Calculatrice de puissance moteur

puissance = couple × 2π × régime ÷ 60

couple

Couple au vilebrequin à ce régime, en N·m

régime

Régime moteur, en tours par minute

À utiliser quand une fiche de banc ou une revue technique donne un couple et que vous voulez la puissance correspondante, ou quand les deux chiffres dont vous disposez ne sont pas dans l’unité annoncée par la brochure. C’est aussi le moyen de vérifier une annonce suspecte : un pic de puissance implique un couple à ce régime, et si les deux chiffres publiés ne se retrouvent pas par cette formule, c’est que l’un des deux a été mesuré ailleurs ou arrondi ailleurs. Attention aux unités du couple — le N·m, le lb·ft et le kgf·m ne se convertissent pas par un facteur entier.

1. Un 2,0 litres turbo à son pic de couple : 400 N·m à 4 000 tours

   1. Couple et régime connus : 400 N·m à 4 000 tours par minute.
   2. Vitesse angulaire : 2π × 4 000 ÷ 60 = 418,88 radians par seconde.
   3. Puissance : 400 × 418,88 = 167 552 watts, soit 167,6 kilowatts.
   4. En chevaux impériaux : 167 552 ÷ 745,6999 = 224,7 hp.
   5. En chevaux-vapeur : 167 552 ÷ 735,49875 = 227,8 PS, le chiffre lu sur une carte grise française.

   Les trois lignes décrivent la même puissance mécanique : 167,6 kW, 224,7 hp et 227,8 PS. L’écart entre les deux derniers, 1,4 %, est exactement le rapport entre le cheval impérial et le cheval-vapeur métrique.

2. Un diesel à 1 000 N·m qui tourne lentement

   1. Couple et régime connus : 1 000 N·m à 100 tours par minute.
   2. Vitesse angulaire : 2π × 100 ÷ 60 = 10,472 radians par seconde.
   3. Puissance : 1 000 × 10,472 = 10 472 watts, soit 10,5 kilowatts.
   4. En chevaux impériaux : 10 472 ÷ 745,6999 = 14,0 hp.
   5. En chevaux-vapeur : 10 472 ÷ 735,49875 = 14,2 PS.

   Un couple énorme ne fait pas une puissance énorme : à 100 tours par minute, ces 1 000 N·m ne produisent que 14 chevaux. C’est le régime qui manque, et c’est pourquoi un moteur de camion développe son couple à un régime où une voiture de sport ne travaille même pas.

C’est une conversion, pas une mesure : elle prend un couple pour argent comptant et le transforme en puissance. Sur un moteur réel, le couple disponible à un régime donné dépend de l’ouverture du papillon, de la suralimentation, de la température, du carburant et de la cartographie, si bien qu’une puissance calculée à partir d’un point de la courbe n’est valable qu’à ce point. La puissance maximale n’est pas la puissance à tous les régimes : elle se lit au régime où le produit du couple par la vitesse angulaire est le plus grand, ce qui n’est presque jamais le régime du couple maximal. Cette page suit la convention européenne pour ses unités, le kilowatt et le cheval-vapeur métrique, et c’est en chevaux-vapeur que la puissance se lit sur les documents français — le cheval impérial et le lb·ft ne sont là que pour les fiches techniques anglo-saxonnes. Trois réserves enfin : les valeurs annoncées par les constructeurs sont mesurées selon des normes différentes et ne se comparent pas toujours ; la puissance au banc mesurée aux roues est inférieure de 10 à 15 % à la puissance au vilebrequin, à cause des pertes de transmission ; et le cheval fiscal (CV) qui figure sur la carte grise n’est pas une puissance mais un barème administratif, calculé sur la cylindrée et les émissions, sans rapport avec le résultat affiché ici.

Comment calculer la puissance d’un moteur à partir du couple et du régime ?

Multipliez le couple en N·m par 2π, puis par le régime en tours par minute, et divisez par 60. Pour 400 N·m à 4 000 tours : 400 × 2π × 4 000 ÷ 60 = 167 552 watts, soit 167,6 kilowatts, 224,7 chevaux impériaux ou 227,8 chevaux-vapeur. La division par 60 transforme les tours par minute en tours par seconde, ce qui est la seule raison d’être du dénominateur.

Quelle est la différence entre le cheval-vapeur et le cheval impérial ?

Le cheval-vapeur métrique (PS, ou ch) vaut 735,49875 watts, le cheval impérial (hp) en vaut 745,6999, soit 1,4 % de plus. Un moteur de 167,6 kilowatts sort donc 227,8 chevaux-vapeur ou 224,7 chevaux impériaux selon l’unité employée, et une fiche qui annonce 225 ch sans préciser l’unité est ambiguë d’environ trois chevaux. Sur les documents français, c’est le cheval-vapeur qui fait foi.

Pourquoi mon moteur a-t-il beaucoup de couple mais peu de puissance en kW ?

Parce que la puissance est le couple multiplié par le régime, et qu’un couple élevé à bas régime ne fait pas un grand produit. 1 000 N·m à 100 tours par minute ne donnent que 10,5 kW, alors que 400 N·m à 4 000 tours en donnent 167,6. C’est la raison pour laquelle les moteurs de poids lourds affichent des couples impressionnants et des puissances modestes : ils travaillent lentement, volontairement.

La puissance au banc est-elle la même que la puissance annoncée ?

Non. La puissance au banc mesurée aux roues est inférieure de 10 à 15 % à la puissance au vilebrequin annoncée par le constructeur, parce que la boîte, le pont et les pneumatiques absorbent une partie du couple au passage. Un moteur annoncé à 150 kW peut ainsi ne rendre que 128 kW à la roue. Les bancs moteur, eux, mesurent au vilebrequin et donnent des chiffres comparables à ceux de la brochure, à condition de respecter la même norme de mesure.

Le cheval fiscal (CV) a-t-il un rapport avec ces chevaux ?

Aucun. Le cheval-vapeur et le cheval impérial mesurent une puissance, le cheval fiscal mesure une base d’imposition. Il se calcule à partir de la cylindrée et des émissions de dioxyde de carbone, avec un barème administratif, et il a été arrondi et plafonné au fil des réformes. Une voiture de 227,8 chevaux-vapeur peut donc porter 6, 8 ou 12 chevaux fiscaux selon son moteur et son année, sans que le rapport entre les deux soit fixe.

• NIST Guide to the SI, Special Publication 811 — US National Institute of Standards and Technology
• Brochure sur le SI — Bureau International des Poids et Mesures