Le moteur bicylindre

Eloge du twin

Deux associés, pas cloches...

Dans la langue de Shakespeare, on parle de twin, qui signifie jumeaux. Effectivement le bicylindre est né de l’association de deux monocylindres identiques. Ils peuvent être réunis de nombreuses façons, chacune ayant ses avantages et parfois aussi ses inconvénients. On distingue deux grandes familles. Les twins parallèles et les twins en V. Cependant, il existe des nuances et aussi des passerelles entre les familles. Voyons ça de plus près.

Les bicylindres parallèles.

Norton, Triumph, BSA, mais aussi Matchless, Royal Enfield, etc. La liste des constructeurs anglais ayant produit des bicylindres parallèles est longue et non exhaustive. C’était réellement une spécialité nationale, jusqu’à ce que les Japonais leurs emboîtent le pas, Honda en tête. Cependant, ces deux pays avaient une vision différente de la mécanique.

Chez les Anglais, on calait les vilebrequins à 360°, c’est-à-dire que les deux pistons montaient en même temps, l’un étant en phase de compression, l’autre en phase d’échappement. Le cycle quatre temps se réalisant sur deux tours, les deux cylindres étaient décalés d’un tour. Ainsi, la régularité cyclique était idéale, avec une explosion par tour. C’était parfait pour avoir du couple à bas régime. Pour les hauts régimes en revanche, c’était problématique, car les vibrations étaient énormes, assez comparable à un mono. D’ailleurs, ces moteurs à distribution culbutée n’étaient pas fait pour prendre des tours. Du côté des Japonais, on préférait décaler les vilebrequins d’un ½ tour. On parle ainsi de calage à 180°. Quand l’un descend, l’autre monte. Pour l’équilibrage, c’est mieux. On peut prendre plus de tours. Cela correspond à leur philosophie qui privilégiait des petits moteurs puissants. Ainsi, l’emblématique Honda 450 qui développait la puissance d’une 650 anglaise (45 ch), avec 200 cm3 de moins. Pour prendre des tours, il fallait une distribution plus sophistiquée que sur les anglaises, d’où la présence d’un double ACT sur la 450 Honda et au minimum d’un ACT sur les autres twins japonais. Pour la régularité cyclique, c’est une autre paire de manches. On a 540° sans temps moteur, puis deux temps moteurs qui se succèdent à 180° d’intervalle. Le bruit s'en ressent, il est irrégulier.

Malgré le temps qui passe, ces traits de caractère restent et aujourd’hui chez Triumph, on trouve toujours des twins calés à 360° sur les classiques et des twins à 180° sur les CB 500 Honda ou les Kawasaki ER6. Japon et Angleterre campent sur leurs positions. Quoique...

Bien sûr, la disposition de ces moteurs est libre. Ils peuvent avoir les cylindres à « l’anglaise », verticaux ou légèrement inclinés comme sur les Norton, mais parfois ils étaient horizontaux. Ainsi étaient les Linto de compétition, qui résultaient de l’assemblage de deux monocylindres d’Aermacchi ala d’Oro.

Du parallèle au V Twin.

Passons du moteur en en ligne au moteur en V, par un subterfuge qu’utilisent les constructeurs : les vilebrequins à manetons décalés et tout particulièrement ceux qui le sont à 270° et qui donnent aux parallèles twins le caractère d’un V ouvert à 90°. Sur ces vilebrequins, un piston est à mi-course quand l’autre est au point mort haut ou bas. C’est Yamaha qui le premier a adopté cette disposition en série sur sa TRX, en voulant donner au moteur issu de la TDM, le caractère d’un V2 de Ducati. En termes de prix, on garde l’avantage d’une culasse et d’un entrainement uniques, mais hormis la largeur et l’aspect, on a l’équilibrage et le bruit d’un V2 à 90°. Depuis, les anglais ont eux aussi adopté cette configuration, pour redonner du caractère à leurs moteurs devenus un peu fades, sous le poids des normes antipollution. Yamaha s’est fait l’apôtre de ce principe et l’utilise sur sa MT 07. En fait, le principe est proche de celui d’un moteur « big-bang », la succession des temps moteurs favorise les sensations du pilote, car l’équilibrage des efforts d'inertie se résume à une composante unique, qui peut-être vaincue par un simple balourd. Dès lors, ces efforts vibratoires disparaissent aux yeux du pilote qui reçoit le « signal » des explosions dans son intégralité, surtout quand il ouvre brutalement les gaz. Au final, twin parallèle calé à 270°, ou V ouvert à 90°, sont des moteurs à sensations.

Les bicylindres en V.

Ils se caractérisent par leur angle d’ouverture. Allons du plus fermé, au plus ouvert.

Avec un angle de seulement 45°, le moteur Harley est au summum de l’irrégularité cyclique. C’est ce qui lui donne sa célèbre sonorité « potatoe potatoe ». Deux combustions plus rapprochées, puis un long temps mort. L’avantage de cette disposition, c’est sa compacité. C’est d’autant plus vrai chez Harley que les bielles sont alignées (l’une passe autour de l’autre), ce qui fait que les cylindres sont rigoureusement l’un derrière l’autre. C’est un peu problématique en matière de refroidissement, mais ça va tant que la puissance spécifique reste raisonnable.

Identification oblige, sur tous les customs,les angles moteurs sont souvent très fermés. rarement au delà de 50/52°.

On a aussi vu une approche des moteurs très compacts sur les Honda Transalp, qui jouaient déjà du décalage des manetons, avant la TRX. Ici on a combiné un angle d’ouverture très étroit (52°) et des manetons décalés, qui donnaient au global l’équilibrage et la régularité cyclique propre au V2 à 90°. Le beurre et l’argent du beurre.

Continuons pour aller jusqu’aux 72°, de nos chères Voxan. L’idée était de se rapprocher des avantages du V2 à 90° en matière d’équilibrage, tout en gagnant en compacité. L’histoire n’a pas vraiment retenu ce choix qui jouait plus du compromis.

90°, on l’a déjà vu, c’est LA référence. C’est la disposition des Ducati (vilebrequin transversal), des Moto Morini (87° degrés, exactement !), ou des Moto Guzzi (au vilebrequin longitudinal, qui se marie à merveille avec une transmission par cardan). Equilibrage facile, caractère, ce moteur à toutes les qualités, sauf la régularité cyclique et la compacité. A cause du cylindre avant horizontal, les Ducati ont un empattement long en règle général, ou un bras oscillant court, qui tente de compenser ce défaut en en amenant un autre (répartition des masses, fort effet de chaine, etc). Après des années de cylindre horizontal, Ducati a basculé son moteur sur la Panigale. KTM et les Japonais ont aussi opté pour cette disposition, où l’espace important entre les culasses fait perdre de la place précieuse au niveau du réservoir. Concernant la régularité cyclique on a deux options, soit un vilebrequin léger, qui laisse un moteur vif, façon Ducati, mais qui cogne à bas régime. C'est désagréable en ville et en conduite tranquille. Soit on utilise un vilebrequin lourd, façon Guzzi, mais on perd en dynamisme ce que l'on gagne en souplesse. Zut, il y a toujours un problème...

Poussons à l’extrême pour finir en beauté en ouvrant le V à 180° ce qui nous donne le célèbre flat twin des BMW (bicylindre à plat en anglais). Attention, ici cependant, on a deux manetons, les bielles ne sont plus côte à côte sur le même. Ainsi, hormis un petit mouvement de lacet dû au désalignement des bielles justement, l'équilibrage est parfait et la régularité cyclique idéale. Ainsi, on a un moteur souple et vif, car on peut utiliser un vilebrequin léger, sans que ça ne cogne à bas régime. C'est l'option retenue par BMW, sur les derniers flats double ACT refroidis par air et liquides. On peut parler de sans faute, sauf en terme d’encombrement latéral. Aérodynamisme et garde au sol en souffrent. Et puis il y a ce satané couple de renversement qui fait basculer la moto sur un coup de gaz.

Pour résoudre ces rares défauts, la solution existe. Elle était utilisée par Douglas dès le début du 20^ème siècle. Elle nous revient aujourd’hui améliorée par Midual, qui place le vilebrequin transversalement et incline les cylindres de 25° vers le bas. Originale, compacte, cette disposition offre une très belle étroitesse, alliée aux qualités hors normes du Flat, à savoir souplesse et vivacité, pour ceux qui ont eu le bonheur d'essayer cette machine extraordinaire. Le Flat twin transversal se marie parfaitement avec une chaîne secondaire, comme le flat twin longitudinal des BMW se marie idéalement avec une transmission par arbre, car il se passe de renvoi d'angle. Sur la Midual, la lubrification doit faire l'objet de nombreux soins. Ainsi, il y a une pompe de "vidage" pour éviter l'accumulation d'huile dans la culasse avant, surtout au redémarrage. Petit soucis tout de même quand on cherche des chevaux en pagaille: il est quasi impossible d'utiliser des conduits très rectilignes, mais hormis cela, RAS, c'est de la bel ouvrage!

Qui a dit qu’en France on n’avait pas d’idées ?

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