L'allumage

Avant tout, je me dois, au sujet de ce chapitre, de vous remercier, vous, lecteurs de mon site. En effet, c'est à la suite des demandes de plusieurs d'entre vous que j'ai écrit cette page qui faisait défaut lorsque l'on prétend présenter les différents éléments constituant une moto.
Je m'y suis mis, donc, en fouillant dans mes archives, et je dois bien dire que j'ai appris autant que vous sur ce sujet sur lequel je n'excelle pas. Il faut savoir en effet, que encore maintenant, même si je suis capable de démonter et remonter entièrement un moteur de moto, c'est toujours mon grand frère qui effectue mes réglages d'allumage. Aussi je vous demande un peu d'indulgence. Si vous voyez ici des erreurs, n'hésitez pas à me le faire savoir.


Evolution générale :

  Il faut se rappeler d'une part que la première moto ayant existé, la Perreaux, utilisait un moteur à vapeur. D'autres tentatives furent faites dans la même voie (Roper, Coppeland...) mais il faut croire que ces systèmes, de par leur encombrement, étaient particulièrement inadaptés. On passa donc rapidement à une motorisation à combustion interne. C'est bien Daimler qui réalisa la première "moto" équipée de la sorte.
     
  On notera que le moteur de Etienne Lenoir, breveté en 1860, était déjà doté d'un allumage électrique.
La bobine, quant à elle, fut inventée par Heinrich-Daniel Rumkorff peu après de 1850 (première démonstration publique lors de l'Exposition Universelle de 1855).
Des premières réalisations expérimentales à la mise en production, il se passera bien du temps puisque les premiers moteurs utilisèrent des systèmes d'allumage bien plus archaïques. On pourra s'étonner du délai de mise en pratique de telles inventions. Ce serait oublier les contraintes de mise en production en quantités relativement importante. De plus, si l'on considère le temps qu'il a fallu pour que nos motos passent à l'injection, on peut se dire que le temps de réaction était plus rapide à la fin du XIXème siècle que 100 ans plus tard.
     
  Allumage par flamme externe (doc. Baudry de Saunier) Le problème, entre autres, du moteur à combustion interne (improprement bien qu couramment appelé "à explosion"), c'est comme son nom l'indique, qu'il faut trouver le moyen d'enflammer le mélange air / combustible qui a été injecté dans le cylindre à l'intérieur de celui-ci et à un moment précis. Ca a l'air simple à énoncer. Ce le fut moins à réaliser.
Le premier système utilisé, conformément au schéma ci-joint utilisait simplement une flamme extérieure au cylindre qui correspondait avec l'intérieur de celui-ci par un simple trou réalisé dans sa paroi, le plus proche possible du conduit d'admission..
On se doute que la combustion ne pouvait s'effectuer que de manière irrégulière, et même aléatoire. Il faut se rappeler que les premiers moteurs "à explosion" utilisaient le gaz comme carburant, bien plus facilement inflammable que le pétrole.
On observera aussi qu'un tel dispositif, installé sur un véhicule (auto-) mobile ne serait pas allé bien loin puisque la flamme se serait éteinte avec la vitesse, si faible soit-elle. Il est vrai, aussi que les premiers essais de ce genre de moteur furent effectués en 1860, alors que la moto n'avait pas encore vu le jour.
     
  Allumage par incandescence (doc. Baudry de Saunier) Ce système fut peu à peu amélioré, dans un premier temps en masquant la lumière au moyen d'un tiroir commandé par la distribution, puis William Barnett enferma la flemme dans un boisseau tournant. La flamme avait alors tendance à s'éteindre, mais était aussitôt rallumée par un deuxième brûleur.
Une autre avancée technologique fut faite lorsque Wilhelm Maybach songea à réaliser un allumage par incandescence, c'est à dire un dispositif où le gaz n'est pas mis à feu directement par une flamme mais grâce à un dispositif à haute température interne au cylindre. La flamme, pour autant, existe toujours puisque c'est elle qui est chargée de chauffer un doigt de platine fixé sur le cylindre, toujours près de la tubulure d'admission (figure ci-joint).
Ce système, pour le moins, était encore imparfait puisque, entre les systèmes de carburateurs pas franchement étanches et ces flammes vives, les risques d'incendie étaient grands en cas de chute.
     
  Allumeur du moteur De Dion (doc. Baudry de Saunier) C'est le marquis De Dion qui, en équipant d'un allumage électrique à rupteur le moteur à combustion interne (je précise, car il fut longtemps un partisan du moteur à vapeur) de ses fameux tricycles, commença à réellement vulgariser cette technique. C'était à la fin du XIXème siècle. Ce type d'allumage donna une grande supériorité aux productions du marquis De Dion..
Le schéma ci-contre (cliquer sur l'image pour l'agrandir) montre l'allumeur de ce moteur dans deux positions d'avance différentes. Avance qui est alors commandée par câble et non de manière automatique.
L'allumage est alors du type "batterie - bobine".
     
  Charge d'une batterie (doc. Georgia Knap) Cet allumage par batterie, pour être une grande avancée technologique, n'en présente pas moins des inconvénients dans la mesure où non seulement les batteries - il existait déjà plusieurs marques à cette époque - étaient relativement peu fiables, mais encore, comme elles ne sont pas rechargées de manière autonome, doivent l'être par le propriétaire de la moto. C'est ainsi que dans son livre "Secrets de Fabrication et de bon fonctionnement des moteurs à essence pour motocycles et automobiles", Georgia Knap publiait le schéma permettant d'effectuer cette charge de la batterie.
Aucune statistique n'existe relatant du nombre de vaillants utilisateurs des heures héroïques de la moto gravement brûlés par électrocution ou explosion de la batterie.

On comprendra mieux pourquoi les premières motos étaient dépourvues de tout dispositif d'éclairage au moyen d'ampoules.

     
  Allumage par magnéto basse tension Pourtant la magnéto existait déjà puisque celle à basse tension fut mise au point en 1875 par Sigfried Marcus. Elle sera utilisée pendant un laps de temps assez court, sur la "Deronzière" par exemple. Dans ce système, le rupteur est situé directement à l'intérieur du cylindre, actionné par une came et une tige rappelée par un ressort, faisant penser à un culbuteur.
     
  Magnéto Boudeville (doc transmis par Alain Lambert) La magnéto à haute tension (ci-contre) fut créée pour sa part en 1898 par le français André Boudeville.
Cette magnéto est composée d'un inducteur (fonds et parois du boîtier, à droite), l'induit, tournant au centre du dit boîtier. On distingue sur l'axe de cet induit un engrenage qui entraîne une roue située dans le couvercle, à gauche sur laquelle est fixé un doigt d'allumage faisant office de distributeur. En dessous se situent les vis platinées..
Cette magnéto fut testée dès 1898 sur un tricycle de marque Aster.
     
  Allumage mixte magnéto / batterie (doc. Moto-Revue) Ce n'est qu'en 1902 que l'allumage par magnéto sera utilisé "en série" sur des motos : Il s'agissait des Laurin-Klément Austro-Hongroises dont la magnéto était placée en dessus du moteur, entraînée par chaîne en bout de vilebrequin. Cette moto avait un aspect fort étrange avec son réservoir en arrière du moteur. Elle n'en était pas moins fort efficace si l'on en juge par ses nombreux succès.
La magnéto haute tension présente la particularité d'inclure tous les éléments nécessaires à l'allumage de la bougie.
Elle présente l'inconvénient de fournir un courant dont l'intensité est dépendante du régime, donc posant parfois des problèmes au démarrage et également de ne pas fournir une énergie suffisante pour alimenter un éclairage. Les phares dont sont équipées les motos, lorsqu'elles en ont un, est alors à acéthylène.
Pour pallier les problèmes lors du démarrage, on utilisera parfois des systèmes mixtes magnéto + batterie (schéma ci-joint).
     
  Volant D45 S La faible intensité de l'allumage étant plus problématique encore sur les moteurs deux temps, on sera amené, dans les années '30, à utiliser pour ce type de moteur, le volant magnétique (inventé cependant en 1914), dont le principe de fonctionnement est similaire à celui de la magnéto, si ce n'est que le bobinage y est fixe et que ce sont les aimants qui sont en rotation. La masse en mouvement est alors plus importante mais il est possible de sur dimensionner les éléments, ce qui permet un allumage plus vigoureux. Par ailleurs, il est possible de monter sur le plateau une seconde bobine à simple enroulement débitant un courant alternatif utilisable pour l'éclairage.
     
  Alternateur doc. Moto-Revue Le "Vade-mecum du Motocycliste" de Moto-Revue, édition de 1934, nous apprend que les motos se sont alors pas encore équipées en série d'un dispositif d'éclairage. Lorsque l'on veut rouler de nuit, il existe cependant la possibilité d'équiper sa moto soit d'un alternateur soit d'une dynamo. Ces derniers étant alors encore distincts de la fonction d'allumage de la bougie.

La version la plus simple de l'alternateur est bien connue des plus âgés d'entre nous, puisqu'elle l'exemplaire ci-joint est très proche de ceux qui équipaient nos bicyclettes il n'y a pas si longtemps.

     
 

Dynamo. doc. Larousse : L'automobile et ses grands secrets. En dehors de ce type d'alternateur simplifié à l'extrême et incapable de fournir l'énergie nécessaire pur allumer une bougie, c'est surtout la dynamo qui fut utilisée le plus couramment, dans un premier temps, car elle était capable de performances supérieures.
La première esquisse de la dynamo a été mise en oeuvre par Werner Von Siemens dès 1866.
Elle se définit comme générateur d'électricité à inducteur bobiné fixe, induisant par transformation mécanique de rotation des courants alternatifs redressés mécaniquement par un collecteur et des balais. Elle génère un courant continu.
Des progrès incessants seront réalisés dans la fabrication des dynamos. Ainsi, on passera en 1935 d'une puissance de 120 watts pour 7,5kg à une puissance de 260 watts pour 4,5kg en 1956. (source : Larousse)

     
  Alternateur (doc. Larousse) : L'automobile et ses grands secrets. Dans le même temps, des améliorations notables furent effectuées si bien qu'à la fin des années '50, sans que la dynamo soit pour autant définitivement abandonnée, les alternateurs devenus plus puissants que ces derniers tout en ayant des dimensions et poids inférieurs, commencèrent à être couramment utilisés.
Par rapport à la dynamo, la suppression du collecteur tournant permet d'envisager des régimes de rotation plus importants.
Les premiers alternateurs ont été créés en 1832 par Hippolyte Pixii et furent améliorés en 1867 par Zénobe Gramme.
L'alternateur comporte un stator (bobinage) fixe externe qui délivre sa puissance alternative sans l'aide de contacts. C'est l'inducteur qui tourne à l'intérieur de celui-ci.
     
  Schéma d'allumage (dessin perso) On a entre temps abandonné les systèmes "batterie / bobine", ou de dynamo pour un système dans lequel la dynamo ou l'alternateur charge une batterie qui elle même va alimenter le circuit d'allumage via des rupteurs (ou"vis platinées") et des bobines. (schéma ci-joint, ne représentant pas l'alternateur).
On peut trouver des systèmes différents utilisant un distributeur. Mais ce système est peu utilisé dans le domaine qui nous intéresse. On y a très tôt préféré des systèmes à rupteurs multiples (voir ci-après).
     
  Allumage Motobécane LT (doc RTM) On connaîtra peu d'avancées par la suite, si ce n'est le remplacement des rupteurs par un système électronique comportant un capteur commandé par des signaux magnétiques. Ces systèmes ont l'avantage d'être quasiment indéréglables et de ne pas comporter de dispositif mécanique, d'où une absence d'usure. Par extension, ces systèmes seront par la suite couplés à l'injection, l'avance, les valves d'échappement, etc.
Contrairement à ce que j'ai longtemps cru, ce n'est pas Kawasaki, en 1969, avec sa célébrissime 500 "Mach III" qui va adopter pour la première fois ce dispositif sur une moto de série. Mais Motobécane, dès 1962 sur la "SP-50-R".
Notons, d'ailleurs, que si le système mis au point par Motobécane présentait une grande fiabilité, celui de la Kawasaki fut vite mis au rencard en attendant d'en réaliser un modèle exempt de tous soucis.

Autres composants du dispositif d'allumage :

    Le condensateur :
C'est un composant électronique de forme cylindrique qui se charge en énergie ouis se décharge. Il empêche la formation d'un arc électrique important aux bornes des deux contacts du rupteur.
     

La bobine :
C'est un transformateur qui élève la tension d'entrée de 6 ou 12 volts (basse tension) en haute tension.




Le régulateur :
Régule la tension ou plutôt écrête la tension de sortie à un certain seuil (14 ou 12 volts dans ce cas).




Le redresseur :
Il ne s'agit pas d'un élément du circuit d'allumage à proprement parler. Il redresse la tension en sortie d'alternateur en tension continue. Il empêche, la tension de monter au delà d'une certaine limite qui serait dommageable à l'ensemble du circuit électrique.




Le capuchon de bougie :
Il n'a pas toujours été présent sur les motos. Il a été imposé légalement afin d'éviter d'émettre des parasites, donc quelques temps après la vulgarisation des téléviseurs.. Dans le même temps, il protège la bougie des intempéries et permet un contact fiable entre le câble à haute tension et la bougie.




La "bobine crayon" :
C'est un capuchon de bougie qui inclue la bobine. Elle permet de résoudre les problèmes d'installation de ces dernières et un gain de place appréciable sur certaines motos sportives ou de compétition.




La bougie :
C'est elle qui est au bout de la chaîne du système d'allumage. Elle enflamme le mélange air / essence au moyen d'électrodes situées dans la chambre de combustion. Elle a comme lourde tâche de devoir assurer jusqu'à 200 étincelles par seconde par une température extrème.

Différents types de bougies en ... 1903 :

Au début du siècle précédent, peu après l'invention de la moto, nombre des éléments constituant un moteur étaient encore sujets à des pannes fréquentes. Parmi ces éléments, la bougie était certainement un de ceux qui posaient le plus de problèmes : Lorsqu'elles ne cassaient pas, elles s'encrassaient ou perlaient. Les fabricants rivalisaient alors d'inventivité afin de proposer un produit meilleur que ceux de la concurrence.

J'en ai retrouvé un certain nombre dans un livre daté de 1903, que je vous présente ici :

Doc G.Knap 1903
Bougie "Reclus" utilisant de nombreux éléments en nickel pour éviter les déformations dues à la chaleur.
Doc G.Knap 1903
Bougie "Nimélior" sur laquelle aucun élément n'est scellé afin de permettre l'interchangeabilité des différents éléments.
Doc G.Knap 1903
La bougie "Hercule" est formée d'un centre en nickel très épais indéformable.
Doc G.Knap 1903
La bougie "Obus" voit sa porcelaine remplacée par une matière particulière cuite à 2000° pendant 3 jours.
Doc G.Knap 1903
La bougie "Pyros" est démontable et conçue pour éviter tout risque d'éclatement
Doc G.Knap 1903
La bougie "Dyogène" est formée d'un lanterneau maintenant l'électrode centrale afin d'éviter le déplacement des pointes.
Doc G.Knap 1903
Bougie "Excelsior, robuste mais ne pouvant être montée que lorsque les soupapes sont éloignées du canal de la bougie.
Doc G.Knap 1903
Bougie "Pyrobole" entièrement démontable, à ressort compensateur.
Doc G.Knap 1903
Bougie à contact à chapeau contre l'encrassage de la porcelaine.
Doc G.Knap 1903
Bougie anglaise "E.I.C." à deux pôles pour éviter les mises à la masse
Doc G.Knap 1903
Bougie AV dont la porcelaine est située derrière une cloison à l'abri des projections.
Doc G.Knap 1903
Bougie "Luthi" à électrode tige et électrode de masse remplacée par la paroi de la chambre de combustion.

Différents types de rupteurs :

Dans le même ordre d'idée, j'ai voulu vous présenter ci-après un choix de systèmes de rupteurs disponible à la même époque. On se rend compte que les inventeurs rivalisaient d'ingéniosité pour répondre aux demandes des motoristes et pour fiabiliser les solutions qu'ils proposaient à la vente..

Doc G.Knap 1903
Rupteurs de type interrupteur à pression pour bicylindre à 180°
Doc G.Knap 1903
Rupteurs de type interrupteur à pression pour bicylindre à 90°
Doc G.Knap 1903
Rupteurs de type interrupteur à pression pour moteur à quatre cylindres
Doc G.Knap 1903
Système avec avance à allumage réglable pour bicylindre à 90°
Doc G.Knap 1903
Système "Boiron" à ressort à déplacement longitudinal pour bicylindre
Doc G.Knap 1903
Système "Boiron" à ressort à déplacement longitudinal pour moteur 4 cylindres

Allumage par brûleur :

On en a déjà parlé au début de ce chapitre, et bien que vous ayez peu de chances, un jour, de restaurer une moto équipée d'un tel système je ne pouvais ne pas vous faire profiter du schéma d'installation d'un allumage par brûleur pour moteur bicylindre.

doc G.Knap 1903
 

L - Réservoir d'essence minérale
A- Bouchon de remplissage
B - Robinet de niveau
C- Robinet de sortie de liquide
D- Bouchon de vidange
E- Manomètre
P - Pompe à air de mise en pression
K - Tuyau de la pompe à air

R - Robinet d'introduction d'air
T - Tube d'introduction d'air
a.b.c. Raccords coniques
G - Brûleurs
H - Cuvettes d'amorçage
F - Robinets de réglage
I - Presse amiante
J - Tube de jonction

 

J'espère pouvoir encore faire évoluer ce chapitre. Si vous avez des suggestions, n'hésitez pas à me contacter.

 


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