Les éléments mécaniques liés à la sécurité de la conduite

Les équipements du véhicule

• Les équipements du véhicule : l'ensemble des accessoires et systèmes présents sur le véhicule qui assurent la sécurité du conducteur (coussins gonflables et feux de détresse), la sécurité des autres usagers (réglage du niveau des feux de croisement) et le confort de conduite (chauffage, réglage de la hauteur du siège).
• La chaîne cinématique : l'ensemble des éléments reliés entre eux qui transmettent le mouvement aux roues ; cette chaîne est composée du moteur, de la boîte de vitesses et des roues. Cet ordre est toujours le même sur tous les véhicules.
• La fiche descriptive : c'est le descriptif complet du véhicule avec toutes les données qui permettent d'effectuer certaines vérifications (pression des pneus, contenance du réservoir...).
• Le manuel d'entretien : il doit être lu dès la prise en charge du véhicule afin de connaître les caractéristiques techniques du véhicule et l'entretien périodique à effectuer.
• Les niveaux de fluides : la quantité nécessaire pour les différents équipements du véhicule afin qu'ils fonctionnent normalement (niveau d'huile, liquide de lave-glace).
• La pression des pneus : c'est le volume d'air nécessaire pour les pneus, qui permet d'assurer une adhérence optimale des roues au sol et de réduire les risques d'éclatement.

Les éléments essentiels constituant le véhicule

La plupart des véhicules sont constitués des éléments suivants :

• Le châssis du véhicule : c'est la structure du véhicule qui porte les parties mécaniques.
• Le moteur : un appareil qui convertit l'énergie thermique issue de la combustion du carburant en énergie cinétique.
• Les roues avant : ce sont les roues directement liées au volant, également appelées roues directrices car elles permettent de changer la direction du véhicule.
• Les roues arrière : ce sont les roues situées à l'arrière, qui suivent les roues avant dans leur direction.

Les pneus

Le pneu est constitué de deux parties : la jante et le pneu en caoutchouc, qui comporte des informations gravées sur le flanc du pneu sous forme de chiffres et de lettres (marque, dimensions, indice de charge et de vitesse, date de fabrication...).

Il existe deux catégories de pneus :

• Les pneus Run Flat : ils permettent de continuer à rouler même après une perte totale de la pression d'air due à une crevaison, car le pneu est renforcé d'une paroi épaisse qui supporte le poids du véhicule et maintient sa stabilité sur la route, sur une distance et une vitesse limitées (en général pas plus de 80 km/h, la distance pouvant atteindre 250 km selon les modèles). Ces pneus sont également disponibles pour les camionnettes, avec un indice de charge pouvant aller jusqu'à 1450 kg par pneu, la charge totale du véhicule pouvant atteindre 5800 kg.
• Les pneus Tubeless (sans chambre à air) : la fonction de la chambre à air est intégrée dans le pneu lui-même. La couche intérieure du pneu stocke l'air nécessaire au bon fonctionnement du pneu et empêche sa fuite. La valve de gonflage se trouve sur la jante pour un pneu Tubeless, contrairement aux pneus à chambre à air où la valve se trouve sur la chambre.

Le volant

C'est l'anneau situé devant le conducteur et qui lui permet de contrôler avec précision et facilité les roues avant et la trajectoire du véhicule.

La boîte de vitesses

La boîte de vitesses est un système mécanique qui transmet et change le régime et la vitesse de rotation du moteur par le biais d'une série de roues dentées de tailles différentes, pour offrir plusieurs niveaux de vitesse permettant d'adapter la transmission du mouvement aux conditions de conduite.

Les niveaux de vitesse (boîte manuelle) :

• 1^re vitesse : offre le couple moteur le plus élevé possible ; recommandée pour mettre le véhicule en mouvement ou lors de montées raides nécessitant un couple élevé.
• 2^e vitesse : offre un bon couple moteur ; recommandée lors de montées nécessitant un couple important.
• 3^e vitesse : offre un couple moteur convenable ; recommandée lors de montées en côte ou dans les virages nécessitant couple et vitesse en même temps.
• 4^e vitesse : recommandée pour rouler sur route plane.
• 5^e vitesse : offre le maximum de vitesse possible ; utilisée sur route plane sans virages.

Le changement de rapport se fait progressivement, en montant ou en descendant, en appuyant à fond sur la pédale d'embrayage puis en déplaçant le levier de vitesses vers le rapport suivant ou précédent. Il faut monter de rapport dès que le régime moteur dépasse 2500 tr/min, et rétrograder dès que le régime descend sous 1500 tr/min.

Il existe deux types de boîtes de vitesses : la boîte manuelle (BVM) et la boîte automatique (BVA).

Les deux principaux avantages de la boîte automatique sont le confort de conduite et la bonne maîtrise du volant.

Les pédales

• La pédale d'accélérateur : se trouve à droite ; plus le conducteur appuie fort sur cette pédale, plus le régime du moteur augmente et plus la vitesse du véhicule augmente.
• La pédale d'embrayage : se trouve à gauche. En appuyant sur cette pédale, le conducteur procède au débrayage, c'est-à-dire qu'il déconnecte le moteur de la boîte de vitesses ; en la relâchant, il procède à l'embrayage en reconnectant les éléments de la chaîne cinématique.
• La pédale de frein : se trouve au milieu/à gauche et agit sur le freinage du véhicule ; la vitesse diminue ou s'arrête complètement selon la force exercée par le conducteur.

Pour les véhicules à boîte manuelle, les trois pédales sont présentes ; pour les véhicules à boîte automatique, la pédale d'embrayage n'est pas présente.

Le tableau de bord et les commandes

Le tableau de bord : regroupe l'ensemble des indicateurs présents dans l'habitacle, qui informent le conducteur sur l'état de son véhicule et de certains équipements, ainsi que la vitesse et la température du moteur.

Les commandes : l'ensemble des leviers, boutons situés sur ou près du volant qui permettent de contrôler les feux, le changement de direction, les essuie-glaces... et qui permettent au conducteur de les actionner sans lâcher le volant.

Le levier de vitesses (boîte manuelle) : permet au conducteur de changer les niveaux de vitesse selon la vitesse de circulation et le régime moteur.

Le levier de vitesses (boîte automatique) : présent dans les véhicules équipés d'une boîte automatique ; comme son nom l'indique, il permet de changer automatiquement les niveaux de vitesse, en plaçant le levier sur la position D puis en appuyant sur l'accélérateur.

Les positions de conduite sur le levier de la boîte automatique :

• P (Parking) : à utiliser lorsque le véhicule est à l'arrêt ; son rôle principal est d'empêcher tout mouvement en jouant le rôle d'un second frein à main.
• R (Reverse) : permet au conducteur de faire une marche arrière, pour tout type de manœuvre.
• N (Neutral) : équivalent du point mort sur une boîte manuelle ; permet de faire tourner le moteur librement sans entraîner les roues.
• D (Drive) : conduite du véhicule vers l'avant, avec changement automatique des niveaux de vitesse pour un fonctionnement optimal du moteur.

Les feux : des dispositifs qui émettent une lumière blanche vers l'avant, permettant un éclairage efficace de la route la nuit ainsi que dans les conditions climatiques nécessitant un éclairage supplémentaire. Ces feux permettent également au conducteur d'être vu par les autres usagers et de les informer de ses intentions grâce à des signaux lumineux de couleurs spécifiques (changement de direction, demande de priorité de passage...).

Les témoins d'alerte : se caractérisent par la couleur rouge et signalent l'existence d'une panne grave dans une partie du véhicule ; le conducteur doit arrêter son véhicule dès l'allumage d'un témoin d'alerte.

Les témoins du tableau de bord s'allument dans différentes couleurs pour alerter le conducteur :

• Les témoins rouges indiquent un danger immédiat.
• Les témoins orange avertissent d'un danger potentiel : soit une panne, soit la nécessité de vérifier un équipement précis du véhicule.
• Les témoins verts et bleus indiquent certains équipements du véhicule en fonctionnement (feux, régulateur de vitesse...).

Dès l'allumage d'un témoin rouge, le conducteur doit s'arrêter immédiatement pour éviter d'endommager gravement le moteur du véhicule ou d'être exposé à un accident de la route.

Le tableau de bord fournit un ensemble d'indicateurs importants pour une conduite en toute sécurité, que le conducteur doit surveiller en permanence. Parmi les plus importants : l'indicateur de vitesse, l'indicateur de carburant, et la température du liquide de refroidissement.

• Le compte-tours (régime moteur) : informe le conducteur du nombre de tours que fait le moteur par minute.
• L'indicateur de vitesse : informe le conducteur de la vitesse de déplacement du véhicule en kilomètres par heure.
• L'indicateur de carburant : informe le conducteur du niveau de carburant dans le réservoir (si l'aiguille est tout à gauche, le réservoir est vide ; si elle est tout à droite, le réservoir est plein).
• La température du liquide de refroidissement : informe le conducteur de la température du moteur. Dès le démarrage du moteur et après quelques instants de conduite, la température du liquide de refroidissement doit se stabiliser autour de 90°C.

L'élévation de la température du moteur peut être due à :

• une fuite du liquide de refroidissement ;
• une panne de la pompe à eau ;
• un problème au niveau du radiateur ;
• un défaut du joint de culasse ;
• une panne du capteur de température.

Si la température dépasse 90°C et continue d'augmenter, cela signifie qu'il y a un problème dans le circuit de refroidissement ; le témoin rouge s'allume alors. Dans ce cas, le conducteur doit s'arrêter immédiatement, car une élévation excessive de la température du moteur peut endommager certaines de ses pièces.

La chaîne cinématique

Lors du démarrage du moteur, grâce à l'alternateur, une partie de l'énergie mécanique issue de la combustion du carburant dans le moteur est transformée en énergie électrique pour recharger la batterie. Pour contrôler la trajectoire du véhicule, on déplace le volant (à droite ou à gauche), ce qui change l'angle des roues et donc la direction du véhicule. Pour contrôler la boîte de vitesses, on appuie sur l'embrayage et on actionne le levier de vitesses. Pour réduire la vitesse du véhicule ou l'arrêter complètement, on appuie sur la pédale de frein.

Lorsqu'on appuie sur le bouton de démarrage, le démarreur se met en marche et actionne l'alternateur, qui transforme l'énergie électrique stockée dans la batterie en énergie mécanique de rotation donnant la première impulsion de rotation au vilebrequin. L'énergie passe ensuite du moteur à la boîte de vitesses puis aux roues, qui transforment le mouvement de rotation en mouvement de déplacement du véhicule par contact avec le sol.

Principe de fonctionnement du moteur

Les moteurs les plus utilisés dans les véhicules sont les moteurs à combustion interne. Les moteurs à combustion interne produisent de l'énergie par combustion du carburant dans un cylindre fermé, à l'inverse des moteurs à combustion externe.

Les deux types les plus répandus de moteurs à combustion interne sont déterminés par le mode de production de l'énergie pour le moteur : soit à chaque deux tours du vilebrequin (moteur à quatre temps), soit à chaque tour (moteur à deux temps). Par ailleurs, selon le type de carburant :

• Moteur essence : l'énergie mécanique est produite par l'explosion provoquée par l'allumage du mélange d'essence et d'air dans la chambre de combustion.
• Moteur diesel (gasoil) : l'énergie mécanique est produite par l'explosion provoquée par la compression du mélange de gasoil et d'air dans la chambre de combustion.

Au démarrage, l'énergie électrique stockée dans la batterie est transformée en énergie mécanique de rotation pour donner la première impulsion au vilebrequin. Dans les moteurs à plusieurs cylindres, la répartition de l'énergie est organisée de sorte que le vilebrequin ne reste jamais sans énergie motrice provenant d'un des cylindres. Pour les moteurs à deux temps, les phases travail et compression sont limitées, tandis que les moteurs à quatre temps fonctionnent selon les quatre temps suivants :

• Temps d'admission : ce temps commence lorsque le piston arrive au point mort haut ; les soupapes s'ouvrent progressivement pour laisser entrer l'air et le carburant dans le cylindre, et ce temps se termine lorsque le piston arrive au point mort bas et que les soupapes se referment.
• Temps de compression : ce temps commence lorsque le piston arrive au point mort bas, où la pression du contenu du cylindre augmente.
• Temps de combustion (travail) : le mélange d'air et de carburant s'enflamme dans le cylindre grâce à une étincelle électrique (pour les moteurs essence) ou automatiquement sous l'effet de la pression et de la chaleur (pour les moteurs diesel). Il en résulte de nombreux gaz chauds et comprimés qui poussent le piston, faisant ainsi tourner le vilebrequin. Ce temps se termine lorsque le piston arrive au point mort bas.
• Temps d'échappement : le piston remonte et évacue les gaz brûlés par les soupapes, puis le cycle reprend avec un nouveau temps d'admission.

• Le point mort bas (PMB) : la hauteur la plus basse que le piston peut atteindre.
• Le point mort haut (PMH) : la hauteur la plus haute que le piston peut atteindre.

Les commandes au volant

• La commande des clignotants : se trouve à gauche du volant (en l'abaissant, le conducteur active le clignotant gauche ; en la relevant, il active le clignotant droit).
• La commande des essuie-glaces : se trouve à droite du volant (en la relevant d'un cran, le conducteur active les essuie-glaces avant, et en position 2^e ou 3^e cran, la vitesse des essuie-glaces augmente).

Les boutons de ventilation

Ces boutons permettent de rafraîchir ou de réchauffer l'habitacle et de régler sa température et sa ventilation :

1. Zone de ventilation : pour aérer complètement l'habitacle.
2. Le bouton de réglage de l'intensité de ventilation.
3. Le bouton de réglage de la température dans l'habitacle : bleu = air froid, rouge = air chaud.
4. Le bouton de recirculation et de renouvellement de l'air.
5. Le bouton de mise en marche de la climatisation.
6. Le bouton de dégivrage ou de désembuage de la vitre.

L'ordinateur de bord

L'ordinateur de bord du véhicule permet au conducteur de contrôler un ensemble d'appareils (réglage de l'autoradio, activation du système GPS...).

Les pare-soleil

Chaque véhicule est équipé de deux pare-soleil (un pour le conducteur et un pour le passager avant), pivotants et orientables sur le côté selon la direction des rayons du soleil. Les pare-soleil protègent le conducteur des rayons du soleil.

Les ceintures de sécurité et sièges enfants

• Les ceintures de sécurité : des dispositifs conçus pour protéger leur porteur contre les dommages éventuels en cas de choc ou d'arrêt brusque ; elles contribuent à réduire les blessures en empêchant le passager d'être éjecté du véhicule.
• Les sièges enfants : des sièges spécifiques fixés sur les sièges arrière pour la sécurité des enfants, car les ceintures de sécurité classiques ne conviennent pas à cette catégorie plus exposée aux risques.