SOHC (simple arbre à cames en tête)

Le SOHC, abréviation de single overhead camshaft (simple arbre à cames en tête), désigne une architecture de distribution dans laquelle un unique arbre à cames est monté dans la culasse et commande à la fois les soupapes d'admission et d'échappement. Le terme la distingue des anciens montages à tiges de culbuteurs, où l'arbre à cames se trouve bas dans le bloc moteur, et des configurations à double arbre qui placent deux arbres à cames dans chaque culasse. Positionner l'arbre à cames en tête, juste au-dessus des soupapes, raccourcit et rigidifie la liaison mécanique entre came et soupape, ce qui autorise un contrôle plus précis du mouvement des soupapes à haut régime qu'une longue chaîne de tiges et culbuteurs.

En fonctionnement, l'unique arbre à cames est entraîné par le vilebrequin au moyen d'une courroie ou d'une chaîne à exactement la moitié du régime moteur, et ses cames agissent sur les soupapes soit directement par des poussoirs à godet, soit, plus souvent sur les architectures à simple arbre, par l'intermédiaire de culbuteurs. Comme un seul arbre doit traverser la culasse pour actionner les deux rangées de soupapes, la géométrie des culbuteurs est souvent plus élaborée que sur un moteur à double arbre, la came se trouvant fréquemment entre les deux rangées de soupapes et les culbuteurs s'étalant de part et d'autre.

Le grand atout de l'architecture SOHC est sa simplicité. Avec un seul arbre à cames par culasse, on compte moins de pièces mobiles, une masse alternative réduite, une culasse plus légère et plus compacte, ainsi qu'un coût de fabrication moindre. Pour un moteur transversal de petite voiture familiale, où l'encombrement et le prix priment sur la puissance maximale, ce sont là de réels avantages, et cette conception a animé d'innombrables modèles grand public avec fiabilité pendant des décennies.

Les compromis apparaissent dès que les concepteurs visent des performances supérieures. Loger quatre soupapes par cylindre, la configuration qui respire le mieux à haut régime, devient mécaniquement délicat lorsqu'un seul arbre doit toutes les actionner, si bien que beaucoup de moteurs SOHC se contentent de deux ou trois soupapes. De même, appliquer une distribution variable indépendante à l'admission et à l'échappement est bien plus ardu quand les deux sont commandées par le même arbre, leur calage ne pouvant être modifié séparément. Il en résulte que les moteurs à simple arbre tendent à délivrer une puissance spécifique plus faible, c'est-à-dire moins de puissance par litre, que les équivalents à double arbre.

Ces limites expliquent pourquoi l'architecture à double arbre à cames en tête (DOHC) est devenue dominante en performance et même sur une grande partie de la production grand public, à mesure que la respiration à quatre soupapes et le double calage variable indépendant sont devenus des prérequis attendus. Les conceptions SOHC conservent néanmoins leur place là où le coût, la masse et la compacité priment, et certains constructeurs ont produit des culasses sophistiquées à simple arbre et quatre soupapes pour capter l'essentiel du gain de respiration tout en conservant l'architecture la plus simple. Le choix entre SOHC et DOHC relève finalement de priorités, et non d'une supériorité intrinsèque de l'un sur l'autre.