La boîte de vitesses à 6 rapports

...sert-elle ?

Lors du second choc pétrolier, les ingénieurs passèrent de longues journées, et accessoirement dépensèrent un budget certain, à peaufiner le réglage du carburateur afin de réduire la consommation des voitures, gain qui se chiffrait à coup de petits dixièmes de litre aux 100 km. Puis, un ingénieur certainement plus réveillé, eu l'idée d'ajouter un cinquième rapport. Avec un faible budget, et rapidement, la voiture avait gagné 2 litres/100 km… L'arrivée du sixième rapport suit la même démarche : la réduction de la consommation. En effet, lorsque la vitesse de la voiture est stabilisée, sur autoroute particulièrement, un surplus de puissance n'est plus utile. Il convient alors de positionner le régime du moteur dans la zone de plus faible consommation, très souvent correspondant à un abaissement de son régime de rotation. Le sixième rapport, parfois exagérément long, permet ce cas d'utilisation.

Ce changement de régime apporte aussi bien d'autres avantages. Liées à la consommation, la pollution et les émissions de CO2, gaz à effet de serre faut-il le rappeler, sont aussi réduites. Par ailleurs, le moteur est plus silencieux, le voyage est alors plus confortable.

Le sixième rapport est parfois le bienvenu avec des moteurs offrant une faible plage d'utilisation. C'est le cas des moteurs essence atmosphériques dits "sport", dont leur utilisation n'est intéressante qu'entre 5 000 et 7 000 tr/mn par exemple, et de certains moteurs Diesel fortement suralimentés, creux en dessous de 2 000 tr/mn. L'intérêt est de ne pas tomber dans cette zone à faible couple après chaque montée des rapports. Avec une boîte à 6 vitesses, le constructeur peut alors conserver une première assez courte, facilitant le démarrage, une montée des rapports bien étagée sans creux de couple, pour de meilleures accélérations, et offrir une sixième suffisamment longue pour ne pas pénaliser la consommation.

Comment fonctionne-t-elle ?

Un moteur thermique consomme moins à bas régime et forte charge (accélérateur presque totalement ouvert), plutôt qu'à haut régime et mi-charge. Ceci est encore plus notable pour les moteurs à essence en raison du problème de pompage. Le rapport de sixième permet alors de fournir la même puissance qu'en cinquième, mais à un régime et une charge différents. Par exemple, sur autoroute, seulement 60 ch (44 kW) sont nécessaires pour rouler à 130 km/h. Au lieu d'être en 5e à 3 700 tr/mn, le rapport de 6e positionne le moteur à 3 100 tr/mn, accélérateur légèrement plus ouvert. La puissance fournie est identique dans les deux cas, mais le moteur consomme moins.

Une des caractéristiques de la boîte de vitesses est son ouverture. Ce terme technique est le ratio entre le dernier et le premier rapport, en termes plus vulgarisé, la "différence" de régime entre le dernier et le premier rapport. Une transmission d'un véhicule de compétition, dite "à rapports rapprochés", offre une valeur d'ouverture de seulement 3 à 4, la première étant généralement assez longue. Les voitures actuelles ont généralement des ouvertures de 4 à 5,5 avec des boîtes à 5 rapports et 5 à 6,5 avec un rapport supplémentaire.

L'ajout d'un sixième rapport ne pose pas de problème technique particulier à une boîte manuelle, seulement un encombrement accru qui limite parfois le rayon de braquage des véhicules à traction. Le concept de montage à 3 arbres au lieu de deux réduit la longueur de la transmission. Sur les boîtes automatiques, le sixième rapport s'est surtout répandu depuis l'exploitation du brevet Lepelletier. Cet ingénieur français a conçu une combinaison de trains planétaires, freins et embrayages permettant 6 rapports avec 30 % de composants en moins que les boîtes 5. Une majorité de transmissions automatiques utilisent aujourd'hui ce concept. Une seule transmission automatique propose actuellement 7 rapports, la Mercedes 7-GTronic. D'autres modèles annoncent 7 rapports, mais ce sont des transmissions CVT à rapports "virtuels".

Yvonnick Gazeau