Pourquoi n’y a-t-il pas de voitures avec des moteurs à 7 cylindres ?

Les fabricants ont exploré une vaste gamme de configurations de moteurs au fil du temps, allant des moteurs à trois cylindres aux moteurs à seize cylindres. Pourtant, le sept semble briller par son absence dans la production de masse. Pourquoi cela ? La réponse se trouve dans un principe fondamental de l’ingénierie : l’équilibre.

Un moteur représente un ensemble d’activités dynamiques. Les pistons s’agitent, le vilebrequin tourne à une vitesse vertigineuse, tandis que les pompes distribuent huile et liquide de refroidissement. Cette multiplication de mouvements génère une intensité de vibrations que les ingénieurs tentent d’atténuer par des méthodes de équilibrage des masses et des charges. Chaque force inégale créée doit être compensée par une force opposée.

Les défis des moteurs à cylindres impairs

Les moteurs à cylindres pairs s’équilibrent plus facilement, particulièrement ceux dotés de cylindres en ligne. Dans la configuration en V, l’équilibre peut s’établir entre les deux cylindres d’une même rangée. En revanche, un moteur à sept cylindres en ligne engendre des problèmes complexes à résoudre.

Si l’on prend par exemple le moteur à trois cylindres, souvent considéré comme la version « à moitié » d’un moteur à six cylindres, l’incohérence du calage présente des moments où aucun piston n’est en phase de combustion ou de compression. Ce cycle engendre des vibrations qui, pour être supprimées, nécessitent l’ajout d’axes de déséquilibre, augmentant ainsi la complexité, le poids et le coût.

Des problèmes d’équilibre similaires se retrouvent avec les moteurs à cinq cylindres, bien que la distribution des inflammations soit plus harmonieuse. Dans un moteur à trois cylindres, il existe des intervalles de 60 degrés sans allumage, contre seulement 36 degrés pour un moteur à cinq cylindres, permettant ainsi une fonctionnement plus fluide et moins de vibrations.

Les spécificités d’un moteur à sept cylindres

Alors, que se passe-t-il avec un moteur à sept cylindres ? Cela amplifie les problèmes d’équilibre, rendant la gestion de ces derniers encore plus ardue. Produire un vilebrequin de grande longueur et de poids suffisant pour supporter ces déformations s’avère être coûteux et souvent prohibitif pour la plupart des véhicules.

Constituer un moteur en V à sept cylindres est une autre affaire complexe. La structure se base souvent sur des asymétries, rendant l’équilibre des cylindres particulièrement délicat. Toute forme d’asymétrie, à l’instar des configurations V6, V8 ou V12, entraîne des distorsions et vibrations, difficiles à gérer sans solutions excessivement complexes.

Des moteurs à sept cylindres existent, mais où ?

Bien que nous ne rencontrions pas ces moteurs dans les voitures de production, il faut noter qu’ils existent, principalement dans des applications industrielles lourdes. Par exemple, la société AGCO Power fabrique un moteur diesel en ligne à sept cylindres de 9,8 litres, destiné à des équipements comme les tracteurs et les moissonneuses-batteuses. Ce moteur colossal fournit plus de 489 chevaux et un couple impressionnant de 1 900 Nm. Il fonctionne à un régime stable et bas, ce qui simplifie l’équilibre.

L’histoire passée des moteurs à cylindres impairs

Dans le passé, des moteurs similaires avec un nombre impair de cylindres (comme 5, 7 ou 9) ont été utilisés dans des systèmes aéronautiques. Dans ces cas, les cylindres étaient arrangés en cercles autour d’un axe central. Cette configuration circulaire, couplée à un contrepoids conséquent, aidait à maintenir l’équilibre. Mais ces moteurs ne trouvent aucune application dans les véhicules de tourisme modernes, à cause de leur poids, de l’aérodynamisme et de la complexité de leur fabrication.

Alors, la question reste : pourquoi n’avons-nous jamais vu ces moteurs à sept cylindres dans nos voitures ? S’agit-il d’un calcul rationnel des fabricants face aux défis techniques ? Ou cela témoigne-t-il d’une tradition bien ancrée dans l’industrie automobile ? À chacun d’y réfléchir.