Chevaux (puissance)

Le cheval est l'unité traditionnelle servant à exprimer la puissance d'un moteur, c'est-à-dire le débit de travail qu'il fournit ou, de façon équivalente, la rapidité avec laquelle il convertit l'énergie du carburant en mouvement. C'est le chiffre auquel chacun se réfère pour juger de la force d'une voiture, car la puissance, plus que toute autre donnée, fixe la limite de l'accélération qu'un véhicule peut soutenir et de la vitesse de pointe qu'il peut atteindre. L'unité remonte à la fin du XVIIIe siècle, lorsque James Watt cherchait un repère familier pour vendre ses machines à vapeur et définit un cheval-vapeur par référence à l'effort de traction soutenu d'un cheval de trait au travail.

La signification physique est précise : la puissance est le travail accompli par unité de temps. Un cheval-vapeur mécanique équivaut à environ 746 watts, soit à peu près 550 livres-pieds de travail par seconde, et il se rattache directement aux unités métriques employées ailleurs, où un kilowatt vaut environ 1,34 cheval et où le cheval métrique, le PS ou cheval-vapeur DIN, est très légèrement inférieur à la valeur impériale. Parce que la puissance combine une force et une vitesse, un même moteur en produit des quantités différentes selon le régime, et un chiffre de puissance annoncé renvoie au maximum atteint à un régime de vilebrequin donné.

La relation essentielle est que la puissance est égale au couple multiplié par la vitesse de rotation. Le couple est la force de torsion exercée par le moteur ; la puissance est cette force délivrée dans le temps, si bien qu'un moteur atteint sa puissance maximale là où le produit du couple par le régime est le plus élevé, généralement haut dans la plage de régimes plutôt qu'au pic de couple. C'est pourquoi un petit moteur poussé dans les tours peut égaler la puissance d'un moteur plus gros tournant plus lentement, et pourquoi c'est la forme de la courbe de puissance, et non son seul sommet, qui détermine le comportement ressenti au volant.

Dans la pratique, le cheval gouverne le haut du spectre des performances : maintenir une vitesse élevée face à la traînée aérodynamique et achever la phase d'accélération une fois la voiture déjà lancée en dépendent. Le couple, à l'inverse, domine la poussée immédiate ressentie à bas régime ainsi que l'aptitude à tracter une charge ou à gravir une côte sans rétrograder. Une évaluation pertinente lit donc les deux ensemble et les rapporte à la masse du véhicule, puisque c'est le rapport poids-puissance qui prédit réellement l'accélération.

Plusieurs conventions peuvent brouiller la comparaison. Les valeurs brutes, mesurées sur un moteur nu, flattent la sortie réelle, tandis que la puissance au frein, mesurée au vilebrequin avec les accessoires montés, et la puissance aux roues, mesurée aux roues motrices après les pertes de transmission, donnent des chiffres progressivement plus réalistes. Les constructeurs peuvent annoncer des valeurs DIN, SAE ou ECE, qui diffèrent légèrement par leurs conditions d'essai ; un chiffre de puissance se comprend donc au mieux à la lumière de sa méthode de mesure et en compagnie du couple, du poids et des unités apparentées de puissance au frein et aux roues.