Le banc moteur à inertie permet de mesurer le couple et la puissance d’un moteur à partir de la capacité de celui-ci à accélérer une masse en rotation. En effet, si l’on se reporte à l’explication sur la puissance et le couple moteur, nous savons qu’un banc moteur se contente de mesurer le couple d’un moteur à tous les régimes et détermine la puissance de celui-ci par un calcul très simple. En effet, mais cela n’est qu’un rappel :-), la puissance, « c’est le couple multiplié par le régime moteur ».
Tout ce qu’il faut comprendre dans le fonctionnement d’un banc moteur à inertie, c’est le lien entre l ‘accélération de quelque chose et la force qui lui est appliquée.
Si nous reprenons l’exemple d’une personne qui pousse sa voiture. Si cette personne est seule à pousser son véhicule, celui-ci va mettre un certain temps avant de prendre de la vitesse. Si par contre deux personnes poussent le même véhicule, celui-ci atteindra la même vitesse en deux fois moins de temps. Ceci à l’air d’une évidence et pourtant cela repose sur un principe physique qui nous dit à peu près la chose suivante.
L’accélération d’un corps dépend de sa masse et de la force qui lui est appliquée.
Bien sur, pour appliquer ce principe à l’automobile, il ne faudrait pas prendre en compte les notions de frottements. Si l’on ne s’en préoccupe pas, on peut dire qu’à force de poussée égale, un véhicule d’une tonne prendre deux fois plus de vitesse dans le même temps qu’un véhicule de deux tonnes. Lorsque l’on parle de variation de vitesse, c’est en fait de la notion d’accélération qu’il s’agît. Ainsi si l’on exerce une poussée deux fois plus importante sur une masse, l’accélération de celle-ci est deux fois plus importante. Nous pouvons donc ajouter à notre principe physique la chose suivante :
L’accélération d’une masse est proportionnelle à la force qui lui est appliquée.
Ce principe assimilé, nous pouvons l’appliquer sans mal aux bancs moteurs à inertie. En effet, ce que nous cherchons à mesurer, c’est le couple, donc la force de « rotation » appliquée à une masse appelée le volant à inertie. A l’aide de capteurs et de calculateurs, il est facile de quantifier les variations de vitesse du volant à inertie. Si nous arrivons à obtenir les valeurs d’accélération, il est très facile, à partir le la masse connue du volant à inertie, de déterminer quelle a été la force nécessaire pour obtenir celle-ci. Cette force obtenue ou plutôt ce moment, c’est le couple moteur.
Afin d’illustrer cette explication, nous pouvons décrire une séance de mesures comme nous l’avons fait dans l’explication du banc moteur à frein.
Avant tout, il nous faut mesurer l’ensemble des frottements de notre banc moteur à inertie. En effet, si dans le cadre de la théorie nous pouvions nous permettre de ne pas tenir compte de ces frottements, dans le cadre d’une mesure, ce n’est pas la même. Ainsi, il nous faut les mesurer afin d’en tenir compte dans le résultat.
Pour effectuer cette opération, c’est très simple. En effet, alors que dans le cas d’une mesure on s’intéresse à l’accélération du volant à inertie, ici, c’est sa décélération qui nous intéresse.
Pour cela, Il nous faut lancer le volant et mesurer à l’aide des mêmes capteurs et calculateurs cette décélération. A l’aide de ces résultats, il sera simple de déterminer quels sont l’ensemble des forces de frottement qui ont constribuées à freiner le volant. Bien sur, ici, nul n’est nécessaire de les différencier. Il nous suffit d’avoir une ensemble de valeurs représentant l’évolution des frottements en fonction de la vitesse du volant.
Intéressons-nous à la mesure proprement dite. Le protocole de celle-ci est plutôt réduit car il suffit, après avoir déclenché l’enregistrement des données, d’ouvrir les gaz à fond en faisant attention de ne pas se trouver en sur-régime.
Pour pouvoir exploiter ces données, il faut tenir compte de deux choses. En effet, notre moteur a bien accéléré le volant à inertie mais pour cela, il ne s’est pas contenté de mettre en mouvement sa masse. Comme nous les avons mesurées tout à l’heure, il a du aussi lutter contre l’ensemble des forces de frottement du banc. Ainsi, il faut sommer, pour l’ensemble des régimes moteurs mesurés, la force ayant servie à l’accélération du volant et celle ayant servies à lutter contre les frottements.
Pour résumer, un banc moteur à inertie mesure simplement l’accélération d’une masse en tenant compte de l’ensemble des frottements.