Pourquoi les voitures n’ont-elles jamais eu de moteurs à sept cylindres ?

L’histoire de l’automobile regorge d’expérimentations : moteurs à trois, cinq, dix (essence et Diesel d’ailleurs) ou même seize cylindres. En revanche, il n’y en a jamais eu qui en comptait sept. Cette absence n’est pas le fruit du hasard, mais elle provient d’une incompatibilité fondamentale entre la géométrie, la dynamique et l’économie. On vous explique.

Un moteur ressemble en effet à une chorégraphie de masses en mouvement : pistons, bielles et vilebrequin s’agitent à des vitesses vertigineuses, générant des forces que les ingénieurs s’efforcent de compenser. Dans une configuration à sept cylindres en ligne, le calage des manetons exigerait un angle de 51,43 degrés, contre 60 degrés pour un six cylindres et 45 degrés pour un V8. Cette dissymétrie rend le vilebrequin difficile à équilibrer et multiplie les vibrations parasites.

Les moteurs impairs, compromis délicats

Les moteurs à cylindres pairs, notamment les quatre ou six-cylindres en ligne, s’équilibrent naturellement. Les forces d’inertie et de combustion s’y neutralisent presque parfaitement. En revanche, les moteurs impairs exigent des compromis.

Prenons le cas du trois cylindres, souvent décrit comme la moitié d’un six cylindres. Cette architecture connaît des intervalles d’environ 60 degrés sans allumage, ce qui provoque des irrégularités dans la rotation et des vibrations importantes. Les ingénieurs y ajoutent donc des arbres d’équilibrage pour lisser le fonctionnement, au prix d’un surcoût et d’une complexité accrue.

Un cinq-cylindres en ligne est mieux loti : les intervalles d’allumage tombent à 36 degrés, ce qui offre déjà un comportement plus harmonieux. D’où son adoption pendant de nombreuses années par Audi, Fiat/Alfa ou Volvo qui ont su en tirer parti pour allier caractère et douceur.

Le sept cylindres, défi insurmontable ?

Avec un moteur à sept cylindres ces déséquilibres sont donc encore aggravés. L’inégalité des forces crée des vibrations complexes presque impossibles à compenser, même avec des systèmes d’équilibrage sophistiqués. Le vilebrequin devient très long et il est soumis à des contraintes importantes. En tournant, il risque donc de se déformer ou de casser à haut régime.

Et avec une architecture en V (pour un 7 cylindres donc), la situation ne s’améliorera pas : les angles d’ouverture et la répartition asymétrique des bancs compliquent encore la gestion des vibrations. Résultat : le développement et la production d’un moteur à sept cylindres serait lourd, coûteux, énergivore tandis que la fiabilité présenterait d’énormes risques.

Des exemples rares…

Si les voitures n’en ont jamais adopté, certains secteurs ont osé le sept cylindres. Le fabricant AGCO Power, par exemple, produit un moteur Diesel en ligne à sept cylindres de 9,8 litres. Destiné à des tracteurs et moissonneuses-batteuses, il délivre près de 490 ch et 1.900 Nm de couple. Colossal, mais évidemment pas destiné à une application pour les voitures particulières.

Mais pourquoi cela fonctionne-t-il pour ce tracteur ? Parce que ces engins tournent à bas régime ultra-bas, parfois à moins de 2.000 tr/min. Ils disposent en outre de volants d’inertie massifs capables d’amortir les déséquilibres. À ces vitesses modestes, les vibrations deviennent gérables. Mais cette situation est impensable dans une voiture, qui plus est sportive.

Quand l’histoire tourne en rond

Les moteurs à nombre impair de cylindres ne sont pas une invention récente. Dans l’aviation du début du XXe siècle, les moteurs radiaux à 5, 7 ou 9 cylindres étaient courants. Leur disposition circulaire autour de l’axe de rotation permettait un équilibre naturel des masses, à condition d’ajouter un contrepoids. Mais ces architectures, lourdes et encombrantes n’ont jamais eu leur place dans les véhicules terrestres pour des raisons évidentes d’encombrement.

Par ailleurs, même si un constructeur décidait aujourd’hui de relever le défi, il n’en tirerait aucun avantage réel. Un sept-cylindres ne serait ni plus performant ni plus efficient qu’un six ou un huit tout en étant bien plus complexe à produire. En outre, avec la course aux groupes hybrides et aux motorisations électriques, la course au nombre de cylindres perd de son sens. Dans ce contexte, ce moteur restera sans doute un fantasme d’ingénieur, condamné à la fois par la logique industrielle et les lois implacables de la physique.

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