Infos techniques #7 : Comment arrêter un moteur ?

Infos techniques #7 : Comment arrêter un moteur ?

Arrêter un moteur

Pour faire fonctionner un moteur à essence, il faut que ces trois éléments soient réunis :

  1. de l’air (Oxygène = comburant)
  2. de l’essence (carburant)
  3. une source de chaleur intense (arcs électriques via les magnétos et les bougies)

Pour couper un moteur, rien de plus simple quand il s’agit d’une voiture. On tourne la clé, et ça ne fait plus de bruit. D’ailleurs c’est peu ou prou ainsi qu’il faut faire sur l’APM30 (au ralenti). Et d’ailleurs sur le moteur du PA28, ça fonctionnerait aussi.

Mais la check-list comporte plus d’items que cela. Pourquoi ? Pour protéger le pilote et le moteur. Voyons comment, mais revenons avant sur le fonctionnement d’un moteur à explosion, type Lycoming et plus particulièrement celui qui équipe notre PA28, un O-360 (**).

Fail-safe:

Fail-safe signifie : quand rien ne va plus, ça fonctionne encore. C’est le principe général des moteurs en aviation. C’est à dire que tant que subsiste l’alimentation en carburant, on peut faire plein de trucs, couper plein de fils électriques, de câbles de commande, le moteur continuera à fonctionner. Il y a d’ailleurs une video assez connue où un Boeing 727 (piloté par télécommande depuis un avion suiveur) est crashé dans un désert pour faire des essais de crash-test sur des mannequins. L’avion est presque totalement détruit, et malgré tout les réacteurs ont continué à fonctionner pendant une heure sans qu’il soit possible de les couper. Les pompiers présents ont du jeter du sable dans les entrées d’air pour les stopper. L’arrivée du carburant ne pouvait plus être coupée puisque tous les câbles de commande étaient rompus.

Pour commencer parlons de la batterie.
– Que se passe-t-il si je coupe le contact batterie du PA28, au sol ou en vol ?
Mon moteur va-t-il s’arrêter ? va-t-il exploser dans un beau feu d’artifice ?
Non.
Il continuera à fonctionner, comme si de rien n’était. Evidemment, la radio ne marchera plus, les feux, certains instruments. Mais le moteur continuera à fonctionner.

– Alors quelle est l’utilité de la batterie dans le fonctionnement du O-360 ?
Elle ne sert à rien. Concernant l’utilisation du moteur, la batterie n’a qu’une fonction, c’est de fournir de l’énergie au démarreur pour lui donner un mouvement de rotation. Dès que le moteur tourne par ses propres moyens, par les explosions qui se produisent dans les cylindres, il n’a plus besoin de la batterie (*). La batterie ne sert alors qu’à alimenter les divers instruments, feux de nav, anticol, radio, transpondeur, pilote automatique, réglage du pas variable de l’hélice etc… et à être rechargée en vue du prochain démarrage.

– Mais, les clés des magnétos, ça, c’est important non ?
Finalement, pas forcément, et pas tant que ça. Quoi ? Et bien oui. Si, pendant le vol, un incendie se déclarait, et les fils reliant le contacteur à clé aux magnétos brûlaient, ou étaient coupés, le moteur continuerait à tourner.

– Mais non, tu racontes n’importe quoi, quand je tourne la clé à gauche, le moteur s’arrête, je l’ai bien remarqué. Donc ces fils servent bien à quelque chose !
Oui, ils ont une utilité, en effet. Mais pas celle de mettre le contact. Et non. Avec la clé des magnétos, on coupe le contact, on ne le met pas.
– Encore une idiotie, tu joues sur les mots : si on peut couper le contact, on peut aussi le mettre !
Pas tout à fait, il y a une subtile nuance.
Quand les fils ne sont pas branchés entre ce contacteur et les magnétos, c’est à dire que les magnétos sont juste reliées aux bougies, elles sont capables de fonctionner. Les fils du contacteur ne servent qu’à une chose : empêcher les magnétos de produire une tension. Finalement, quand on met les magnétos sur OFF, c’est là qu’on agit, et qu’on empêche les magnétos de faire leur office, en les reliant à la masse.
Qu’on les laisse sur ON, ou qu’on coupe ces fils, et bien il suffit que le moteur tourne pour que les magnétos produisent des étincelles.

En résumé : si on coupe tout ce qui traverse la cloison pare-feu, le câble de commande des gaz, la commande de richesse, les fils des magnétos à leur contacteur, le fil qui va à la batterie, tout sauf le tuyau d’essence, le moteur continuera à tourner.

(*) attention toutefois : certains moteurs diesel, ou à allumage électronique, ont absolument besoin d’une batterie pour faire fonctionner le FADEC ou l’allumage. Sans ces organes, le moteur s’arrête de tourner

(**) O-360 signifie 360 cubic inches, c’est à dire 360 x 2.54 x 2.54 x 2.54 = 5900 cm3 de cylindrée

Procédure de coupure du moteur :

une video qui montre quoi faire en cliquant ici

Après avoir laissé le moteur tourner un moment au ralenti, environ 1 minute, le roulage pouvant compter si on ne donne pas de grands coups de gaz,

1. couper les servitudes électriques : master switch (radios, transpondeur etc) + feux de nav + phare att
2. couper l’alternateur
3. régime < 1000 RPM, de préférence au ralenti
4. essai coupure des magnétos (OFF puis BOTH)

Tout d’abord, pourquoi faire un essai de coupure des magnétos ? Et bien, par sécurité pour soi, ou pour le suivant qui touchera à l’avion, et notamment à l’hélice. En effet, on s’assure que le fait de mettre les magnétos sur OFF coupe bien la possibilité de générer des étincelles. Si tel n’était pas le cas, si en mettant sur OFF, le moteur continuait à tourner, on pourrait évidemment l’arrêter en coupant la mixture ou en fermant l’arrivée d’essence. Mais dans ce cas là, la moindre trace de carburant pourrait faire démarrer le moteur, ne serait-ce que pour quelques tours, à la première étincelle, si on n’était pas certain que la position OFF empêche bien ces étincelles.

Un alternateur est composé d’une bobine baignée dans un champ magnétique. La tension générée dans cette bobine est proportionnelle à la variation de ce champ magnétique. Or, si on effectue une brusque variation du régime moteur en faisant un essai coupure des magnétos, on génère une forte tension. Cette forte tension peut dans certains cas détériorer les appareils électriques sensibles, notamment les radios.

Donc, on coupe tous les consommateurs électriques par sécurité, et on coupe l’alternateur pour éviter de générer de fortes tensions. Et là on peut procéder à l’essai de coupure des magnétos.
Mais, si on coupe les magnétos à un régime trop fort, le mélange Air-Essence entre dans les cylindres par l’admission, puis est éjecté par le pot d’échappement sans être brûlé, puisqu’il n’y a plus d’étincelle. Si on remet le contact alors que le pot d’échappement est plein d’air et surtout d’essence, à la prochaine explosion et éjection de gaz brûlés et brûlants, il y a de fortes chances que le mélange air-essence alors présent dans le pot brûle et … fasse exploser le silencieux $$$$$.

Donc, on fait cela à faible régime, le plus faible possible, idéalement au ralenti ou au moins inférieur à 1000 RPM. Cela limite la quantité de carburant non brûlée qui termine dans le pot, et par conséquent, limite les risques d’endommager le silencieux.

5. régime 1200 RPM
6. mixture pauvre

Pour couper le moteur, on rend le mélange tellement pauvre, qu’il n’y a plus que de l’air qui entre dans l’admission mais plus du tout de carburant.
Si on met la mixture sur pauvre avec un régime trop faible, typiquement le ralenti (papillon d’arrivée d’air très fermé), il y a tellement peu d’air qui entre par l’admission que le peu de carburant qui se trouve encore dans la tubulure d’admission va mettre un temps infini pour être totalement brûlé. D’autre part, quand le mélange est très pauvre, la compression du mélange suffit parfois à déclencher l’explosion, sans forcément nécessité d’étincelle. On appelle ça l’auto-allumage.

Quand ce phénomène se produit, l’hélice fait un demi-tour, voire un tour complet, puis il y a une explosion, puis ça recommence, parfois pendant plusieurs dizaines de secondes. Il arrive même que quelques explosions se produisent avant que le piston ait atteint son point mort haut, et par conséquent que l’hélice se mette à tourner à l’envers. Cela détruit rapidement la pompe à vide qui n’est pas faite pour tourner à l’envers, ainsi que d’autres éléments du moteur.

Donc on met suffisamment de gaz (entre 1000 et 1200 RPM) pour que, lorsque la manette de mixture est sur pauvre, il y ait suffisamment d’oxygène et que les dernières explosions brûlent totalement le carburant – présent dans le cylindre et les tubulures d’admission – sans provoquer d’auto-allumage ni d’explosions à très faible régime.

Ainsi, on s’est assuré :

  1. que les magnétos sont bien mises à la masse quand on met la clé sur OFF, et que quand on tournera l’hélice en déplaçant l’avion, aucune explosion ne pourra se produire
  2. qu’il n’y a plus d’essence dans les tubulures d’admission, et donc, c’est une double sécurité. Si pour une raison ou une autre une étincelle devait quand même se produire, il n’y aurait pas de carburant pour produire un mouvement du moteur et un arrachement de la main de celui qui manipule l’avion.

Remarque :

l’hélice est un élément qu’il faut considérer comme dangereux en toute circonstance. Voici les règles qu’il faut appliquer avant d’y toucher :

  1. ne faire confiance à personne
  2. personne à bord
  3. batterie OFF
  4. s’assurer que les clés sont enlevées (et physiquement dans sa poche)
  5. s’assurer que la mixture est coupée
  6. manette des gaz : réduit
  7. ne faire confiance à personne
  8. éventuellement envisager de tourner l’hélice, en prenant des précautions (pas de veste ou d’écharpe qui pourrait se prendre dedans si le moteur démarrait malgré tout, avion freiné ou calé, ne pas s’accrocher avec les doigts à la pâle, être en appui sur une jambe prêt à bondir en arrière)

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