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La boîte à fourbi

Comment ça marche : les bobines d'allumage

Amis tomobilistes, bonjour.

J'ai eu une discussion avec un collègue hier fort enrichissante et qui m'a appris le fonctionnement des bobines d'allumage, je pensais donc en profiter pendant que c'était frais pour vous en faire profiter.

Si vous suivez mes pseudo-cours, le moteur à explosion essence (et pas diesel, c'est important) utilise une bougie pour faire exploser le mélange air/essence dans le cylindre. La question que je me posais, c'est "comment à partir d'une tension de 12V, on peut faire une étincelle?".
OK, vous prenez une pile 9V, vous mettez en contact les deux bornes avec un trombone (à papier, pas l'instrument), vous obtenez une micro-étincelle.
Super.
Mais dans une voiture, je vois mal un petit bonhomme taré faire des étincelles comme ça. Je ne savais d'ailleurs même pas à quoi servait une bougie d'allumage (par opposition aux bougies de préchauffage diesel).
Merci Yves, me voici mieux renseigné.

Reprenons.
D'un côté, nous avons la batterie, qui délivre une tension de 12V (à la grosse louche). Une fois le moteur tournant, la tension monte à 14V et des poussières, tension produite par l'alternateur (une grosse dynamo, quoi), ce qui est nécessaire pour recharger la batterie après le démarrage, qui bouffe beaucoup d'énergie. Il faut imposer aux bornes de la batterie une tension supérieure pour la recharger. C'est comme ça.
Ensuite, quoi? J'ai mes bougies, une par cylindre, et quoi? Je branche ma batterie dessus et miracle, j'ai des étincelles au cul de mes bougies?

Nein. Ce qu'il me faudrait, c'est quelque chose comme un condensateur qui permettrait d'accumuler l'électricité pour délivrer une grosse étincelle, et la bougie, elle ne sait pas faire ça.
Fort heureusement, la bobine d'allumage est là!
A partir d'une tension basse, elle va pouvoir engranger l'énergie pour la relâcher tout d'un coup dans la bougie, qui est directement branchée dessus (sur les voitures récentes), laquelle, à son autre extrémité, est dotée d'une électrodes très costaude qui va pouvoir produire et supporter l'étincelle (qui est un phénomène électrique demandant une haute tension, donc il vaut mieux avoir quelque chose de costaud pour tenir cela de manière répétée).
Une bougie d'allumage, ça ressemble à ça :

http://www.internetmoto.com/images/rubriques/BOUGIE_NGK_STANDARD.jpg
L'étincelle se produit entre l'électrode de masse et l'électrode "positive" juste au-dessus, suite à une forte différence de potentiel entre les deux (entre 15 000 à 30 000V).
Le potentiel nul de la masse est mis en face d'un potentiel très haut grâce à la bougie d'allumage, en résulte une décharge électrique de l'une vers l'autre... Youpi, l'étincelle est née!

Soit, mais la bobine, que fait-elle, là-dedans?
Comme je l'ai dit, son rôle est d'augmenter la tension, et pas qu'un peu puisqu'il lui faut créer cette fameuse tension comprise en 15 et 30 000V.
Je ne vais pas m'étendre en formules mathématiques et physiques (si vous le voulez, bon courage, ça se passe dans ce document) mais sachez que les bobines d'allumage sont composées d'un primaire et d'un secondaire, sachant que le primaire est un bobinage de peu de spires (traduction : un nombre de tours de fil autour d'un axe) et le secondaire en contient bien plus (dans le document de référence ci-dessus, 200 spires au primaire et 12 000 au secondaire).

Lorsque la tension réseau de bord (14V) traverse la bobine du primaire (la "petite"), il se crée un champ magnétique induit (comprendre : c'est un effet produit par la traversée de la bobine par la tension) et une force électro-motrice (fem) faible au secondaire et plus importante au primaire, mais toujours insuffisantes pour produire une étincelle.
Pour rendre la fem suffisante, on coupe subitement le circuit primaire, qui va entraîner une variation disparition du champ magnétique primaire, ce qui aura pour incidence de faire grimper la fem au secondaire, suffisamment pour atteindre la tension requise et donc créer l'étincelle.
Ainsi que le dit l'auteur du document, l'instant d'allumage correspond à la coupure de l'alimentation du primaire (et non au début de l'alimentation).

Après, évidemment, la haute tension au secondaire est envoyée dans la bougie, laquelle va produire l'étincelle, mettre le feu au mélange air/essence et produire l'explosion.

OK, nous avons maintenant le principe de base.
Sauf qu'il n'y a pas toujours eu (et il n'y a pas toujours, si je ne m'abuse) une bobine par bougie, loin de là.
Fut un temps, en effet, où il y avait une seule bobine d'allumage qui dispatchait son étincelle à chaque bougie tour à tour. Le système de distribution de l'étincelle était, je trouve, allez génial, et vous en avez sans doute entendu parler. Il s'agit de la fameuse "tête de Delco", du nom de la compagnie fabriquant la tête d'allumage Delco, qui envoyait via un disque tournant muni de vis conductrices (les mythiques vis platinées, de leur matière) l'étincelle à chaque bougie.
Il y a eu également les bobines jumo-statiques, avec une bobine pour deux bougies (bougie des cylindres 1/4 et bougie des cylindres 3/2) et, quand il faisait bien noir la nuit, sur les voitures un peu anciennes, on pouvait voir les étincelles courir le long des fils dont l'isolant s'était barré.
Il y a aussi eu d'autres systèmes rigolos dont celui de la 2 cheveaux Citroën, vous pouvez voir ça sur cette page.

Vous pouvez approfondir le sujet en cherchant un tout petit peu sur Google, le Net regorge d'explications plus poussées.

J'espère vous avoir appris des choses et ne pas avoir raconté trop de bêtises, comme d'hab!

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