extrémité avec les deux électrodes se trouve dans la chambre de combustion, où ont lieu l'allumage et donc l'inflammation. Avec un couple de serrage correct, la bougie est parfaitement positionnée pour une inflammation optimale.
 

REMPLACER UNE BOUGIE D'ALLUMAGE

Pourquoi?

Comme la plupart des pièces, la bougie s'use à l'usage. Pendant la période d'utilisation, elle perd des quantités de matériau microscopiques (érosion), si bien que le besoin de tension d'allumage augmente de 500 volts tous les 2.000 kilomètres. A terme, cela peut entraîner des perturbations lors de l'allumage. Comme on l'a vu plus haut, un allumage correct a un impact positif sur la consommation de carburant. Mais l'inverse est également vrai. Comme les bougies s'usent, on voit apparaître davantage de pannes, la consommation de carburant augmente et l'impact négatif sur l'environnement s'intensifie, car il y a plus d'émissions. Le conducteur compense la perte de performance de sa voiture en appuyant davantage sur la pédale de gaz. Un remplacement à temps (après environ 15.000 kilomètres) assure donc un fonctionnement optimal du moteur et une consommation de carburant efficace, une bonne combustion et une meilleure protection des catalyseurs. Mais il existe des façons de freiner cette usure ou en tout cas de la reporter légèrement. Ainsi, différentes sortes de métaux précieux ralentissent l'apparition de l'érosion. L'iridium est actuellement le métal précieux le plus moderne et le plus résistant à l'érosion.

Diagnostic d'erreur concernant la bougie d'allumage

Il existe plusieurs situations indiquant au conducteur de la voiture qu'il y a un problème au niveau des bougies d'allumage. Par exemple, il peut remarquer que la consommation de carburant du véhicule a augmenté. De plus, un mauvais fonctionnement des bougies peut amener le véhicule à démarrer difficilement en cas de mauvaises conditions climatiques. Une indication évidente de perturbation au niveau des bougies d'allumage est l'apparition d'un avertissement EOBD sur le tableau de bord. Si le client se retrouve dans l'une de ces situations, il lui est fortement recommandé de contrôler les bougies. Plusieurs choses peuvent entraîner le mauvais fonctionnement d'une bougie d'allumage. La température de fonctionnement optimale d'une bougie se situe entre 600 et 700 degrés. En cas de températures inférieures, on voit beaucoup de dépôts de carbone près de la bougie en question. Des températures trop élevées entraînent une auto-inflammation de la bougie, ce qui est très dangereux pour la voiture. Par ailleurs, il existe encore de nombreuses choses pouvant causer des problèmes avec la bougie et dont on n'est pas forcément conscient. Mais la cause laisse presque toujours sa 'signature' sur la bougie.

Comment remplacer?

Il existe différents modèles de bougie d'allumage. Veillez donc à ce que le bon modèle soit présent avant de procéder au remplacement. Ensuite, attendez que le moteur soit froid. C'est important pour la sécurité, mais également pour enlever plus facilement la bougie d'allumage.

Ensuite, vous pouvez commencer le démontage de la bougie usée.

• Détachez le câble de la première bougie d'allumage. Au lieu de tirer directement tous les câbles, il est recommandé de procéder bougie par bougie;
• Enlevez les éventuels dépôts et salissures à l'air comprimé ou avec une brosse avant de démonter la bougie;
• Desserrez la bougie usée à l'aide d'une clé à écrous adaptée;
• Eliminez la saleté à l'extérieur et autour du trou de la bougie.

Après ces opérations, il est temps d'appliquer les bougies neuves. L'important à retenir est que l'on utilise ici une clé dynamométrique et qu'il est recommandé de respecter le couple de serrage adapté.

• Vissez la bougie manuellement le plus loin possible dans la culasse;
• Serrez la bougie d'allumage avec la clé dynamométrique en fonction du couple de serrage recommandé;
• Ensuite, placez le câble de bougie sur l'embout et répétez les étapes précédentes pour toutes les autres bougies.
  
  

RESPECTEZ LES COUPLES DE SERRAGE

Au fil des ans, les bougies d'allumage sont devenues plus fines et plus longues, notamment grâce à la réduction de la taille des moteurs. Cela a comme conséquence que les bougies deviennent de moins en moins robustes. Cette situation a donc changé. C'est pourquoi il est très important de respecter les couples de serrage des bougies d'allumage. Il ne faut pas monter de bougies sans utiliser de clé dynamométrique et sans respecter le couple de serrage figurant sur tous les emballages. Si on ne respecte pas ces deux points, il y a deux choses qui peuvent arriver. D'une part, il est possible que la porcelaine de la bougie casse, parce qu'on exerce trop de pression dessus. D'autre part, il est possible que la bougie soit mal orientée dans la chambre de combustion et que l'allumage ne se produise pas correctement ou pas du tout. Pour avoir la garantie d'une combustion optimale, il est donc nécessaire d'utiliser une clé dynamométrique et de respecter le couple de serrage figurant sur l'emballage.

AVENIR

Au début de l'article, nous avons dit que rien n'a changé au fonctionnement de la bougie d'allumage depuis cent ans. Toutefois, on constate que plusieurs nouvelles techniques sont introduites pour limiter les émissions des futurs véhicules. Un développement très important est basé sur le fonctionnement des bougies de préchauffage dans les moteurs diesel. Les émissions sont alors limitées par un pilotage électronique à part des cylindres. 
Sur les voitures à essence, la technologie qui se rapproche le plus de cette technique, est la 'technique haute fréquence' ou le 'système Ecoflash' où ce n'est pas une étincelle, mais un champ magnétique qui assure l'inflammation. Cela entraîne directement 40% de Nox en moins et 15% de CO2 en moins. Cette technique est particulièrement efficace, car avec elle, chaque cylindre est pilotée séparément. Une dernière technique utilise également le principe d'un champ magnétique, mais envoie aussi des éclairs plasma à travers toute la chambre de combustion pour être en mesure d'arriver à une inflam-mation.