Aujourd'hui, bougies. Koicé, une gibou ? C'est le dispositif chargé de produire l'étincelle dans le mélange carburé compressé afin de l'enflammer.
En gros c'est constitué d'un support métallique vissé dans la culasse et recevant un isolant de porcelaine traversé par une électrode de cuivre. Cet électrode reçoit à son extrémité extérieure le connecteur du fil HT et se termine par un contact de métal résistant à la chaleur et très conducteur (cuivre pur (et dur) ou platine par exemple). Un bec d'acier est soudé au support et sert d'éclateur entre l'électrode centrale et le support. L'isolant est cimenté dans le support puis serti. Il doit être le plus lisse possible pour éviter que des impuretés ne se collent sur lui et ne produisent une fuite électrique entre le connecteur et le support.
Mises à part les différentes formes et tailles de bougies répondant aux exigences techniques des concepteurs des moteurs, les bougies se distinguent l'une de l'autre par leur indice thermique.
Cet indice thermique représente la température moyenne correspondant à la charge du moteur, mesurée sur les électrodes et l’isolant. À l’extrémité de l’isolant, la température de service devrait être comprise entre 400° C et 850° C. Ce sont néanmoins des températures de plus de 400° C que l’on doit chercher à obtenir car elles brûlent les dépôts de carbone ou d’huile carbonisé et la bougie se nettoie ainsi d’elle-même à chaque cycle.
Toutefois, la température au niveau de l’isolant ne doit pas dépasser 850° C, parce qu’à plus de 900° C, l’auto-allumage se produit, partant il n'y a plus de contrôle du point d'allumage. De plus, à des températures extrêmement élevées, les électrodes sont attaquées, voire détruites par des combinaisons chimiques corrosives. Ces observations ont conduit à délaisser l’ancienne gamme unique de bougies pour une offre multi gamme moderne, mais mieux encore, le développement de nouveaux matériaux, en particulier pour les isolants, et l’emploi de noyaux en cuivre de haute qualité pour les électrodes centrales, permet de couvrir toutes les exigences de qualité posées par ces nombreuses plages thermiques.
En cours de fonctionnement, la partie de l'isolant en contact avec les gaz chauds (1400°) s'échauffe. Plus elle est importante (zone en jaune), plus l'augmentation de température est élevée (bougie de gauche). Le refroidissement se fait par la partie en contact direct et intime avec le support vissé dans la culasse (zone en rouge). Pour le même support, plus la surface chaude est étendue, plus la surface de refroidissement est réduite.
Tu en déduira toi même que la température moyenne de la bougie de gauche est plus élevée que celle de droite.
Pour arranger le tout (dans les 4 temps), la partie de porcelaine en contact avec les gaz chauds pendant un tour moteur (détente et échappement) est brusquement refroidie le tour suivant par l'arrivé soudaine des gaz frais (admission) puis se réchauffe un peu lors de la fin de compression (compression d'un gaz = élévation de température, ce qui permet l'auto inflammation du gazole dans un Diesel).
Bien entendu ces alternances brutales de température n'arrangent pas la porcelaine qui dans les mêmes temps passe d'une pression d'un bar à des pressions de plusieurs centaines de bars lors de la déflagration. Et on oublie les chocs sur les joints internes de cette pauvre bougie...
Selon la conception du moteur, son régime optimum de fonctionnement, son rendement, sa destination (sportive, utilitaire ou tourisme), son mode de refroidissement, sa cylindrée... la température de la bougie ne sera pas la même. Un moteur stationnaire (tondeuse) tournant à 3200 tours préfèrera une bougie "chaude" (indice 4 chez NGK). Mais un moteur de compétition tournant à 17000 tours exigera une bougie très froide (9 ou 10) alors qu'un utilitaire touristique tournant à 6000 tours se contentera très bien d'un indice moyen (6 à 8).
Pour finir, une petite présentation des trognes de bougies les plus courantes. Autrefois, à la belle époque du plomb, on pouvait "lire" une bougie. En effet, les oxydes de plomb qui se déposaient sur l'isolant et les becs de la bougie se teintaient de manière différente selon la température. Il suffisait pour la lecture de soumettre le moteur à sa charge maximum un instant puis de couper le contact et les gaz en même temps (pour ne pas "mouiller l'oxyde). On démontait alors la bougie et on la lisait.------------- La bonne combinaison était obtenue avec une teinte crème à brun clair. Blanc, c'était une carburation trop pauvre, risque de serrage. Noir, trop riche. Gris, alerte, début de serrage ou de trou dans le piston. Blanc verdâtre, bougie trop chaude, marron foncé, trop froide...
Avec la disparition du plomb, la lecture de la bougie est devenue impossible. Il faut avoir recours à des sondes thermiques et des analyseurs de gaz.
Mais il reste encore des constatations que l'on peut faire. Ce sont les incidents de fonctionnement causant la destruction de la bougie, comme là dessous :
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Aspect normal |
Décoloration brunâtre de la céramique |
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Dépôts |
Le bec d’isolant présente des dépôts dus à un mauvais état du moteur ou à une mauvaise qualité du carburant et/ou de l’huile. |
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Rupture de l’isolant |
Rupture de la céramique due à une cause mécanique(choc lors de l’installation, du transport) ou à un choc thermique. |
 Surchauffe/Fusion des électrodes |
Après une surchauffe, l’extrémité de l’isolant est glacée ou brillante et les dépôts accumulés sur l’extrémité de l’isolant ont été fondus. Parfois ces dépôts recouvrent l’extrémité de l’isolant.Cela peut être dû à un problème d’échange thermique, indice d’octane inapproprié, bougie mal serrée….. |
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Dépôt de carbone |
Résulte de mauvaises conditions de fonctionnement ou d’une plage thermique trop basse. |
 Décoloration coronaire (Effet Corona) |
Cette décoloration marron est causée par les dépôts de particules d’huile chargées électriquement. Ce n’est pas un signe de fuite ou d’anomalie mais un phénomène connu sous le nom « d’Effet Corona ». |
Voilà en gros ce qu'on peut dire de cet élément. Un mot encore : la bougie "claquée".
En apparence elle n'a pas de défaut, et pourtant elle ne veut plus rien savoir. En réalité, elle est en court-circuit. Soit l'isolant est fêlé au fond de la bougie et l'étincelle se produit tout au fond au lieu d'éclater entre les électrodes. Soit un dépôt de suie conductrice s'est déposé le long de l'isolant et l'étincelle ne se produit plus du tout. La cause de ces phénomènes peut être multiple : mauvais indice thermique, défaut de carburation, voire d'allumage, prise d'air (même à l'échappement) ou tout simplement défaut de fabrication. Il m'est arrivé que toutes les bougies d'une boîte de 20 claquent après quelque secondes d'utilisation seulement...