Le refroidissement du moteur par eau et air

Le refroidissement du moteur

    Il existe deux systèmes de refroidissement principaux :

Le refroidissement par eau

C'est le système le plus répandu, car il est le plus efficace. Le refroidissement est assurée par un liquide caloporteur qui se déplace du moteur (où il capte la chaleur) jusqu'au radiateur (où il la dissipe), puis l'eau retourne au moteur et recommence son voyage.
En détail : l'eau est pompée par la pompe à eau (entraînée directement par le moteur) à travers le circuit. L'eau traverse la pompe et est envoyé dans le moteur sous pression pour capter la chaleur (l'eau représente la source froide, le moteur la source chaude). Elle se dirige directement vers le radiateur qu'elle traverse de haut en bas à travers un serpentin (pour maximiser la surface de refroidissement). Le radiateur est refroidi par un ventilateur lorsque la température devient trop élevée (information relayée par la sonde de température). L'eau est ensuite renvoyée à la pompe.
L'eau du circuit de refroidissement permet aussi d'assurer le chauffage du véhicule, à travers un deuxième circuit relié à la pompe à eau.
Le déclenchement du système de refroidissement ne se fait pas directement après le démarrage : en effet, jusqu'à une certaine température, le système fonctionne en circuit fermé sans utiliser le radiateur, pour que le moteur monte en température plus vite. Le rôle du thermostat, qui est une soupape, est de laisser passer l'eau à travers le circuit menant au radiateur uniquement si la température du moteur est supérieure à une température précise (généralement, c'est la température de fonctionnement optimale du moteur). Ceci permet d'éviter que le moteur tourne trop souvent à froid. Le thermostat est composée d'une cire spéciale et d'un piston. A une température donnée, la cire fond et sa dilatation fait bouger le piston qui ouvre le passage à l'eau. La température de fonte de la cire dépend de sa composition, qui est propre à chaque moteur.
Dans certaines moteurs, comme les V8 de la famille LT (General Motors), l'eau circule dans l'autre sens et remonte le radiateur. Ainsi, l'eau froide arrive en premier sur les culasses, ce qui permet de conserver une basse température dans le haut du moteur. Grâce à ce système, un allumage plus agressif et un taux de compression élevé peuvent être utilisés sans risque de cliquetis.
Le remplissage en eau du circuit de refroidissement se fait via le vase d'expansion généralement situé au dessus du radiateur.

Le refroidissement par air

    Le refroidissement par air est un système qui équipe quelques voitures (Porsche 911 anciennes, 2 CV et Coccinelles principalement), des motos et quasiment tous les moteurs de tondeuses. Dans ces moteurs, la chaleur générée par le moteur est directement dissipée dans l'air. Un ventilateur permet de souffler l'air sur le bloc moteur. Pour augmenter l'efficacité de ce système, les moteurs refroidis par air présentent des ailettes sur le côté, afin d'augmenter la surface de refroidissement. Ce système est devenu rare sur les voitures car il est moins efficace qu'un refroidissement par eau. Les plus hautes températures dans le moteur qui en résultent sont un frein pour l'application de nouvelles technologies permettant d'optimiser la combustion et de consommer moins. Ce système est en revanche très économique, c'est pourquoi on l'installe dans des moteurs de tondeuses, là où la technologie a un impact négligeable sur les moteurs.