Le quatre cylindres

En V, en ligne ou à plat

En V, en ligne, à plat, ce moteur se met en quatre pour proposer la configuration idéale propre à chaque moto. Quels sont ses qualités, ses défauts, ses variantes ? Une fois n’est pas coutume, le motardus erectus, du repairedesmotards.com marche à quatre pattes.

4 cylindres. À cette évocation, on pense immédiatement à la Honda CB 750, mais bien avant elle, Ace puis Indian, Pierce, ou Nimbus avaient utilisé des 4 cylindres en ligne. Cependant, ils les implantaient longitudinalement et non pas transversalement. Notez d'ailleurs que la même métamorphose s'est produite en automobile. On est passé du moteur longitudinal au transversal, pour des raisons de sécurité. En cas d'accident, le moteur longitudinal rentrait dans l'habitacle, alors qu'à longueur de capot égale, le moteur transversal, laisse à la fois plus de zone de déformation pour absorber l'énergie et fait barrage lors de l'impact. Mais revenons à nos motos...

Le quatre cylindres en ligne transversal

Oui le quatre cylindres en ligne transversal est large et c'est un triple défaut. D'une part et surtout avec l'alternateur en bout de vilebrequin comme jadis, il nuit à la garde au sol. Sur un plan aérodynamique, il augmente la surface frontale de la moto, ce qui pénalise sa vitesse maximale. Enfin, la longueur importante du vilebrequin impose une construction massive pour en assurer sa rigidité. C’est un facteur qui augmente son effet gyroscopique et ne favorise pas la maniabilité de la moto qu'il équipe. Pourtant, moyennant quelques aménagements, il fait des miracles en GP, mais aussi ailleurs. Attaqué de toutes parts par des twins, des trois cylindres et même des six cylindres, le quatre pattes se défend plus qu'honorablement et il parvient même à gagner du terrain, en équipant de nouvelles familles de motos. Bref, il ne lâche pas l'affaire et bien au contraire, il est même en pleine fleur de l'âge.

Non la Honda CB 750 n'est pas le premier 4 cylindres en ligne de la production. Le 4 cylindres 630 cm3 de cette Pierce 1910 développait 7 ch qui la propulsaient déjà à 88 km/h. Elle disposait d'une boîte deux vitesses et d'un embrayage multidisques.

Diviser pour mieux régner

Telle est sa devise. En effet question puissance, c'est le maître du jeu. En fractionnant ses cylindres, il réduit ses masses en mouvement et peut ainsi supporter des régimes élevés, bien aidé en cela par son équilibrage naturel. De fait il développe de fortes puissances spécifiques. En catégorie hypersport (série) aujourd'hui, la norme est à plus de 200 chevaux/litre, ce qui était l'apanage des moteurs de course il y a peu de temps encore.

La S 1000 RR est l'archétype du 4 cylindres sportif. Avec seulement 60 kg sur la bascule, il affiche un rapport poids puissance inégalable pour un moteur de série.

Le V4 à toutes les sauces

Pour combler les handicaps du moteur en ligne, la solution consiste à disposer les cylindres en V. On réduit la largeur du moteur, ce qui améliore la garde au sol, l’aérodynamisme, alors que la longueur réduite du vilebrequin diminue sa masse et son effet gyroscopique. C'est la solution employée par Honda et Aprilia, tant en course que sur route. KTM l’utilise aussi en MotoGP.

Ouvert à 65°, le V4 Aprilia affiche une étroitesse et une compacité incroyable pour un 1000 cm3. Dans sa dernière version 1100 cm3 RSV4 X, il annonce 225 ch, au lieu de 180 à 12500 tr/mn à sa sortie en 2010.

L'encombrement du haut moteur est fonction de l'angle d'ouverture du V, ce qui influence aussi l'équilibrage. On peut aussi jouer sur le calage du vilebrequin et même sur son décalage pour modifier la répartition des explosions et changer le comportement du moteur. L'inconvénient du moteur en V, c'est son coût de production, car il oblige à utiliser deux culasses indépendantes. C'est d'ailleurs ce qui a poussé Suzuki à renoncer à cette architecture sur sa nouvelle sportive, bien qu'ils l'aient utilisée en GP (GSV-R 2003/2011). En effet, la marque a toujours eu un positionnement marketing basé sur un bon rapport qualité prix. Chez Honda en revanche, on décline le V4 dans de multiples configurations: trail, routière et même sport.

Illustration de l'étroitesse du V4 (ici toujours l'Aprilia). S'agissant de machines capables de dépasser 300 km/h, c'est un argument de la plus haute importance. — Illustration de l'étroitesse du V4 (ici toujours l'Aprilia). S'agissant de machines capables de dépasser 300 km/h , c'est un argument de la plus haute importance.

En MotoGP Ducati utilise un V4 (ici celui de la Panigale), comme, Aprilia, KTM et Honda. Yamaha et Suzuki lui préfèrent le 4 cylindres en ligne. Les deux alternatives semblent également compétitives.

Les solutions adoptées sur la M1

Sur le papier, le quatre en ligne ne fait pas le poids face au V4. Cependant, en piste, la M1 et la GSX-RR donnent du fil à retordre à leurs rivales V4. Pour parvenir à ce résultat, Yamaha a doté son moteur d'un vilebrequin contrarotatif, dont l'effet gyroscopique s'oppose à celui de la boîte, de l'embrayage et des roues.

Avec la R1, Yamaha colle au plus près de la M1. La technologie développée en GP fait progresser l'hypersport de série.

Bing bang et screamers

Pour la largeur la M1 peut compter sur un cadre double longeron qui passe au-dessus des culasses, au lieu d'être périmétrique, ce qui favorise l'aérodynamique. Enfin, son moteur utilise le même calage que les moteurs en V, ce qui lui confère une réponse plus directe aux sollicitations de la poignée de gaz, du fait de la meilleure superposition des efforts d'inertie et des efforts de pression dans les chambres de combustion. La motricité en sortie de courbe y gagne. Ce nouveau calage "bing bang", que Yamaha utilise aussi sur sa R1 de route, s'oppose à celui plus traditionnel des autres quatre cylindres en ligne calés à 180°, appelés " hurleurs" (screamer en anglais) dont le bruit est plus aigu et qui prennent plus de tours.

Avec son calage à 90°, le vilebrequin de la R1 adopte un comportement de V4 ouvert à 90°, qui lui donne une réponse plus progressive à l'ouverture des gaz. Chez Ducati, on utilise le même procédé avec un V ouvert à 90°, mais un vilebrequin qui ramène le c

Le quatre à plat

Sa plus emblématique adaptation est sans doute celle que l'on a vue sur les premières Honda Gold Wing, 1000 et 1100. Profitant d'un centre de gravité bas le "flat four" libère de l'espace en hauteur, ce qui permet de placer un gros réservoir d'essence, relativement bas. Une solution que Honda n'avait cependant pas retenue sur sa Gold, dont le réservoir était sous la selle. L'espace au-dessus du moteur était consacré à un petit coffre de rangement. Placé longitudinalement, le moteur était parfaitement prédisposé à l'utilisation d'une transmission secondaire par arbre, sans renvoi d'angle entre le moteur et l'arbre de transmission, ce qui réduit les pertes mécaniques.

Sus aux SUV

En voiture comme en moto, la mode est aux engins polyvalents. De fait les SUV (Sport Utility Vehicule) ont le vent en poupe. En moto, le pendant de ses engins se nomme BMW S 1000 XR et Kawasaki Versys, toutes deux propulsées par des quatre cylindres en ligne. Fidèle à sa devise, Honda se distingue en motorisant ses Crossrunner et Crosstourer avec des V4. Un joli sursaut de la part du quatre pattes, qui est finalement le seul moteur à investir de nouveaux segments, dans un milieu plus habitué à tourner en rond avec des motos rétros ou néo rétros, qu'à défricher de nouveaux concepts. Finalement, n’en déplaise aux tenants de la théorie de l’évolution, se déplacer à quatre pattes est un concept plein d’avenir !