Rouler en altitude : pression atmosphérique, densité d'air et perte de puissance

Ce que l'altitude enlève à l'air

Au niveau de la mer, l'atmosphère pousse à environ 1013 hPa. Chaque mètre gagné en enlève un peu : autour de 900 hPa à 1000 m, 795 hPa à 2000 m, à peine 730 hPa au sommet du col de la Bonette. La température baisse aussi (environ 6,5 °C par 1000 m en atmosphère standard), ce qui redonne un peu de densité, mais le bilan reste négatif : l'air perd grossièrement 9 à 11 % de sa masse volumique par tranche de 1000 m. Or un moteur ne respire pas des litres, il respire des milligrammes : moins de molécules d'oxygène par cylindrée avalée, c'est moins de carburant brûlable, donc moins de couple.

Moteur atmosphérique : la perte sèche

Un moteur atmosphérique subit la densité de plein fouet. La règle d'atelier — environ 1 % de puissance perdue par 100 m — se vérifie bien : un 100 ch de plaine devient un 80 ch au sommet d'un col à 2000 m. Le calculateur mesure la situation via le capteur de pression atmosphérique (souvent intégré au boîtier) et le débitmètre ou le capteur de pression collecteur : la masse d'air enfournée baisse, la charge calculée baisse, l'injection suit. Sur un diesel, la limite de fumée impose la même discipline : moins d'air disponible, moins de gazole autorisé.

Moteur suralimenté : la compensation a un prix

Le turbo change la donne : le calculateur régule une pression absolue d'admission. Tant que le compresseur peut fournir, la masse d'air — donc le couple — reste proche de la valeur de plaine. Mais le rapport de compression demandé augmente : produire 2,4 bar absolus à partir de 795 hPa au lieu de 1013, c'est demander nettement plus de travail à la roue. Le turbo tourne donc plus vite en altitude, à consigne de couple identique. Trois conséquences :

• le point de fonctionnement se déplace sur le champ compresseur, vers la zone de pompage à bas débit et vers le surrégime à haut débit ;
• le calculateur applique des corrections d'altitude : consigne de pression réduite au-delà d'un seuil barométrique, précommande de wastegate adaptée, limite issue du modèle de vitesse turbo — c'est le rôle de la protection contre le surrégime ;
• l'air comprimé sort plus chaud du compresseur (rapport de pression plus élevé), l'échangeur travaille davantage.

Au-delà d'une certaine altitude, même le turbo abdique et la puissance décroît : la marge de vitesse du compresseur est consommée.

Ce qu'on voit au datalog en montagne

Roulez le même profil de charge à 200 m puis à 1800 m et comparez : pression atmosphérique loggée, consigne et mesure de pression de suralimentation, rapport cyclique de commande wastegate ou géométrie variable, régime turbo si disponible, température d'air après échangeur. Le symptôme typique d'un système en bout de marge : la mesure suit la consigne en plaine, décroche en altitude, avec une commande en butée. Rien n'est en panne — la physique a simplement repris ses droits.

Un client qui vit à Briançon (1300 m) ou monte chaque hiver en station ne roule pas dans les conditions du banc de plaine. L'altitude d'usage fait partie du cahier des charges, au même titre que le carburant.

Le regard du reprogrammateur

C'est en altitude que se paient les fichiers sans marge. Un calage qui met la commande de wastegate à 90 % au niveau de la mer n'a plus rien en réserve à 2000 m : soit la pression s'effondre (client déçu), soit le turbo est poussé au-delà de sa vitesse admissible — roue compresseur en surrégime, rupture possible, la casse classique du stage agressif redescendu d'un col. Un fichier sérieux conserve la structure des corrections barométriques d'origine, garde une réserve de commande et respecte la limite de vitesse turbo du constructeur. Et quand le client roule réellement en montagne, on datalogue en montagne.

Voir aussi rouler par forte chaleur et concevoir un datalog.

Sur ANP Engineering — file service de reprogrammation moteur pour professionnels : file service ECU, correction de checksum, calculateurs pris en charge, tarifs.