Moteur à plat

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Un moteur à plat est un moteur à combustion interne dans lequel les pistons se déplacent dans un même plan, généralement horizontal. Les cylindres, toujours en nombre pair, sont disposés de part et d'autre du vilebrequin.

Le concept du moteur à plat est breveté en 1896 par l'ingénieur Carl Benz mais c'est le constructeur allemand Volkswagen qui le popularise, en 1938, avec sa célèbre Coccinelle mue par un flat-4 (terme anglais pour moteur 4-cylindres à plat). Ce moteur fut conçu par l'ingénieur allemand Ferdinand Porsche qui crée sa propre marque et la célèbre Porsche 911, en 1964, avec un moteur flat-6.

Moteur UL260i flat-4 utilisé en aviation.

Histoire et application[modifier | modifier le code]

XIXe siècle[modifier | modifier le code]

En 1886, Carl Benz, ingénieur allemand prolifique, conçoit et développe la première automobile de l'histoire, dénommée Benz Patent Motorwagen. Ce modèle sera le premier d'une longue série d'automobiles de plus en plus innovantes et poussées techniquement à l'image de la Benz Kontra-Motor. Apparue en 1896, cette dernière, mue par un moteur à deux cylindres opposés placés à plat, connait une diffusion notable scellant ainsi la naissance du moteur à plat[1],[2].

XXe siècle[modifier | modifier le code]

À partir de 1938 Volkswagen (« la voiture du peuple ») commercialise son populaire 4 cylindres à plat refroidis par air, conçue par l'ingénieur allemand Ferdinand Porsche à la demande du chancelier Adolf Hitler.

En 1949, Citroën commence la production de sa voiture populaire la 2 CV avec un 2-cylindres à plat refroidis par air capable « de transporter un panier d’œufs sur tous les chemins ».

Depuis 1964, les Porsche 911 s'illustrent par le moteur flat-6.
Animation d'un moteur bi-cylindre à plat Boxer aussi appelé flat-twin.

À partir de 1964, le moteur à plat est popularisé pour les voitures de sport par le constructeur automobile Porsche qui adopta cette configuration notamment pour sa série de Porsche 911 à six cylindres mais également la 356, dérivée de la Volkswagen Coccinelle, qui utilisait un moteur 4-cylindres refroidi par air, très populaire par sa simplicité et sa petite taille. Ce type d'architecture moteur fut aussi très utilisé en compétition, notamment avec les Porsche 917 et la 962.

Hormis Porsche dont le nom est désormais indissociable du moteur à plat, plusieurs constructeurs automobiles se sont lancés dans le développement d'un moteur à plat. Citroën l'adopte en version 2-cylindres sur, notamment, la 2 CV et sur quelques autres modèles tels que les Dyane, Méhari, Ami 6etc. et, en version 4-cylindres, sur la Citroën GS. La Volkswagen Coccinelle et ses dérivés (Buggy, Minibus et Combi) étaient également mus par un moteur 4-cylindres. Panhard développa un flat-twin à partir de 1946 et l'installa sur les Dyna X, Dyna Z, PL 17 et sur la 24, ultime modèle de la marque disparue en 1967.

Moteur à plat BMW R12.
Piston de moteur à plat (boxer), démo d'un Subaru.

Par la suite, quelques marques plus sportives adoptent également ces moteurs à plat à 4, 6-cylindres ou 12-cylindres atmosphériques et 4-cylindres turbo telles que Subaru, Alfa Romeo, Lancia ou Ferrari. Alfa Romeo en a d'ailleurs doté à partir des années 1970 les Alfasud, puis Alfasud Sprint, dès 1983 la 33, et enfin, les 145/146 jusqu'en 1997. Ferrari a commercialisé plusieurs modèles comme la Ferrari Berlinetta Boxer ou la Ferrari Testarossa. Subaru a lancé un moteur Diesel avec cette architecture début 2008.

Le moteur à plat a été très populaire sur certaines motos BMW et son fameux flat-twin, les Honda Gold Wing (à 4 et 6-cylindres) ou encore les françaises Ratier et CEMEC. Plus rare est le montage utilisé sur les motos Douglas, Harley-Davidson, Indian ou Magnat-Debon, avec un vilebrequin transversal, entouré d'un cylindre devant et l'autre derrière.

Nombre d'avions modernes à moteurs à pistons utilisent des moteur à plats (Lycoming, Teledyne Continental Motors, Rotax).

Boxer[modifier | modifier le code]

Différence entre deux moteurs à plat, en V à 180° à gauche (3 manetons décalés de 120°), et Boxer à droite (6 manetons décalés de 60°).

Le moteur dit Boxer est un sous-genre de moteur à plat. La principale particularité du moteur Boxer par rapport aux autres moteurs à plat est que, lorsqu'un piston se dirige vers la droite, son opposé direct se déplace vers la gauche de façon synchronisée (comme sur l'animation), alors que dans le cas d'un moteur non-Boxer, lorsqu'un piston se dirige vers la droite, son opposé direct se dirige également vers la droite de façon synchronisée. Le terme Boxer est donc indépendant du nombre de cylindres[3]. Les Porsche 911, Subaru Impreza[4] et Citroën 2 CV[5] sont des véhicules à moteur à plat Boxer tandis que, contrairement à ce que son nom semble indiquer, la Ferrari 512BB (Berlinetta Boxer) est un véhicule à moteur 12 cylindres à plat non-Boxer, aussi appelé moteur V12 à 180°.

Technique[modifier | modifier le code]

Lorsque le nombre des cylindres est élevé, peu de différences subsistent entre l'équilibrage d'un moteur en ligne, en V ou à plat[1],[6].

Avantages[modifier | modifier le code]

La conception même du moteur à plat lui confère un avantage indéniable, sur le plan du comportement dynamique du véhicule, face aux moteur en ligne et aux moteurs en V. Les pistons étant placés horizontalement, le moteur est installé très bas sur le châssis, participant ainsi à abaisser sensiblement le centre de gravité. Par cette caractéristique, l'accessibilité mécanique est excellente sur une moto, mais délicate sur une automobile car, à cause de la disposition des conduits d'admission et d'échappement, il y a un risque d'interférence avec les éléments de suspension[1].

Cette motorisation offre par ailleurs un bon équilibre puisque les forces d'inertie d'un piston sont automatiquement équilibrées par celles de l'autre piston (à ceci près que les pistons ne sont pas rigoureusement opposés) ce qui permet aussi d'éliminer presque toute vibration, notamment celles dites « de second ordre »[1].

Inconvénients[modifier | modifier le code]

Les couples d'inertie ne sont pas équilibrés[1], ce qui est surtout sensible lors des changements rapides de régime moteur.

Ces moteurs étant souvent refroidis à l'air, leur refroidissement et leur lubrification demandent plus de soin que sur les moteurs à Refroidissement à eau. L'entretien n'est pas facilité en cas de déculassage (nécessité de retirer le moteur) voire pour simplement changer les bougies.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a, b, c, d et e « Le moteur boxer », sur Motorlegend,‎ 1er août 2005 (consulté le 3 août 2009).
  2. « Karl Benz - Fondateur de Mercedes », sur RSI Auto (consulté le 3 août 2009).
  3. « Geschichte des Boxermotors »
  4. « Subaru Boxer & Boxer Diesel ».
  5. « Boxermotor - 2 CV ».
  6. « Les moteurs à plat », sur Méca Rétro (consulté le 4 août 2009).

Annexes[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]

Lien externe[modifier | modifier le code]