Translation into English for the week of November 27, 2023

 

Comme son nom l'indique, cette rubrique vous propose des articles explosifs sur un certain nombre de sujets dans le domaine des mesures de puissance et de performances en automobile! Si tous ces articles traitent les sujets abordés avec respect, courtoisie et humour, ils n'en sont pas moins parfaitement sérieux sur le fond, et ils ne cachent absolument pas leur volonté de dire clairement la vérité et de défaire de nombreux mythes et idées reçues dans le domaine, et ils vous rendront assurément service... Le groupe PerfectPower vous en souhaite une bonne lecture!

 

1) Le mythe du banc à rouleaux juste au cheval près et au Nm près

     Partie 1: L'influence du taux d'accélération sur les résultats

          Illustration: BMW 330d F30 sur banc Rotronics

     Partie 2: La complexité du calcul des pertes

          Illustration: Audi S2 boite 6 sur bancs Rotronics / Superflow / Cartec

     Partie 3: L'importance de l'entretien des capteurs du banc

Conclusion & Comparaison avec PerfectPower

  

 

 

1) Le mythe du banc à rouleaux juste au cheval près et au Nm près

 

Il est assez courant dans le milieu des passionnés de voiturs sportives et de mesures de puissance et de performances d'entendre dire que certains bancs à rouleaux sont capables de donner des résultats (aussi bien au moteur qu'aux roues) parfaitement exacts au cheval près et au Nm près... mais je suis au regret de vous annoncer que c'est un mythe, et je vais vous en donner les trois raisons majeures dans cet article en trois parties!

 

La partie 1 abordera le sujet souvent ignoré de l'influence du taux d'accélération sur les résultats, tandis que la partie 2 abordera le sujet très méconnu de la complexité du calcul des pertes, et enfin la partie 3 évoquera le sujet de l'importance de l'entretien des capteurs du banc, et les deux premières parties apporteront une illustration académique du sujet traité tirée de ma propre expérience de milliers de mesures au banc à rouleaux.

 

IMPORTANT: Tous les résultats de bancs à rouleaux évoqués dans cet article sont des résultats moteur (pour info tous les bancs à rouleaux -en tout cas en Europe- donnent des résultats moteur depuis le début des années 1980 -eh oui!-, ce qui n'empêche pas d'entendre encore en 2023 un nombre incalculable de personnes parler de chevaux aux roues pour leur résultats de banc alors même que si elles lisaient seulement leur feuille de banc elles verraient que c'est bien marqué "Puissance moteur" dessus!) et en norme DIN 70020 (conditions météo de référence 1013 hPa / 20° C), de sorte qu'ils sont bien tous directement comparables entre eux.

 

Partie 1: L'influence du taux d'accélération sur les résultats

 

C'est un sujet souvent ignoré (y compris dans la presse automobile ou même le milieu automobile sportif!), mais les résultats dépendent du taux d'accélération, surtout sur un moteur turbo! Ils dépendent donc du rapport de boite engagé, et pour un rapprt de boite donné du niveau de frein sur le banc: plus le taux d'accélération est élevé (plus le rapport de boite est petit & moins il y a de frein), plus les résultats (puissance et surtout couple) tendent à diminuer, et inversement! C'est la conséquence d'un double phénomène physique:

- Moteurs turbo uniquement: Le temps de charge du turbo est relativement au régime moteur plus important lorsque le taux d'accélération augmente

- Les pertes de charge augmentent lorsque le taux d'accélération augmente

Bien sûr, l'influence est beaucoup plus radicale pour un moteur turbo, et pour être honnête elle est négligeable pour nombre de moteurs atmosphériques (seuls les moteurs atmosphériques préparés et/ou pointus y sont vraiment sensibles)... Mais à notré époque où les moteurs turbos n'ont jamais été aussi nombreux (aussi bien en essence qu'en Diesel), il est clair que cette vérité doit être connue, et je vous propose ci-dessous la meilleure ullustration que j'ai en stock!

 

Illustration: BMW 330d F30 sur banc Rotronics

 

Date: Me 17022016

Lieu: France - 77 (Digiservices 77)

 

Voiture: BMW 330d F30 (2013) - 258 ch & 560 Nm & Boite 8 auto - Stage 1 Digiservices (300 ch +)

 

Banc: Rotronics Autoscan FI 4x4 synchronisé, le meilleur banc à rouleaux du marché (120 000 euros en neuf)

 

Bilan: Trois mesures réalisées, toutes de 1500 à 4500 rpm (régime maxi):

Mesure 1: En 5 & Inertiel pur - Durée de mesure = 10 s (référence PerfectPower (10 s))

Mesure 2: En 5 & Freiné 1600 N - Durée de mesure = 17 s (référence Banc freiné "Standard" (15 s))

Mesure 3: En 5 & Freiné 2200 N - Durée de mesure = 20 s (référence Banc freiné "Fort" (20 s))

 

Note 1: L'ordre donné des mesures n'est pas l'ordre chronologique (celui-ci est 2-1-3), mais c'est l'ordre hiérarchique selon le niveau de frein, du plus faible (sans frein soit en inertiel pur) au plus élevé (2200 N). De plus cet ordre est le plus adapté pour une illustration la plus claire possible de l'influence du taux d'accélération sur les résultats.

 

Note 2: Les 3 niveaux de frein ont été choisis pour illustrer 3 taux d'accélération de référence bien précis:

- Le standard PerfectPower en mesures sur route (5 à 10 s de durée de mesure, mais plutôt 10 pour un moteur turbo surtout avec un tel couple!)

- Le standard en banc freiné (15 s de durée de mesure +- 2 s) (nous étions donc un poil au dessus avec 17 s mais ça reste tout juste dans la gamme)

- Le niveau maxi acceptable de frein en banc freiné (20 s de durée de mesure, au delà c'est excessif et on peut générer une série d'effets indésirables...)

 

Note 3: Toutes les mesures ont été réalisées avec le plus grand soin (et sur le meilleur banc à rouleaux du marché pour rappel!) et exactement dans les mêms conditions de mesure (seul le réglage de frein diffère bien évidemment!), avec en particulier le choix du même rapport de boite (la 5ème), ce qui garantit une comparaison parfaitement fiable: en effet, SEUL le niveau de frein et donc le taux d'accélération diffère entre les mesures, ce qui permet de n'analyser QUE les effets de celui-ci sur les résultats, et vous allez voir qu'ils sont, comment dire... hallucinants!!! 

 

Comparaison des trois mesures

 

Mesure 1 (courbes rouges): En 5 & Inertiel pur - 10 s - 306,0 ch @ 3927 rpm - 634,8 Nm @ 2645 rpm

Mesure 2 (courbes bleues): En 5 & Freiné 1600 N - 17 s - 315,2 ch @ 4002 rpm - 664,5 Nm @ 2552 rpm

Mesure 3 (courbes vertes): En 5 & Freiné 2200 N - 20 s - 315,5 ch @ 3907 rpm - 680,0 Nm @ 2540 rpm

 

Ecart de Pmax = 9,5 ch soit 3,0% (!)

Ecart de régime de Pmax = 95 rpm (très correct)

Ecart de Cmax = 45,2 Nm soit 6,8% (!!!)

Ecart de régime de Cmax = 105 rpm (très correct surtout en tenant compte du type de moteur)

 

La vérité, vous l'avez là sous les yeux: combien de chevaux et de Nm fait cette BMW 330d: 306 ch et 635 Nm? Ou 315 ch et 664 Nm? Ou encore 315 ch et 680 Nm? (oublions la précision d'un chiffre après la virgule...)

Vous avez bien sûr compris en un seul coup d'oeil qu'il est impossible de donner une réponse à cette question sans définir précisément un référentiel de taux d'accélération, et pourtant c'est ce que font tous les jours des milliers de personnes dans le monde qui passent leur voiture au banc sans se poser de questions, et pire en étant souvent certiains que leurs chiffres sont justes au cheval près et au Nm près, et vous savez maintenant qu'une telle position est aberrante!

En effet, nous ne parlons pas là d'écarts de 1 ou 2 ch ou Nm, mais bien d'une petite dizaine de chevaux et pire d'une petite cinquantaine de Nm, excusez du peu... Et encore, nous n'avons même pas encore abordé le sujet de la complexité du calcul des pertes (partie 2) qui rajoute encore de l'incertitude à la précision des résultats moteur, ni celui de l'importance de l'entretien des capteurs du banc (partie 3) qui rappelle que vous êtes toujours tributaire du sérieux de la personne qui possède le banc (suivi de l'entretien) sur lequel vous choisissez de faire mesurer votre voiture quant à la précision des résultats obtenus...

L'avantage des tests que je vous propose, outre bien sûr le fait que j'y engage mon sérieux le plus total, c'est qu'ils sont toujours réalisés avec les meilleurs matériels du marché, et dans le cas présent avec un Rotronics Autoscan FI 4x'4 synchronisé (120 000 euros en neuf) qui propose un modèle de calcul des pertes très intelligent même si pas parfait sur le calcul des inerties voiture (j'en parle dans ce comparatif PerfectPower / Banc), et dont l'entretien est correctement suivi, ce qui permet d'obtenir en toutes circonstances et à tout moment des mesures extrêmement précises et de pouvoir réaliser des tests parfaitement fiables comme celui que je vous propose ici! 

Et justement pour information, j'ai déjà vu à plusieurs reprises des écarts de Pmax et de Cmax encore bien pires (> 20 ch et > 100 Nm!) sur d'autres tests similaires à celui-ci (dont un réalisé avec exactement la même voiture, une BMW 330d F30 en stage 1!), mais le manque total de sérieux des personnes ayant mené ces tests et/ou la qualité insuffisante des matériels utilisés et/ou de leur entretien rend tous ces tests complètement caduques... mais peu importe puisque là vous en avez un et un bon, et nous alons maintenant pouvoir analyser les résultats obtenus!

 

Mesure 1 - Durée de mesure = 10 s - 306,0 ch @ 3927 rpm - 634,8 Nm @ 2645 rpm

- Le taux d'accélération est assez rapide (3000 rpm en 10 s = 300 rpm / s)

- Le temps de charge du turbo est relativement au régime moteur assez élevé (pleine charge du turbo atteinte vers 2200 rpm)

- Les pertes de charge sont assez importantes surtout à bas régimes ce qui ne permet pas au moteur de remplir à son plein potentiel surtout à bas régimes (perte importante de Cmax -environ 50 Nm & 7%- et assez importante de Pmax -environ 10 ch & 3%)

- Et enfin le comportement moteur est naturellement "lissé" par le taux d'accélération assez rapide (cumul des inerties mécaniques -incluant... les rouleaux du banc, eh oui!-  et gazeuses) ce qui donne des courbes assez lisses et "arrondies", d'apparence similaire à celles que l'on aurait en mesurant sur route avec PerfectPower puisque le standard PerfectPower préconise ce taux d'accélération pour un moteur turbo avec un tel couple (10 s de durée de mesure), mais pas complètement non plus puisque les effets d'inertie sur route sont TOUJOURS inférieurs à ceux sur banc à rouleaux (à taux d'accélération identique bien entendu) puisque sur route les roues s'appuient sur un sol "fixe" donc sans inertie contrairement au banc où les roues entrainent des rouleaux (d'ailleurs les Américains appellent les bancs à rouleaux des "Rolling Road", véridique!)... ET vous allez découvrir plus bas que ce n'est pas le seul avantage des mesures sur route comparé à celles sur banc, loin de là!

 

Mesure 2: Durée de mesure = 17 s - 315,2 ch @ 4002 rpm - 664,5 Nm @ 2552 rpm

- Le taux d'accélération est modéré et même déjà relativement lent (3000 rpm en 17 s = 176 rpm / s)

- Le temps de charge du turbo est relativement au régime moteur déjà bien plus rapide (pleine charge du turbo atteinte vers 1900 rpm)

- Les pertes de charge sont déjà bien moins importantes ce qui permet au moteur de remplir à son plein potentiel à hauts régimes (Pmax de 315 ch soit son plein potentiel) et presque à bas régimes (Cmax de 664 Nm à environ 20 Nm & 3% de son plein potentiel): nous récupérons ainsi 9 ch & 3% de Pmax et 29 Nm & 4% de Cmax par rapport à la mesure 1!

- Et enfin les courbes sont clairement moins lisses et "arrondies", elles sont plus pleines et traduisent mieux le comportement réel du moteur à tout régime (même si celui-ci reste naturellement relativement "plat" -une fois passée la charge du turbo bien sûr- en raison du type de moteur)! En fait, si l'on regarde bien les courbes, on voit qu'elles traduisent vraiment déjà complètement le comportement réel du moteur à tous les régimes, avec en particulier l'apparition claire et évidente du pic de remplissage (couple maximal) de ce moteur juste après 2500 rpm, et nous allons comprendre avec l'analyse de la mesure 3 pourquoi ce calibrage de taux d'accélération (standard en banc freiné: 15 s de durée de mesure +- 2 s) est le plus homogène, en tout cas pour des mesures sur banc et avec des moteurs de ce type!

 

Mesure 3: Durée de mesure = 20 s - 315,5 ch @ 3907 rpm - 680,0 Nm @ 2540 rpm

- Le taux d'accélération est lent (3000 rpm en 20 s = 150 rpm / s)

- Le temps de charge du turbo est relativement au régime moteur rapide (pleine charge du turbo atteinte vers 1800 rpm)

- Les pertes de charge sont encore moins importantes et très proches de celles que l'on aurait en régime stabilisé sur banc moteur comme chez le constructeur pour ses tests d'homologation, ce qui permet tout simplement au moteur de remplir à son plein potentiel à presque tous les régimes (Pmax de 315 ch soit son plein potentiel et Cmax de 680 Nm probablement très proche de son plein potentiel): nous récupérons ainsi 9 ch & 3% de Pmax et 45 Nm & 7% de Cmax par rapport à la mesure 1, et 16 Nm &  2% de Cmax par rapport à la mesure 2!

- Mais cette fois, non seulement on voit que les courbes de la mesure 3 ont une forme absolument identique à celles de la mesure 2 et n'apportent donc absolument aucune info supplémentaire sur le comportement réel du moteur, MAIS on voit apparaitre un phénomène bien réel qui se produit toujours à un moment ou à un autre sur banc à rouleaux lorsque l'on ajoute du frein, c'est une baisse des performances du moteur à hauts régimes (moment d'apparition TRES variable selon le niveau de frein ET les conditions de mesure ET bien sûr le type de moteur!), et là elle se produit très exactement au régime de Pmax soit 3900 rpm où la puissance passe immédiatement en dessous de celle de la mesure 2, et elle chute de plus en plus jusqu'à n'être plus qu'au niveau de celle de la mesure 1 à 4400 rpm!

 

Voici l'explication de ce phénomène: c'est un effet de chauffe excessive du moteur et de l'admission (ET de l'échangeur sur moteur turbo...) qui diminue les performances du moteur par baisse du rendement thermodynamique (la source froide ne cesse de chauffer!) et parfois aussi réduction volontaire des performances par le calculateur (surtout sur les moteus récents) pour protection moteur, et forcément plus vous mettrez de frein sur le banc, plus vous atteindrez tôt sur les courbes ce point de chauffe excessive, et plus vous allez voir baisser les performances du moteur à hauts régimes!

Bien sûr, vous vous demandez forcément pourquoi cela n'arrive pas sur route, ou en tout cas dans de bien moindres proportions? C'est tout simplement parce que les conditions de mesure sur route sont nettement plus favorables au refroidissement du moteur et de l'admission (ET encore une fois de l'échangeur sur moteur turbo!) que sur banc, et ce pour deux raisons:

- L'efficacité du refroidissement est toujours moindre sur banc que sur route à débit d'air égal, ça a été vérifié et les deux raisons les plus évidentes sont que le flux d'air sur banc n'a pas assez de surface de contact avec la voiture même avec les plus gros ventilateurs, et que son efficacité sous la voiture est limitée par la structure même du banc au sol et le mouvement des rouleaux qui ne peuvent que provoquer des tourbillons... 

- De plus, ce débit d'air n'est pas énorme dans l'absolu (30 000 à 50 000 m3/h pour les gros ventilateurs) et correspond à une vitesse d'air de maximum 100 km/h sans utiliser de buse restritive (mais en utiliser une réduit la surface de contact avec la voiture, toujours le problème du serpend qui se mord la queue!), ce qui passe pour des mesures de moins de 15 s, mais peut commencer à devenir problématique au delà, et c'est déjà très exactement ce que nous observons ici avec une BMW 330d de 315 ch au bout de seulement 20 s de pleine charge sur banc! 

 

Bien sûr, vous pouvez être assurés que vous ne rencontrerez JAMAIS ce problème en faisant des mesures sur route avec PerfectPower, puisque:

- L'efficacité du refroidissement sera toujours excellente... (pensez cependant à toujours rouler quelques dizaines de secondes juste avant de lancer une mesure pour favoriser ce refroidissement)

- Vos mesures devant durer 10 s maximum (valeur maxi du standard PerfectPower de 5 à 10 s), vous êtes assurés de rester bien en dessous du "seuil de temps critique", surtout sur route justement avec un refroidissement naturel extrêmement efficace et augmentant d'ailleurs avec la vitesse!

Voici une illustration parfaite de cet avantage des mesures sur route avec PerfectPower comparé au banc avec une Seat Léon 300 DSG6.

 

Revenons maintenant aux 3 mesures de la BMW 330d sur banc avec 3 taux d'accélération différents, pour tenter quand même de répondre à la question à 1000 euros: combien de chevaux et de Nm fait cette BMW 330d? Eh bien de tout ce qui a été analysé, il apparait clairement que la mesure 2 avec une durée de mesire correspondant au standard en banc freiné (15 s +- 2 s) est la plus homogène, puisqu'elle parvient tout à la fois à traduire en totalité le comportement réel du moteur, et à ne subir aucun effet de chauffe excessive réduisant ses performances... et nous pouvons donc retenir les 315 ch et 664 Nm de cette mesure 2 en référence!

Cependant, les résultats étant tellement dépendants du taux d'accélération comme nous venons de le voir (9 ch et 45 Nm d'amplitude entre 10 et 20 s de durée de mesure!), il ne serait tout simplemnt pas sérieux d'annoncer ces résultats de 315 ch et 664 Nm sans mentionner la durée de mesure correspondante à savoir 17 s! Mais si l'on prend cette peine, alors oui dire que cette BMW 330d F30 en stage 1 Digiservices fait 315 ch et 664 Nm a un sens, et ce même si nous devons rester conscients que même dans ce cadre strict, ces résultats ne peuvent en aucune façon être considérés comme justes au cheval près et au Nm près tellement les incertitudes de mesure sont nombreuses!

 

Partie 2: La complexité du calcul des pertes

  

C'est un sujet très méconnu, mais le calcul des pertes est un processus beaucoup plus complexe qu'il n'y parait!

 

En effet, une idée largement répandue est que puisque la puissance moteur est la somme de la puissance mesurée par le banc (souvent appelée puissance aux roues mais... à tort!) et des pertes de la voiture (souvent résumées aux seules pertes de transmission mais là encore c'est à tort: il faut y rajouter les pertes pneumatiques et les pertes par inertie!), alors il suffit tout simplement d'additionner la puissance mesurée par le banc (une fausse puissance aux roues donc...) aux pertes également mesurées par celui-ci dans une phase de roue libre à réaliser en fin de mesure pour obtenir la puissance moteur... eh bien hélas, une fois de plus, je suis au regret de vous annoncer que c'est complètement FAUX!

 

Mieux qu'un long discours, prenons deux exemples simples et imparables:

 

1) Prenons une BMW M3 E30 de 200 ch moteur garantis par BMW, et contentons nous de mesurer ses pertes sur banc en 4ème, et admettons que nous trouvons 20 ch (à la vitesse correspondant au régime de Pmax en 4ème): nous en déduisons donc que la puissance mesurée par le banc doit être de 180 ch, et un calcul des pertes en relatif nous indique 10% (20 / 200 = 0,1 = 10%) soit une valeur parfaitement cohérente: jusque là, tout va bien!

Ajoutons lui maintenant un turbo (de façon sérieuse bien entendu, avec toute une conversion dans les règles de l'art!) portant la puissance à 400 ch moteur également garantis par BMW, ee retournons mesurer ses pertes sur banc en 4ème: elles n'auront évidemment strictement pas changé puisqu'absolument rien en dehors du moteur n'aura été modifié, et nous trouvons donc encore 20 ch... Nous en déduisons donc que la puissance mesurée par le banc doit maintenant être de 380 ch, et que les pertes en relatif sont de 5% (20 / 400 = 0,05 = 5%)... MAIS à ce moment vous comprenez instinctivement que quelque chose ne va pas: comment le banc peut mesurer une puissance clairement supérieure au double de la puissance de départ (380 / 180 = 2,11!) alors que nous SAVONS (BMW nous l'a garantit) qu'elle n'a été multipliée "que" par deux très exactement (200 ==> 400 ch)? De plus, les pertes en relatif ont cette fois une valeur irréaliste de 5%, quand on dit généralement qu'elles sont de 8 à 12% (ce qui n'est pas complètement faux... à condition de définir précisément de quoi on parle!)...

EH bien sachez que votre instinct a RAISON, et vous savez désormais à la fois que que le calcul des pertes est beaucoup plus complexe qu'une simple mesure des pertes en roue libre, ET que le calcul de la puissance moteur est donc beaucoup plus complexe qu'une simple addition arithmétique de la puissance mesurée par le banc et des pertes qu'il mesure également!

 

2) Raisonnons par l'absurde (type de raisonnement très efficace en Sciences lorsque l'on veut se contenter de démontrer que quelque chose est vrai sans avoir à -ou sans pouvoir- le démontrer "frontalement"):

Supposons que le calcul des pertes soit effectivement aussi simple qu'une simple addition arithmétique de la puissance et des pertes toutes deux mesurées par le banc. Alors il est évident que tous les bancs à rouleaux du monde adopteraient directement ce calcul simpliste sans se fatiguer, ET étant admis que tous les bancs à rouleaux du monde disposent de capteurs d'une excellente précision intrinsèque inférieure à 1% (ce qui est tout à fait VRAI, et honnêtement ce serait malheureux que ce ne soit pas le cas quand on sait que ces matériels professionnels coutent des dizaines de milliers d'euros en neuf...), alors tous les bancs à rouleaux du monde trouveraient bien très exactement les mêmes résultats moteur à moins de 1% d'écart pour toute voiture mesurée exactement dans les mêmes conditions (et en particulier avec le même taux d'accélération, vous le savez maintenant!), OR je peux affirmer pour avoir mené dans ma carrière de nombreux tests de ce type que l'on est très loin du compte, et que j'ai relevé jusqu'à... 10% d'écart en Pmax entre différents bancs (9 testés en région Parisienne dans les années 2000), ce qui est je suis désolé de le dire, CATASTROPHIQUE!!! 

 

Alors je serais bien sûr en mesure de vous expliquer absolument TOUT sur le calul des pertes puisque je m'intéresse à ce type de sujets depuis mes 9 ans, mais il y a tellement de choses à en dire que je le ferai dans un autre article spécialisé sur ce thème, et nous resterons centrés dans cet article sur le fait maintenant démontré de la complexité du calcul des pertes!

 

Et rien de mieux pour illustrer la complexité de ce calcul des pertes que de vous présenter mon test comparatif de bancs le plus représentatif des écarts hallucinants que l'on peut avoir en résultats moteur!

 

Illustration: Audi S2 boite 6 sur bancs Rotronics / Superflow / Cartec

 

Voiture: Audi S2 boite 6 (1993) - 230 ch & 350 Nm & Boite 6 manuelle - 100% d'origine

 

Note 1: Il s'agit de ma propre voiture, elle était encore 100% d'origine au moment de ces tests (2009).

 

Note 2: L'ordre donné des tests n'est pas l'ordre chronologique (celui-ci est 2-3-1), mais c'est l'ordre hiérarchique selon la Pmax, de la plus faible à la plus élevée. Certains pourraient dire avec humour du banc le plus pessimiste au plus optimiste, et dans l'absolu personne ne pourrait leur donner tort... mais où se situent les VRAIS résultats moteur de cette Audi S2, dans les conditions respectives des mesures réalisées sur chacun de ces bancs? C'est CA la vraie question, et je vous en apporte la vraie réponse plus bas!

 

Note 3: Toutes les mesures sur ces trois bancs ont été réalisées avec le plus grand soin et exactement dans les mêms conditions de mesure, avec en particulier le choix du même rapport de boite (la 4ème) et un réglage de frein permettant d'obtenir une durée de mesure d'environ 15 s (standard en banc freiné), même si je reconnais que nous n'avons pas été spécialement stricts sur ce point, le but du jeu étant uniquement d'avoir un taux d'accélération correct (ni trop rapide ni trop lent), mais sans être "à la seconde près" non plus!

Néanmoins cela n'empêche aucunement une comparaison parfaitement fiable des Pmax sur lesquelles nous allons nous concentrer, puisque comme nous venons de le voir en partie 1, une telle durée de mesure garantit à coup sûr au moteur de remplir à son plein potentiel à hauts régimes et de délivrer une Pmax parfaitement stabilisée au cheval près! Mais vous allez de toutes façons voir très rapidement que les écarts sont tellement énormes (sur une voiture je le rappelle 100% d'origine!) que la notion de résultats justes "au cheval près" (oublions carrément les Nm...) sur différents bancs n'a absolument aucun sens et vole littéralement en éclats! 

 

1) Rotronics - Ve 11092009

 

Date: Ve 11092009

Lieu: France - 77 (Digiservices 77)

  

Banc: Rotronics Autoscan FI 4x4 synchronisé, le meilleur banc à rouleaux du marché (120 000 euros en neuf)

 

Bilan: Deux mesures réalisées en 4 de 1500 à 7000 rpm (zone rouge), durée de mesure d'environ 15 s

 

Résultats Banc Rotronics Autoscan FI 4x4 synchronisé

En 4 & Durée de mesure = environ 15 s

 

Banc Rotronics Autoscan FI 4x4 synchronisé (mesure 2 retenue en référence)

257,1 ch @ 5795 rpm

367,6 Nm @ 2850 rpm

 

2) Superflow - Ve 23012009

 

Date: Ve 23012009

Lieu: France - 78 (DM Performance)

  

Banc: Superflow 4x4

 

Bilan: Deux mesures réalisées en 4 de 2000 à 7200 rpm (rupteur), durée de mesure d'environ 15 s

 

Résultats Banc Superflow 4x4

En 4 & Durée de mesure = environ 15 s

 

Banc Superflow 4x4 (mesure 2 retenue en référence)

266,1 ch @ 5750 rpm

410,9 Nm @ 3250 rpm

 

3) Cartec - Lu 04052009

 

Date: Lu 04052009

Lieu: France - 91 (KSF Motorsport)

  

Banc: Cartec 4x4

 

Bilan: Deux mesures réalisées en 4 de 2000 à 7000 rpm (zone rouge), durée de mesure d'environ 15 s

 

Résultats Banc Cartec 4x4

En 4 & Durée de mesure = environ 15 s

  

Banc Cartec 4x4 (mesure 2 retenue en référence) (résultats recalculés en norme DIN)

282,1 ch @ 5567 rpm

391 Nm @ 3777 rpm

 

Note: Contrairement aux deux autres bancs qui étaient paramétrés en norme DIN, celui-ci était paramétré en norme ISO, et j'ai donc du recalcuer les résultats en norme DIN, et ce sont donc bien les résultats DIN qui sont affichés ci-dessus et ils sont donc directement comparables (enfin si l'on peut dire vu les écarts!) aux résultats des deux autres bancs...

Cependant, je tiens à vous faire part d'une anecdote très amusante: forcément, on se connait dans le milieu (et KSF Motorposrt a travaillé plusieurs fois sur ma voiture et c'était vraiment du super travail!), et même s'il ne me l'a pas avoué, je devine très facilement pourquoi Minhéa (le propriétaire du banc) le paramétrait en norme ISO, alors que dans le milieu nous préférons tous (et de loin) la norme DIN: c'est parce qu'il était réellement conscient que les résultats de son banc étaient clairement optimistes (il fallait être aveugle pour ne pas le voir!), et le fait de le paramétrer en norme ISO (conditions météo de référence moins favorables que celles de la norme DIN) permettait d'abaisser les résultats de son banc et donc de le rendre moins optimiste en apparence, c'est astucieux (même si ceux du domaine voient évidemment direct l'astuce!)!

Mais juste une remarque personnelle: de nos jours en 2023, il existe une façon certaine de ne pas se tromper, c'est d'utiliser PerfectPower: là vous êtes assurés d'avoir d'emblée les résultats les plus justes sans vous poser de questions!

 

Bilan & Conclusion

 

Note prélable: Les résultats sont donnés dans l'ordre Rotronics / Superflow / Cartec.

 

Les 3 Pmax d'un coup d'oeil: 257,1 / 266,1 / 282,1 ch

Les 3 régimes de Pmax d'un coup d'oeil: 5795 / 5750 / 5567 rpm

Les 3 Cmax d'un coup d'oeil: 367,6 / 410,9 / 391 Nm

Les 3 régimes de Cmax d'un coup d'oeil: 2850 rpm / 3250 rpm / 3777 rpm

 

Ecart de Pmax = 25,0 ch soit 9,7% (!!!)

Ecart de régime de Pmax = 228 rpm (acceptable)

Ecart de Cmax = 43,3 Nm soit 11,8% (!!!)

Ecart de régime de Cmax = 927 rpm (!!!)

 

Hallucinant, non? Même en n'analysant que les Pmax dont nous savons qu'elles devraient être parfaitement fiables pour chacun des 3 bancs, nous observons des écarts énormes de près de 10%! Dans ces conditions, vous le comprenez, parler de résultats justes "au cheval près" n'a absolument aucun sens, et il est temps de nous pencher sur les raisons de tels écarts...

ET vous le savez, je l'ai bien sûr expliqué dès le début de cette partie 2, ce sont bien la complexité du calcul des pertes ET bien sûr le fait que les trois logiciels de ces trois bancs ne les calculent pas de la même façon ni avec les mêmes lois et valeurs qui sont responsables de la majorité de ces écarts de Pmax!

Car, comme vous le savez, toutes les mesures sur ces trois bancs ont été réalisées avec le plus grand soin et exactement dans les mêmes conditions de mesure (du moins celles contrôlables à 100%), même s'il subsiste forcément de légères différences comme une différence de puissance de ventilation ou de force de sanglage, mais il reste certain que la majorité de ces écarts de Pmax (au moins 7%) vient bien de sérieuses différences dans les modèles de calcul de pertes utilisés par les trois logiciels de ces trois bancs et non de différences mineures de conditions de mesure, même s'il est tout à fait possible qu'il y ait aussi des différences de qualité d'étalonnage du capteur de force entre ces trois bancs (nous y viendrons en partie 3), mais encore une fois la cause majeure de ces écarts spectaculaires reste bien cette fameuse différence de modèles de calcul de pertes entre ces trois bancs!

 

Analysons maintenant les résultats de ces trois bancs (aussi bien les valeurs de Pmax et de Cmax que la qualité des courbes) pour tenter de savoir lequel est le plus proche de la vérité! 

 

Premier constat: Ils "explosent" dans les trois cas les données constructeur qui sont de "seulement" 230 ch et 350 Nm ce qui n'a pas manqué de surprendre tout le monde y compris moi-même, même si en fait j'avais déjà constaté que ses performances sur route étaient supérieures à celles d'un moteur annoncé à 230 ch, mais je l'avais aussi vérifié en faisant des mesures de puissance sur route avec un outil de mesure de puissance de l'époque sur base d'accéléromètre (G-Tech RR) (je n'avais pas encore crée PerfectPower à ce moment!) dont j'avais corrigé les résultats pour des valeurs exactes, et j'estimais sa puissance moteur DIN entre 260 et 265 ch, soit vous le remarquerez immédiatement à mi-chemin entre les résultats du banc Rotronics (257 ch) et Superflow (266 ch), ce qui constitue instantanément un sérieux indice et nous pouvons d'emblée exclure les résultats du Cartec assurément optimistes!

Nous le pouvons "hélas" doublement puisqu'une simple analyse de la qualité des courbes montre que si celles obtenues sur le Rotronics et le Superflow sont irréprochables et traduisent bien très exactement le comportement réel du moteur du tout début à la toute fin de mesure, celles du Cartec en revanche traduisent plutôt ce que tout spécialiste des mesures de puissance voit du premier coup d'oeil, à savoir une gestion imparfaite du frein de ces bancs Cartec qui provoque des aspérités anormales sur la courbe et en particulier deux pics anormaux, celui à la Pmax (5567 rpm mais le vrai pic de Pmax est autour de 5800 rpm comme le montrent les deux autres bancs) et celui au Cmax qui est un pic "artificiel" (3777 rpm sur le banc Cartec mais le "vrai" pic se produit 500 rpm avant à 3250 rpm)...

Bien sûr ces effets sont (heureusement!) limités et mis à part des décalages de régimes de Pmax et de Cmax ils n'impactent que très peu les valeurs absolues de Pmax et de Cmax, MAIS ce qu'il faut bien comprendre c'est qu'ils traduisent bien une qualité globale moindre que celle des deux autres bancs, à la fois par la preuve EVIDENTE de l'optimisme de ses résultats et donc de l'imperfection de son modèle de calcul des pertes comparé à celui des deux autres bancs, et par la preuve visuelle également EVIDENTE de la gestion imparfaite de son frein, et que par conséquent nous comprenons très clairement que ce banc est "hors course" dès maintenant dans la présente recherche de savoir quel banc est le plus proche de la vérité! 

 

Maintenant, comment comprendre cette "sur-puissance" record de 30-35 ch par rapport aux données constructeur (260-265 ch contre 230) pour une voiture censée être 100% d'origine? Le premier réflexe a été de penser que sa gestion électronique n'était pas d'origine (ayant acheté la voiture d'occasion cela restait possible), mais Minhéa (KSF Motorsport) l'a contrôlée et... absolument aucun doute, elle était bien 100% d'origine! Ce qui honnêtement ne m'a pas surpris car malgré tout son comportement moteur me paraissait bien 100% d'origine, malgré la présence d'un overboost s'enclenchant lorsque l'on écrase l'accélérateur avant 4000 rpm et portant la pression de turbo des 0,8 bar d'origine à 1 bar... et j'avais rapidement deviné à l'époque que c'était justement ça le problème: en effet, les données constructeur ont été homologuées sans overboost (et c'est effectivement la norme lorsqu'il en existe un!), tandis que les mesures sur banc enclenchent systématiquement l'overboost par définition, et celui-ci durant... 45 s quelque soit le rapport engagé selon Audi, il est bien actif en permanence pendant les mesures!

ET sans rentrer dans les détails, j'ai par la suite fait désactiver l'overboost dans la gestion par un ami de Digiservices 77, et nous avons relevé... 235 ch sur le banc, soit une valeur cette fois parfaitement cohérente des données constructeur, avec quand même un surplus fort appréciable de 5 ch prouvant assurément l'excellente santé de son moteur d'origine, qui pour information tourne à ce jour en 2023 sur piste à + de 280 000 km et + de 280 ch (bilan des résultats PerfectPower) avec la même santé qu'au premier jour: ce 5 cylindres Audi est pour moi le moteur le plus costaud qui ait jamais été produit!

 

Tentons maintenant d'avancer plus dans l'analyse des résultats des deux bancs restant "en course", le Rotronics et le Superflow: puisque nous savons que la Pmax réelle est avec une très forte probabilité comprise entre 260 et 265 ch au vu de mes tests avec le G-Tech RR "corrigé PerfectPower", la conclusion la plus logique est que le modèle de calcul de pertes utilisé par le Rotronics est légèrement "défavorable" dans le cas d'une Audi S2, tandis que celui utilisé par le Superflow est lui au contraire légèrement "favorable"... mais ce n'est pas la seule hypothèse, en voici deux autres:

- Rien n'exclut que les performances du moteur n'aient pas été réellement un peu meilleures -même corrigées en norme DIN- lors des tests sur le Superflow, car aussi efficaces soient les normes de correction, cette efficacité diminue lorsque les températures s'éloignent de leur gamme de référence qui est de 10-30° C pour la norme DIN (20° C étant la température de référence), or les mesures sur le Superflow ont été réalisées en plein Janvier par temps très froid et je me rappelle très bien que la voiture marchait incroyablement fort le jour de ces mesures...  et il est bien possible que malgré la correction négative que le banc Superflow a faite pour ramener les résultats par 20°, ceux-ci restaient "anormalement" élevés par rapport à des mesurres faites justement déjà autour des 20° comme lors des mesures sur le Rotronics en Septembre!

- ET pour le coup, les légères différences de conditions de mesure "non contrôlables à 100%" évoquées plus haut comme une différence de puissance de ventilation ou de force de sanglage entre les deux bancs peuvent réellement avoir créée une petite différence qui serait probablement insuffisante à elle-seule pour expliquer la totalité de l'écart constaté (9 ch), mais elle peut par contre s'être ajoutée à l'une des deux précédentes hypothèses voire les deux pour aboutir au final à l'écart constaté de 9 ch!

 

Voilà, nous sommes allés au bout du bout dans l'analyse et la seule certitude que nous pouvons avoir est que cet écart de 9 ch entre les deux bancs Rotronics et Superflow se partage entre une ou plusieurs de ces trois hypothèses, même si la probabilité est très forte que la première hypothèse de différence de modèle de calcul des pertes entre les deux bancs soit bien responsable d'une partie de cet écart voire de la totalité tant encore une fois ce calcul est complexe et est le PREMIER générateur d'écarts de résultats entre les différents bancs vous pouvez en être assurés (le second étant l'influence du taux d'accélération évoqué en partie 1), et d'ailleurs l'écart énorme entre les résultats du banc Cartec et de ces deux bancs Rotronics et Superflow le rappelle bien...

 

Partie 3: L'importance de l'entretien des capteurs du banc

 

C'est un point auquel personne (ou presque) ne pense jamais, mais il a pourtant une importance de premier plan, surtout en banc freiné, mais de nos jours en 2023 ils constituent l'immense majorité des bancs à rouleaux encore en activité!

 

En effet, le tout premier élément dans la chaine de calculs de tout banc à rouleaux (freiné ou non) est la mesure de la puissance recueillie par les rouleaux (qui encore une fois n'est PAS une puissance aux roues!) en fonction de la vitesse des rouleaux, et il utilise pour cela deux capteurs fondamentaux (un seul si non freiné -on dit inertiel dans ce cas-):

- Un capteur de vitesse (pour bancs inertiels et freinés), qui mesure la vitesse des rouleaux (une vitesse de rotation en fait convertie en vitesse linéaire)

- Un capteur de force (seulement pour bancs freinés), qu mesure la force de freinage appliquée aux rouleaux par le frein du banc (un couple de freinage en fait converti en force de freinage)

 

Il est donc évident que la précision des résultats finaux dépend directement et en tout premier lieu de la précision de ces deux capteurs: si celle-ci n'est pas optimale, alors la précision des résultats finaux ne sera pas optimale non plus, et si celle-ci est optimale à un instant t mais vient ensuite à diminuer (pour quelque raison que ce soit), alors la précision des résultats finaux viendra également à diminuer, et il n'y a pas de limite à cela: si vos capteurs donnent des valeurs aberrantes alors vos résultats finaux seront aberrants, c'est aussi simple que cela!

 

Soyons honnêtes: la qualité et la précision des capteurs d'origine de n'importe quel banc sont excellentes, n'oublions pas que ce sont des matériels professionnels! Mais cela n'empêche pas que ces capteurs nécessitent un entretien suivi, généralement composé de révisions annuelles avec recalibration du capteur de force si nécessaire, et si cet entretien n'est pas correctement suivi, les résultats du banc peuvent VRAIMENT dériver au fil des années jusqu'à comme dit donner des résultats aberrants, et si l'opérateur du banc ne réagit pas et ne fait pas réviser et recalibrer son banc, alors c'est bien le client qui amène sa voiture sur le banc (généralement en toute confiance...) qui paie les pots cassés!

 

Alors j'aurais bien en stock une illustration académique à apporter avec un banc à rouleaux MI Systems, celui de Digiservices Normandie dont les co-gérants (des amis) m'ont demandé de faire un diagnostic suite à des résultats anormaux (trop disparates) de Pmax et surtout de Cmax entre les différents rapports de boite pour une même voiture, mais le souci ayant été réglé grâce à l'intervention du responsable technique de MI Systems qui est venu recalibrer le frein de leur banc sur ma demande (4% de décalibration ce qui est énorme!), je ne veux pas risquer de nuire à qui que ce soit et je ne publierai donc pas cette illustration, ni aucune autre d'ailleurs puisque je fais appel à votre intelligence pour facilement comprendre ce que je viens d'évoquer dans cette partie 3!

 

Conclusion & Comparaison avec PerfectPower

 

Vous le savez maintenant, la notion de résultats justes au cheval près et au Nm près au banc à rouleaux est tout simplement un mythe, pour 3 raisons majeures qui viennent de vous être exposées (il en existe d'autres mineures liées à des différences de conditions de mesure)... mais qu'en est-il de PerfectPower en comparaison? Etudions les différences point par point!

 

1) L'influence du taux d'accélération sur les résultats

 

C'est le seul point sur lequel il y a égalité par définition, puisque nous parlons là de différencess liées à la voiture et non au matériel utilisé!

 

2) La complexité du calcul des pertes

 

Là c'est avantage direct à PerfectPower puisque pour rappel c'est à la fois un sujet auquel je m'intéresse depuis mes 9 ans ET un sujet que j'ai abordé professionnellement comme Ingénieur Calculs à Citroën Sport en ayant eu accès à des résultats de campagnes d'essais menées en laboratoire par PSA et en ayant cotoyé les meilleurs spécialistes du sujet comme Jean-Pierre Roumégoux (directeur de recherches de l'ex-INRETS (France) et créateur du logiciel SIMULCO sur la simulation de consommation de véhicules), et soyez assurés qu'aucun fabricant de banc à rouleaux au monde ne possède mes connaissances sur le sujet, d'ailleurs MI Systems (fabricant Français de bancs à rouleaux auto / moto venant du monde de la moto -bancs FUCHS-) m'avait demandé si je pouvais participer à un double projet d'homologation des résultars moteur au banc à rouleaux pour la compétiton et d'optimisation justement de leur modèle de calcul des pertes, mais nous ne nous sommes pas entendus sur certaines modalités de travail et cela ne s'est donc pas fait. Mais quelque part c'est mieux puisque PerfectPower conserve ainsi la tête dans le domaine de la précision du modèle de calcul des pertes ET donc vous l'avez compris de la précision des résultats moteur! 

 

3) L'importance de l'entretien des capteurs du matériel utilisé

 

Nouvel avantage à PerfectPower qui ne nécessite absolument AUCUN entretien (aucune révision ni aucune recalibration)! EN effet, elle utilise les trois capteurs suivants:

- L'accéléromètre du téléphone (utilisé en base)

- Le GPS (utilisé en correcteur pondéré), qui peut être ou le GPS du téléphone, ou (bien mieux!) un GPS externe hautes performances de 10 Hz minimum communiquant en Bluetooth avec PerfectPower

- Le gyroscope du téléphone (utilisé uniquement en indicateur qualitatif: calcul d'angles et contrôle de ualité de mesure) 

 Si l'accéléromètre électro-mécanique du téléphone nécessite bien une calibration initiale et péridique, il se trouve que PerfectPower utilise un procédé extrêmement performant de correction pondérée des informations de l'accéléromètre par le GPS, qui LUI ne nécessite absolument aucun entretien (aucune révision ni aucune recalibration) comme vous devez d'ailleurs le savoir, et ce procédé permet de se diepenser complètement de toute calibration de l'accéléromètre, et ce tout au long de sa vie! Quant au gyroscope, il peut même tomber en panne que cela ne changerait strictement rien aux résultats de PerfectPower puisqu'il est utilisé uniquement en indicateur qualitatif!

Bien sûr, vous l'avez compris, la seule limite est une panne de l'accéléromètre du téléphone ou du GPS utilisé, et dans ce cas il faut changer ou réparer l'élément defectueux (voire le téléphone dans certains rares cas!), mais c'est le lot de tout matériel!

 

4) L'influence des conditions de mesure sur les résultats (hors taux d'accélération)

 

Et encore avantage à PerfectPower, pour trois raisons:

- Les effets d'inertie sur route à PerfectPower sont TOUJOURS inférieurs à ceux sur banc à rouleaux (à taux d'accélération identique bien entendu) puisque sur route nous supprimons tout effet d'inertie due à des rouleaux à entrainer par rapport au banc!

- De plus, vous bénéficiez sur route de conditions de mesure nettement plus favorables au refroidissement du moteur et de l'admission (et de l'échangeur sur moteur turbo) que sur banc, ce qui voua garantit tout simplement d'obtenir des résultats optimums du moteur du tout début à la (surtout!) toute fin de mesure!

- Et enfin les conditions de mesure sur route sont par définition même les SEULES 100% réalistes, qu'aucun banc (ni à rouleaux ni aux moyeux et encore moins moteur!) n'est capable de reproduire! Certes ce point n'est pas forcément générateur en lui-même de différences notables de résultats surtout avec les bancs à rouleaux les plus sophistiqués (mono-rouleaux + synchronisation + loi de simulation route complète + ... soufflerie variable!), mais réaliser ses mesures sur route reste la seule certitude d'obtenir des résultats 100% réalistes!

 

Bilan de la comparaison PerfectPower / Bancs à rouleaux

 

Avec trois victoires et un match nul, PerfectPower remporte sans discussion possible ce match improvisé (bon pas tant que ça je l'avoue, mais vous vous en doutiez non?), et si vous souhaitez voir les résultats de PerfectPower face aux meilleurs bancs à rouleaux du marché (et parfois certains moins bons mais qui ne s'en sortent pas si mal vu leur proximité de résultats avec PerfectPower!), vous pouvez vous rendre en rubrique PerfectPower Vs Bancs.