Journal La vérité sur la consommation d'essence

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sept.
2005
Encore un journal sur la voiture, mais celui-ci est scientifique plutôt que polémique (pas de TCE dedans, donc).

Comme un petit dessin vaut mieux qu'un long discours, j'ai essayé de tracer un graphe (avec GNUplot sous Linux (ouf, de justesse)) de la consommation d'une voiture (la mienne en l'occurence) en fonction de sa vitesse (constante, sur route plate et sans vent). Les résultats sont là : http://www.mit.jyu.fi/mweber/consommation/(...) () et ils sont je l'espère facilement lisibles.

La courbe de la résistance théorique (la première) devait être correcte, mais celle de la consommation (la deuxième) est une extrapolation, et je suis pas sûr qu'elle soit correcte (elle l'est tout au moins pour la vitesse de 60 km/h, j'ai vérifié expérimentalement avec mon ordinateur de bord précis à +- 30%). Mais si on a besoin de convaincre quelqu'un que rouler à 110 au lieu de 130 permet d'économiser 2L/100km (essence, pas diesel, hein), ça donne des arguments visuels (pour peu que la personne à convaincre sache lire une courbe). Le script GNUplot pour générer les graphes est sur la page, donc on peut l'adapter à la voiture de tout un chacun (à condition d'aller à la pêche aux paramètres : maître-couple, Cx, masse de la voiture, énergie développée par un 1kg de diesel, et sa masse volumique, éventuellement efficacité du moteur).

Tout commentaire sur la cohérence des explications et des résultats est le bienvenu.
  • # 0.5km/h?

    Posté par  (site web personnel) . Évalué à 9.

    Supposons que je roule à 0.5km/h (moi fou? meuh nan), Pour faire disons 1km (faut pas etre préssé :p), on consome moins à 0.5km/h que à disons 50km/h?
    Donc ca c'est en exagéré, mais en moins exagéré est-ce tout aussi vrai ou je suis tout bonnement tordu à souhait?
    • [^] # Re: 0.5km/h?

      Posté par  . Évalué à 3.

      admettons que les mesures soient fait en 4 eme vitesse, donc a 1 km/h en 4 eme tu consomme moins que a 115Km/h en 4 eme, mais les moteurs et les boites de vitesse ne le permettent pas :) tous simplement.
      • [^] # Re: 0.5km/h?

        Posté par  (site web personnel) . Évalué à 0.

        Pourquoi rouler a "1 km/h en 4 eme" ? Je pense qu'on peut dire :
        "a 1 km/h en 1ere tu consomme moins que a 115Km/h en 5 eme"
        • [^] # Re: 0.5km/h?

          Posté par  . Évalué à 4.

          Ce qui est très probablement faux. Tu dois fournir une certaine quantité d'essence pour maintenir le moteur au ralenti, le maintenir à température... En roulant très lentement tu consommes plus qu'à vitesse plus elevée. D'ailleurs la vitesse où tu consommes le moins c'est sur le rapport le moins démultiplié (5e, 6e) en appuyant modérément sur l'accelérateur. C'est-à-dire entre 70 et 100 pour les voitures usuelles.
          • [^] # Re: 0.5km/h?

            Posté par  . Évalué à 5.

            En roulant très lentement tu consommes plus qu'à vitesse plus elevée


            Je confirme : en laissant ma voiture avancer au ralenti en 1e, l'ordinateur de bord affiche environ 10 L/100km pour une vitesse de 7 km/h (et très probablement davantage, je le soupçonne de fortement sous-estimer les valeurs réelles). En 5è à 60 km/h, il affiche 2,5 L/100km.
            • [^] # Re: 0.5km/h?

              Posté par  . Évalué à 2.

              la ou l'on consomme le moins c'est
              A°) a plus faible vitesse (le frottement visqueux c'est suivant une puissance de la vitesse)
              B°) au maximum du couple qui represente le rendement maximum du moteur.
              La multiplication de la bv est souvent faite pour etre a ce maximum aux limites legales ex :
              5em maxi de couple a 130
              etc...
              Mais ensuite ils adaptent aussi les meme bv (pour cause de couts) sur != motorisations . Donc lisez la doc tech de votre voiture;)
              • [^] # Re: 0.5km/h?

                Posté par  . Évalué à 3.

                Justement, elle n'est pas fournie. J'ai trouvé les courbes de couple/puissance sur le site japonais de Toyota (merci Google images, parce que moi, le japonais, hein...) et maintenant je cherche les rapports de boite de vitesse...

                J'ai aussi trouvé récemment que le rendement maximum est généralement atteint (pour un moteur à essence) à un régime qui vaut 40% du régime du couple max.
                • [^] # Re: 0.5km/h?

                  Posté par  . Évalué à 3.

                  Regarde dans la revue technique de ton modele, il me semble qu'il y a les "longueurs developpees", (je ne suis plus sur du terme exact) cad la vitesse du vehicule pour chaque rapport de la boite, pour une vitesse de rotation de 1000t/min du moteur.

                  Sinon le rendement maxi c'est un peu en dessous du regime de couple maxi, et pas a charge maximale. La courbe ressemble a des coquillages. Par exemple, la tu en as :
                  http://www.histomobile.com/histomob/tech/1/135.htm(...)
                  • [^] # Re: 0.5km/h?

                    Posté par  . Évalué à 2.

                    Toyota Finlande m'a gentiement donné les rapports de boite. Je leur avais demandé en même temps des informations sur la consommation du moteur en fonction du couple, mais tout ce qu'ils ont trouvé à m'envoyer c'est le couple max et la puissance max :(

                    Merci pour le lien, c'est très intéressant. Reste plus qu'à trouver ce genre de graphe pour ma ouature.
            • [^] # Re: 0.5km/h?

              Posté par  . Évalué à 6.

              A tel point que la consommation aux 100Km d'une voiture roulant à 0Km/h (donc à l'arrêt mais moteur en marche) est infinie!
            • [^] # Re: 0.5km/h?

              Posté par  . Évalué à 4.

              es tu sur que les donnees sont fiables au ralenti en 1ere?

              mon ordinateur de bord ne me donne rien en dessous de 30km/h, apparement, les mesures seraient trop imprecises en dessous de ce seuil.

              Bon, cela dit, l'injecteur etant electronique, il doit bien etre au courant de ce qui est envoye au moteur?
              • [^] # Re: 0.5km/h?

                Posté par  (site web personnel) . Évalué à 3.

                J'ai vu des ordinateurs de bord (chez Opel) qui affiche une consommation en L/h en dessous de 20 km/h.

                Je trouve ça plus juste comme information à ces vitesses.
                • [^] # Re: 0.5km/h?

                  Posté par  . Évalué à 3.

                  De toutes façons, mon ordi m'affirme que je consomme 4,8L/100km, alors que mon porte monnaie prouve que je consomme plutôt 6.3L/100km. Alors ce que j'en dis, hein... ça donne juste un vague ordre de grandeur. Toyota prétend qu'on ne peut pas modifier ça, et comme le logiciel n'est pas libre... J'aurais dû acheter une voiture GPL (oui je sais, on l'a déjà faite 100 fois celle là :)
                  • [^] # Re: 0.5km/h?

                    Posté par  . Évalué à 0.

                    on peux toujours modifier ; mais ils ont peut etre sous traiter (par exemple acheter le calculateur d'injection chez bosch ) et donc la c'est le sous traitant qui bloque (quand j'avait demande a bosch les sources /cartographies/specifs de mon calculateur ils m'ont repondu "on ne donne pas ce genre de renseignement aux particuliers." , on peut toujours essayer :-D )
  • # Manque la BV !

    Posté par  (site web personnel) . Évalué à 8.

    Hello,

    à mon avis, ton analyse oublie plusieurs paramètres importants:
    - la courbe de couple du moteur (ou celle de puissance).
    - les rapports de Boîte de Vitesse et les plages d'utilisation.

    En prenant en compte ces deux éléments essentiels, ton approximation serait sans doute plus juste: le comportement du conducteur serait davantage pris en compte.
  • # effet de la boite de vitesse

    Posté par  . Évalué à 5.

    je suis surpris de voir une courbe linéaire... mais plutot plusieurs courbes...

    je pensais que le changement de rapport de vitesse (la boite quoi) avait un impact.

    à 100km/h en 4eme ou en 5eme on ne consome pas pareil... non ?
    • [^] # Re: effet de la boite de vitesse

      Posté par  (site web personnel) . Évalué à 4.

      La consommaton de la voiture dépend de la vitesse du moteur ou de la vitesse ? je m'explique :
      -Sans prendre en compte l'inertie (vaincue en quelques minutes)
      Une voiture roulant a 100km/h et une autre a 50 km/h avec le même régime moteur consomment la même quantité d'essence ?
      En fait, c'est faux, le frottement étant plsu influent sur la voiture roulant plus vite -> plus de consommation. Mais la différence est elle de plusieurs Litres d'essence ?
      • [^] # Re: effet de la boite de vitesse

        Posté par  . Évalué à 1.

        Il y a un autre paramètre très important en ville sur les réseaux régulés par les feux rouges, c'est le sens et la vitesse de propagation (~43km/h) de "l'onde verte". Il y a longtemps à Bordeaux/Talence, en prenant un feu vert en centre ville la nuit et en roulant à 43 Km/h exactement, je rentrais chez moi sans m'arrêter et sans accélérer. J'aurai donc trouver un minimum de consommation à cette vitesse là. C'est également le principe de la régulation sur autoroute pour les départs en vacances sur certains tronçons. En limitant à une vitesse plus faible, on évite les accordéons, donc les bouchons, donc la consommation globale en stabilisant les variations de la vitesse de chaque véhicule.

        Mes deux eurocents,

        Enzo Bricolo
    • [^] # Re: effet de la boite de vitesse

      Posté par  (site web personnel) . Évalué à 4.

      Oui, l'erreur ici est de croire que le rendement est constant, ce qui est faux avec une voiture a essence classique. (L'efficacité du moteur est de 0,30 (valeur très approximative) dans le calcul)

      Le rendement dépends entre autres de la vitesse du moteur et du couple (donc du rapport de vitesse), du style de conduite, du fait que le moteur soit chaud ou pas... Au final, il est assez facile de calculer de façon théorique la dépense d'énergie, mais pour le rendement, difficile de faire autrement qu'en mesurant expérimentalement.

      Aux petites vitesses, par exemple, il y a un effet trompeur qui est qu'en général, on n'a pas une vitesse constante à 50, alors qu'elle peut l'être à 120. Enfin, à moins de rouler à 120 en ville et à 50 sur autoroute ;-).
      • [^] # Re: effet de la boite de vitesse

        Posté par  (site web personnel) . Évalué à 2.

        il y a aussi le fait que les cylinfres sont dessinés pour un régime particulier offrant le meilleur rendement à un certain régime. Et qu'en dessous de ce régime, le rendement peut etre TRES affecté.
      • [^] # Re: effet de la boite de vitesse

        Posté par  . Évalué à 4.

        Oui, je m'en suis rendu compte en lisant les commentaires du dessus : le rendement dépend de la vitesse de rotation du moteur, du rapport de boite de vitesse et de la position de l'accélérateur (et donc de la quantité de carburant injecté dans le cylindre à chaque cycle). Davantage de carburant à faible régime donne davantage de couple, ce qui permet d'accélérer la voiture en première, mais au détriment du rendement. La gestion du rendment est l'art de conduire une voiture de manière économique (à faible vitesse), et dépend d'un grand nombre de facteurs qui ne peuvent pas être modélisés (le conducteur par exemple).

        En revanche, je suppose que ma courbe est correcte lorsque le moteur tourne à une vitesse telle que le rendement est maximum (est-ce que c'est là où le couple est maximum ?), ce qui est le cas sur route ou autoroute (donc à des vitesses comprises entre 70 et 130).
  • # ma courbe à vélo

    Posté par  . Évalué à 10.

    Voici la courbe de ma consomation d'essence à vélo

    -------------------------^-----------------------^---

    Les petits ^ c'est quand je m'arrête pour bouffer, j'ai un réchaud à essence ;-p
    • [^] # Re: ma courbe à vélo

      Posté par  (site web personnel) . Évalué à 2.

      tu oublies les faux plats ^^ ...

      http://www.theatre-eibel.fr http://www.isc2chapter-yorkshire.co.uk

      • [^] # Re: ma courbe à vélo

        Posté par  . Évalué à 7.

        le faux plat il le fait cuire avec son réchaud ? /o\ ==>[]
        • [^] # Re: ma courbe à vélo

          Posté par  . Évalué à 0.

          non mais il s'arrete plus souvent :-D
          ou alors il peut l'utiliser comme post combustion

          ---------->[]
          **********|
          ***********\
          ************\
          *************J'ai plus de frein !!!
          *************|
          *************|____CRASH
        • [^] # Re: ma courbe à vélo

          Posté par  . Évalué à 2.

          Ca dépend du régime ;-)
    • [^] # Re: ma courbe à vélo

      Posté par  . Évalué à 4.

      Tu ne consommes pas d'essence, mais il n'empêche que ce que tu ingères pour t'alimenter revient largement aussi cher ! Comparez un litre de jus de fruits et un litre d'essence pour voir ... Et le rendement n'est pas idéal non plus ...
      • [^] # Re: ma courbe à vélo

        Posté par  . Évalué à 7.

        D'une part ce que j'ingère en roulant à vélo je l'ingèrerai tout autant en voiture. Il semble même que plus on est motorisé plus on ingère, y a qu'à voir la consommation de bouffe des pays motorisés par rapport aux pays moins motorisés.
        Du reste c'est très facile à vérifier soit-même en essayant de manger autant que ce qu'on dépense en frais de voiture, soit 75e/jour en moyenne (suivant le barème fiscal).

        D'autre part, concernant le rendement, je ne crois pas qu'à l'heure actuelle il y ait mieux que le vélo :

        en joules/passager/kilomètre

        automobile 5300
        moto 2800
        métro 2700
        bus 2400
        marche 480
        vélo 130

        ça donne pour le vélo l'équivalent de 0,18 litre/100km

        (source "deux roues, un avenir" de claire morissette)

        Concrètement et empiriquement, vu qu'on a généralement un exédent calorique, la consommation exédentaire due au vélo est tout simplement nulle, voir négative car on ne peut pas se goinfrer quand on fait du vélo...

        Bon ap
        • [^] # Re: ma courbe à vélo

          Posté par  . Évalué à 2.

          Par contre, il faut eviter les flageolets et le choux.
          La digestion est suceptible de provoquer des dégazages de methane qui est un gaz à effet de serre particuliérement puissant (20 fois le potentiel du CO2) A cause de ça, il y a même un fonctionnaire à Bruxelles dont la mission consiste à évalué les flatulences des vaches :
          http://fr.news.yahoo.com/050912/202/4kvwz.html(...)

          Peter ça tue des ours polaires !

          Faut pas gonfler Gérard Lambert quand il répare sa mobylette.

        • [^] # Re: ma courbe à vélo

          Posté par  . Évalué à 1.

          enfin vu la source des chiffres il convient de faire un peu attention quand meme .

          Le 75 ¤/j vous faites le plein tous les jours vous ???
          Parce que meme en comptant les depenses d'entretiens etc.. il faut au moins ca pour arriver a 75¤/j

          car on ne peut pas se goinfrer quand on fait du vélo...
          C'est que tu n'as pas l'entrainement padawan :-D

          Plus serieusement :
          Le velo c'est tres bien MAIS (d'apres mon experience)
          -en ville :
          A°) velo sur la route c'est naze ; y a les voitures qui te coupe le passage (j'ai d'ailleurs du faire un joli freinage d'urgence; merci le freins a disque a l'avant), les voitures et les bus qui te colle derriere (t'es super rassure) ; ou qui te double à 50 cm.
          B°) velo sur les passages cyclistes. Genial quand ils sont bien pense ; moins genial quand les voitures/bus mordent joyeusement parce que elles n'ont tout simplement pas la place de passer sans mordre dessus.
          C°) velo sur les trottoirs ; ca peut aller ; mais on est souvent plus lent ; et puis il y a des pietons chi*nt . Tu t'arrete 2-3 metre avant eux et ils te trouvent le moyen de t'engueuler pendant 5 min comme quoi velo sur trottoir faut etre con . La route c'est fait pour les velos que tu vas trop vite (alors que tu t'es arrete sans problème et que c'etait une ligne droite) etc...
          D°) quand il pleut alors qu'il a pas plu depuis longtemps ; affaires de rechanges parce que les premieres pluie ramene toutes les saletes et ensuites les habits sont constelle de taches noiratres, tres fun si vous avez un rdv d'embauche.
          E°) Et bien entendu toujours se trimballer avec deux u sinon on vous pique votre velo ... (oui 2: un pour le cadre et un pour la roue qui n'est pas attache par le premier u)

          -en campagne ;
          jamais vraiment fait en rase campagne mais
          A°) distance souvent plus importantes
          B°) possibilite de boues ou autre aussi plus important.
  • # Rendement energetique du moteur

    Posté par  . Évalué à 3.

    Ton analyse me semble correct au vu des calculs, pour plus de précision tu peux mesurer la résistance au roulement en statique en tirant ta voiture sur un sol parfaitement plat en mesurant l'effort (genre avec un cable une poulie, et un plateau que tu fharge jusqu'a ce que ta voiture bouge).
    Sinon tu occulte le fait que le rendement énergetique du moteur varie selon le régime, globalement le meilleur (ou moins mauvais c'est selon le point de vue) est obtenu au alentour du régime pour lequel le moteur donne le couple maxi. Ce couple est relativement élever sur un moteur essence, donc je ne sait pas à quel vitesse tu etais quand tu fais ta mesure de conso à 60 kmh,
    • [^] # Re: Rendement energetique du moteur

      Posté par  (site web personnel) . Évalué à 7.

      > donc je ne sait pas à quel vitesse tu etais quand tu fais ta mesure de conso à 60 kmh,

      Mhhh, voyons voir, si on prend en compte l'accélération obtenue en allumant les phares arrières qui vont projeter des photons, si on néglige le gamin qui hurle dans son siège auto, et si on rajoute le ventilo qui aspire de l'air et donc fait avancer la voiture, je dirais qu'à 60 km/h il roule environ à 60 km/h.
  • # Rendement energetique du moteur

    Posté par  . Évalué à -2.

    Ton analyse me semble correct au vu des calculs, pour plus de précision tu peux mesurer la résistance au roulement en statique en tirant ta voiture sur un sol parfaitement plat en mesurant l'effort (genre avec un cable une poulie, et un plateau que tu fharge jusqu'a ce que ta voiture bouge).
    Sinon tu occulte le fait que le rendement énergetique du moteur varie selon le régime, globalement le meilleur (ou moins mauvais c'est selon le point de vue) est obtenu au alentour du régime pour lequel le moteur donne le couple maxi. Ce couple est relativement élever sur un moteur essence, donc je ne sait pas à quel vitesse tu etais quand tu fais ta mesure de conso à 60 kmh,
  • # Le frottement du pneu

    Posté par  . Évalué à 1.

    me semble loufoque. Il peut y avoir un glissement. Cela dépend de l'état du goudron, mouillé, présence d'huile. Mais par temps sec sur l'autoroute et avec des pneus gonflés correctement, cela doit très bien s'approximer par un roulement sans glissement. À moins que je sous estime la déformation du pneu au point de contact. Par contre, il y a des pertes dans la mécanique.

    Les pertes sont donc due aux frottements de l'air, à la mécanique, à la thermodynamique (rendement moteur).

    Tous cela est bien compliqué, et nécessiterai des mesures précises.

    On peut simplifier l'analyse comme cela:

    vitesse v = v0 + dv

    pour une distance l: t = l/v soit un gain de temps dt = - l/v0**2 dv

    perte en consommation essence dc ~ cst dv**2 due aux frottements de l'air.

    Autrement dit le gain est linéaire, les pertes sont quadratiques!
    • [^] # Re: Le frottement du pneu

      Posté par  . Évalué à 3.

      En fait, les pneumatique ne se comporte pas comme un roulement sans glissement car il se deforment et cette déformation entraine un échauffement des pneumatiques qui augmente l'adhérence.

      C'est, par exemple, pour cette raison qu'il y a un tour de chauffe pour les F1 avant les grand prix (les pneumatiques sont aussi pré-chauffés pour accélerer le processus).

      En général, on considère que 23% de la propulsion disponible est perdue par le train roulant (roulement , roue, déséquilibre de la roue, échauffement de la partie roulante, ...). N'est pas compris dans ce calcul le rendement de la boite de vitesse.

      Pour la boite de vitesse et le différentiel, un calcul rapide donne un rendement unitaire de chaque couple d'engrenage de l'ordre de 95% ainsi en quatrième on a :

      Moteur - > Boite de vitesse -> différentiel -> roulement
      2 engrenages 3engreanages

      Soit 0.95*(0.95*0.95)*0.77 = 0.63 soit 63% de rendement

      A+
      L.
  • # Empiriquement...

    Posté par  (site web personnel) . Évalué à 1.

    Ta courbe resemble à ce qu'indique l'ordinateur de bord sur une 206 hdi 2.0, au moins pour la partie 90 - 150 km/h à +/- 0.5L/100km
    • [^] # Re: Empiriquement...

      Posté par  . Évalué à 2.

      C'est embêtant, parce que la courbe est pour un moteur à essence :) La densité du carburant et l'énergie libérée par kg sont différents, mais je sais pas à quel point...
  • # un pote a fait une mesure ...

    Posté par  (site web personnel) . Évalué à 1.

    c etait une experience scientifique, dont je n ai pas le droit de citer le but, mais un des resultats intermediaire etait que si on roule pendant un mois, en premiere, on consomme 0.8l d huile aux 1000km :)

    et je pense qu en restant en premiere partout ( y compris a 160kmh sur l autoroute), la courbe du monsieur pourrait etre exacte ...

    mon pote a fait ca sur sa voiture perso; moi je prefere essayer sur une ture de loc ...

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