Volant moteur allégé EP EN24

J’ai profité du remplacement de ma courroie de distribution et de l’installation des poulies de vilebrequin et d’alternateur en aluminium pour faire monter le volant moteur allégé que propose Elise Parts. Il s’agit là de la deuxième des quatre raisons ayant motivé ma descente en Haute-Loire.

Le volant moteur allégé (ou VMA) est un upgrade classique dès lors qu’on commence à préparer une auto. Il est solidaire du vilebrequin (et tourne donc toujours au même régime que le moteur) et c’est contre ce dernier que le disque d’embrayage est pressé lorsque l’on embraye. Il remplit plusieurs fonctions :

  • Permette le démarrage puisque c’est lui qui est entrainé par le pignon du démarreur au niveau de sa frette dentée.
  • Faire passer la puissance du moteur à l’embrayage puis à la boîte de vitesse.
  • Emmagasiner de l’énergie cinétique (énergie que possède un corps du fait de son mouvement et qui dépend à la fois de la vitesse (de rotation dans notre cas) et de la masse) lors de l’explosion et la restituer ensuite lors de la compression afin de rendre la rotation du vilebrequin plus régulière. Sur un moteur à 4 cylindres, les combustions (qui ne sont jamais parfaitement identiques) se produisent tous les 180°. Ces irrégularités correspondent à l’acyclisme et le VM vient lisser ce phénomène.

Le fait de monter un volant moteur allégé ne change rien sur les aspects du démarrage et de la transmission de la puissance. Sa masse étant plus faible, il va en revanche demander moins d’énergie pour être accéléré et c’est cette énergie économisée qui va permettre une meilleure accélération et des montées en régime plus franches. Le moteur atteindra donc plus vite le rupteur.

S’il monte plus vite dans les tours, il descend également plus vite et rend le talon-pointe presque indispensable. Comme il emmagasine moins d’énergie cinétique, il a donc une plus faible capacité à lisser les acyclismes et le moteur tourne donc un peu moins régulièrement à bas régime. Il sera également plus sensible au calage. Il peut alors être judicieux de remonter le régime du ralenti.

Concernant l’impact sur le frein moteur, on lit tout et son contraire. La réalité est que l’on ralentit moins la voiture lorsque on rétrograde sans faire de talon-pointe (à-coup si on embraye brutalement) puisque le régime va remonter plus vite (moins d’inertie) et que l’on perd en frein moteur puisque là encore le VMA a moins d’inertie (il absorbe et restitue moins d’énergie).

Si un VMA permet d’accélérer plus fort, ce n’est donc absolument pas lié à un gain de puissance ou de couple mais au fait qu’il consomme moins d’énergie qu’un VM standard et permet donc simplement de transmettre davantage de la puissance du moteur à l’embrayage, à la boîte de vitesses et donc aux roues.

Sur le marché, on trouve différents VMA :

  • Hangar111 : < 4,5 kg / 290€
  • Elise-Spares : > 4 kg / 310€
  • Elise-Shop : 3,85 kg / 380€
  • Seriously Lotus : 3,7 kg / 340€
  • TTV Racing : 3,7 kg / 335€
  • Elise Parts : 3,5 kg / 390€

Tous sont en acier, l’aluminium n’étant pas adapté pour cette pièce. Le modèle EP est en EN24T (acier 35NCD6 selon la norme AFNOR) connu pour être utilisé dans les pièces de transmission, vilebrequins, engrenages, etc… Le poids du volant moteur d’origine est annoncé comme supérieur à 7 kg. Les plus intéressants sont les Seriously Lotus et TTV Racing avec 103€ / kg tandis que le très léger modèle Elise Parts est à 111€ / kg gagné.

Il est possible d’aller encore plus loin dans l’optimisation du poids en passant sur un modèle prévu pour embrayage en 184 mm. Mes recherches sur le sujet montre qu’on peut tomber à 2,1 kg pour le VMA seul sans compter le gain lié à l’embrayage plus petit. Il existe même des variantes en 140 mm. J’avoue m’être posé la question du passage en 184 mm mais je ne voulais pas prendre le risque de trop alléger et de sortir des sentiers connus. En restant en 215 mm mais en prenant le VMA le plus léger, je n’opte donc pas pour une solution trop extrême.

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Annoncé à 3,5 kg, mon VMA Elise Parts pèse en réalité 3,642 kg (soit un écart défavorable de 4%). Un ami avait pesé le sien à 3,521 kg… Dommage pour moi ! Si le poids annoncé des VMA Seriously Lotus et TTV sont exacts, ce sont ces modèles qui deviennent vraiment les plus intéressants à acheter. Le poids de mon VM d’origine n’est quant à lui pas supérieur à 7 kg comme annoncé sur le site d’Elise Parts mais s’établit à 6,7 kg. Le gain est donc de presque 46% alors qu’il aurait dû être légèrement supérieur à 50%. S’agissant d’un élément en rotation, le poids en mouvement gagné va dépendre du rapport engagé et sera virtuellement plus important sur les premières vitesses. Il est plus intéressant de gagner 3 kg sur le VM que sur un autre élément non-mobile (c’est le même principe pour les disques de frein ou les jantes). J’ai trouvé trois méthodes différentes pour calculer ce gain, l’une semblant prendre en compte l’impact du déplacement linéaire (en plus de la rotation) sur l’énergie cinétique du VM mais j’avoue que mes connaissances en physique ne me permettent pas de vérifier l’exactitude de la formule. Je l’ai toutefois retenue car elle me semble être la plus pertinente et donne des gains plus faibles donc moins propices à une déception ultérieure. Voici les résultats :

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L’écart de 4% entre poids théorique et réel du VMA me fait en réalité perdre 4,6% de gain sur tous les rapports.

J’ai enregistré deux vidéos pour évaluer le temps nécessaire pour passer du ralenti à 6500 tr/m puis de 6500 tr/m au ralenti (au point mort). La première a été faite avec le VM d’origine et la seconde avec le VMA Elise Parts. En phase d’accélération, la différence est peu sensible dans les chiffres. Je ne vous présente donc que la phase de décélération :

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L’axe des abscisses présente un pas de 0,1 seconde, l’axe des ordonnées de 1000 tr/m (échelle secondaire de 250 tr/m). Les deux courbes représentent le volant moteur d’origine (en rouge) et le volant moteur allégé EP (en bleu). L’histogramme représente quant à lui l’écart de régime en pourcentage. Ainsi, 1 seconde après avoir relâché l’accélérateur, le régime avec le VM d’origine est à 4300 tr/m contre 3800 avec le VMA (soit un écart de 12%). Le ralenti est atteint en 3,2 secondes contre 3,8 avec le VM d’origine. Je vous parlerai de mon ressenti à l’usage dans un prochain article !

Pour bien faire, il faudrait équilibrer tout le bas moteur lors du montage d’un VMA. Néanmoins, il ne faut pas non plus oublier que d’origine, les pièces sont équilibrées indépendamment les unes des autres mais pas ensemble. Qui, lors d’un simple changement d’embrayage, fait rééquilibrer VM, vilebrequin… ? A mon sens, l’équilibrage devient vraiment essentiel en cas de préparation poussée et lorsqu’on décale le rupteur pour prendre plus de tours.

8 commentaires sur “Volant moteur allégé EP EN24

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