Le système de refroidissement d’un moteur thermique a, par définition, pour objet de disciper le fantastique dégagement de chaleur produit par la combustion à l’intérieur des cylindres ; son rôle est donc essentiel dans la préservation du moteur. L’échange thermique doit s’effectuer avec l’air ambiant.
La technique la plus simple consiste à balayer les cylindres d’un fort courant d’air. Cette solution, largement utilisée pour les motos et les petits moteurs a connu son heure de gloire en automobile, mais n’est plus pratiquée, en dépit d’une bonne efficacité et d’une grande simplicité. On préfère désormais la technique du refroidissement par eau, qui consiste à faire circuler cette eau autour des cylindres, et à la refroidir ensuite dans un radiateur, exposé à un courant d’air.
Un mauvais refroidissement du système de refroidissement peut être à l’origine d’une avarie grave, qui commence par la rupture du joint de culasse, laquelle entraîne une élévation brutale de température, et cause l’entrée de liquide de refroidissement dans les cylindres. Il faut donc surveiller périodiquement le niveau dans le vase d’expansion, et s’alerter immédiatement en cas d’élévation anormale de température, signalée par voyant ou par thermomètre au tableau.
Pour que le refroidissement soit satisfaisant, le moteur doit être exposé le plus possible à l’air : culasse et parois extérieures du ou des cylindres sont donc dotés d’ailettes venues de fonderie.
Sur une voiture, l’élévation de température est telle que l’air relatif (qui résulte de la progression du véhicule) est, à la différence d’une moto, insuffisant. D’où la présence d’une turbine et d’un collecteur qui permettent de pousser l’air vers le moteur.
Ce système a été largement éprouvé sur la Volkswagen Coccinelle, sur les Fiat 500 et 600 (première génération), sur la 2 CV Citroën, la GS et la Porsche 911 jusqu’en 1997, année où la voiture mythique est passée au refroidissement liquide (version 996). Seul inconvénient du système : il est soumis davantage à la température extérieure qu’un refroidissement par eau et il impose un ventilateur très puissant au ralenti.
Sur une Volkswagen Coccinelle, si la trappe thermostatique ne fonctionne pas, il faut placer la voiture sur un pont élévateur ou sur une fosse pour y accéder par-dessous (Volkswagen Coccinelle).
• Débranchez le thermostat de la trappe et essayez de la manoeuvrer à la main : si vous sentez une résistance anormale, c’est que les charnières sont faussées ou grippées par la corrosion.
• Lubrifiez l’ensemble pour que la trappe s’ouvre et se ferme sans difficulté.
• Montez un thermostat neuf et reliez-le à la trappe.
• Faites démarrer le moteur et laissez-le tourner au ralenti jusqu’à ce que le thermostat entre en action pour vous assurer de son bon fonctionnement.
Sur les bicylindres Citroën (2 et 3 CV), il n’y a ni thermostat ni courroie de ventilateur car ce dernier - en fait une turbine - est monté directement en bout de vilebrequin, ce qui supprime tout risque de panne et surout toute forme d’entretien. La fiabilité fut l’un des facteurs du succès de ce moteur conçue avant la Seconde Guerre mondiale. La GS/GSA a repris ce type de refroidissement, mais avec une mécanique résolument plus moderne : 4 cylindres, arbres à cames en tête entraînés par courroie crantée. ce fût la dernière voiture de grande diffusion équipée d’un refroidissement par air.
Ce système, universellement utilisé, repose sur la circulation d’un liquide autour des parois du cylindre. Cette circulation, possible du seul fait des différences thermiques du liquide d’un point à l’autre du circuit (thermosiphon), est en fait assurée par une pompe, entraînée par le vilebrequin. L’eau, qui se charge des calories produites par le moteur, est à son tour refroidie dans un radiateur, exposé au vent relatif, mais aussi au courant d’air résultant de l’action d’un ventilateur lorsque la vitesse du véhicule est trop faible, ou que la température ambiante est élevée.
Le liquide de refroidissementOn utilisait autrefois de l’eau pure, tout à fait satisfaisante au niveau de l’échange thermique, mais qui présente l’inconvénient d’être souvent chargée de sels minéraux (calcaire, notamment) et qui se révèle agressive pour les métaux. On lui préfère aujourd’hui le liquide de refroidissement qui, bien que largement à base d’eau, intègre des substances anticorrosives et neutralisantes qui évitent le colmatage et la corrosion du circuit, en particulier du radiateur. De plus, le liquide de refroidissement dit « permanent » contient un antigel qui peut rester dans le circuit pendant toute l’année. Cela dispense d’ajouter de l’antigel avant l’hiver, comme on devait le faire avec l’eau pure, et de vidanger le circuit avant l’été pour éliminer cet antigel qui aurait fait chauffer le moteur.
En cas de remise à niveau, veiller à n’ajouter que du liquide de refroidissement et non de l’eau sinon vous modifieriez la proportion d’antigel.
Autrefois, le circuit de refroidissement était « ouvert », le remplissage se faisant par un bouchon amovible situé sur le dessus du radiateur. Un tel système est directement tributaire des variations thermiques et donc de volume de l’eau, qui peuvent entraîner des débordements par l’orifice de trop-plein du radiateur.
Pour palier cet inconvénient, les voitures actuelles intègrent un vase d’expansion, situé en amont du radiateur, lequel est donc fermé par un bouchon qui ne s’ouvre qu’exceptionnellement. Le remplissage et le contrôle de niveau se font par le vase d’expansion qui prend la forme d’un bocal en verre ou en matière plastique translucide. Le circuit doit donc être exempt d’air et donc être prugé, d’où la présence de vis de purge aux points les plus hauts du circuit.
Lors d’une vidange du circuit, ou lors d’un complément consécutif à une fuite ayant fait baisser le niveau en-dessous du fond du vase d’expansion, il faut généralement procéder au remplissage directement par le radiateur, puis ouvrir ces vis de purge jusqu’à ce que le liquide s’en échappe exempt de toute bulle d’air.
Renault fut parmi les premiers constructeurs à adopter le refroidissement liquide par circuit fermé.
La rupture d’un canalisation (Durit) du circuit de refroidissement entraîne immédiatement une perte de liquide plus ou moins rapide qui aboutit à l’absence brutale de refroidissement.Il faut opérer le remplacement de la Durit considérée. Deux cas classiques sont à envisager :
– le fissurage ou l’éclatement de la Durit ;
– le desserrage d’un collier et le désemboîtement de la Durit.
• Arrêtez immédiatement le moteur.
• Remplacez la Durit et ses colliers.
• À défaut, procédez à une réparation de fortune avec du ruban adhésif plastifié.
• Remplissez le circuit et purgez l’air si nécessaire.
Sur les voitures anciennes, remplacez préventivement les Durits tous les 20 ans, surtout si la voiture n’est utilisée que très occasionellement.
Panne de thermostatLe circuit comprend une vanne thermostatique qui se ferme lorsque la température du liquide est inférieure à 80 ou 90° C, empêchant son passage dans le radiateur. Ce système réduit le temps de montée en température du moteur. Il accélère aussi la montée en puissance du chauffage.
Un blocage à l’ouverture n’est pas grave, puisqu’il n’a d’autres conséquence qu’une montée en température plus lente, pouvant aller jusqu’à supprimer le chauffage en hiver.
En revanche, un blocage à la fermeture (malheureusement le plus fréquent) entraîne une surchauffe très rapide, le liquide n’étant plus refroidi par son passage dans le radiateur. Si cela se produit, arrêtez le moteur et laissez-le refroidir.
• Déconnectez la Durit supérieure de la culasse : vous découvrirez le thermostat.
• Il suffit souvent généralement de le tirer pour l’extraire, car il est simplement emboîté.
• Replacez la Durit.
• Refaites le niveau de liquide, purgez éventuellement.
Vous ferez remplacer le thermostat ultérieurement.
Ils se signalent par une élévation de température au ralenti ou à faible vitesse, dans les embouteillages, par exemple. Les causes varient suivant le type de ventilateur :
