Boîte de vitesses

La boîte de vitesses, aussi appelée transmission, est l'ensemble qui traduit la rotation du moteur en vitesse et en couple réellement utiles aux roues à chaque instant. Un moteur à combustion interne ne délivre une puissance exploitable que sur une plage de régime assez étroite, souvent comprise entre 1 500 et 6 000 tr/min, alors qu'un véhicule doit passer en douceur de l'arrêt complet aux allures autoroutières. La boîte de vitesses résout cette inadéquation en offrant une série de rapports qui maintiennent le moteur dans sa plage efficace pendant que la vitesse sur route varie fortement.

Son principe fondamental repose sur l'avantage mécanique procuré par la démultiplication. Une première courte multiplie fortement le couple du moteur pour permettre le démarrage ou la montée, tandis que les rapports plus longs échangent ce couple contre de la vitesse, autorisant une croisière détendue et sobre à bas régime. Chaque rapport est défini par la taille relative des engrenages en prise, et le rapport de pont, au niveau du différentiel, applique une réduction supplémentaire. La marche arrière, obtenue en intercalant un pignon intermédiaire pour inverser le sens de rotation, fait également partie du même ensemble.

Pour le conducteur, la boîte de vitesses façonne une large part du caractère de l'auto. Elle gouverne la réponse à l'accélération, l'aisance et la souplesse au démarrage, la consommation, l'agrément et le ressenti même de la conduite. Un étagement bien adapté laisse le moteur délivrer sa puissance sans contrainte ni ronflement, et une boîte qui passe les rapports proprement contribue autant à la qualité perçue que le moteur lui-même.

Plusieurs formes distinctes coexistent. La boîte manuelle fait appel à un embrayage et à un levier actionnés par le conducteur pour sélectionner les rapports à la main. Les automatiques classiques utilisent un convertisseur de couple en guise d'accouplement hydraulique et passent des trains épicycloïdaux par voie hydraulique ou électronique. La boîte à double embrayage (DCT) recourt à deux embrayages pour présélectionner le rapport suivant et obtenir des passages très rapides, tandis que la transmission à variation continue (CVT) supprime totalement les rapports fixes : une courroie circulant entre des poulies à diamètre variable offre une plage de rapports pour ainsi dire infinie.

La technologie continue d'évoluer avec la chaîne de traction qu'elle sert. Les automatiques modernes peuvent compter huit, neuf ou dix rapports pour concilier sobriété et performance, et une électronique de plus en plus pointue gère le moment des passages et le pontage du convertisseur. Les véhicules électriques changent entièrement la donne : comme les moteurs électriques délivrent un fort couple dès le régime nul et tournent librement à très haut régime, la plupart se contentent d'un simple réducteur à un seul rapport plutôt que d'une boîte à plusieurs rapports. Quel que soit son type, la boîte de vitesses demeure un élément central de la transmission, intercalée entre le moteur et les arbres de transmission ou le différentiel qui acheminent la puissance jusqu'aux roues motrices.