6 cylindres en ligne : quels sont ses avantages et ses inconvénients ?
Le 6 cylindres en ligne est souvent présenté comme l’une des architectures les plus réussies du moteur thermique. Doux, naturellement très bien équilibré et relativement simple avec son unique rangée de cylindres, il semble presque cumuler les qualités. Pourtant, de nombreux constructeurs l’ont abandonné au profit du V6 à partir des années 1990, avant que certains ne reviennent aujourd’hui à cette architecture. Ce parcours apparemment contradictoire s’explique assez simplement : les principales qualités du six-en-ligne viennent directement de sa disposition mécanique, mais son plus gros défaut également. Six cylindres parfaitement alignés finissent par prendre beaucoup de place.
Crédit photo: Illustration vilebrequin, bielles et pistons d’un 6 cylindres en ligne
Pourquoi le 6 cylindres en ligne est-il naturellement si bien équilibré ?
Dans un 6 cylindres en ligne, les mouvements des pistons permettent de compenser naturellement les forces d’inertie primaires et secondaires. Le moteur peut ainsi fonctionner avec très peu de vibrations sans nécessiter les arbres d’équilibrage utilisés sur certaines autres architectures.
Les six pistons ne montent et ne descendent évidemment pas simultanément. Leur disposition et le calage du vilebrequin organisent leurs mouvements de manière symétrique. Les pistons 1 et 6, 2 et 5, puis 3 et 4 se déplacent par paires, tandis que les efforts engendrés par leurs masses alternatives se compensent.
Cette particularité constitue l’un des grands avantages du L6. Sur un quatre-cylindres en ligne, par exemple, certaines forces secondaires ne s’annulent pas naturellement et peuvent nécessiter des arbres d’équilibrage, particulièrement lorsque la cylindrée augmente.
Cela ne signifie pas qu’un six-en-ligne soit exempt de toute vibration. Le vilebrequin reste notamment soumis à des oscillations torsionnelles, phénomène que nous avons expliqué avec la poulie damper. Équilibrer les masses alternatives et contrôler la torsion du vilebrequin sont deux problèmes mécaniques différents.
Crédit photo: Wikipedia Animation 6 cylindres en ligne
Pourquoi un 6 cylindres en ligne est-il aussi doux à conduire ?
L’équilibre mécanique n’explique pas à lui seul la douceur du six-en-ligne. Sur un moteur quatre temps à six cylindres, les combustions peuvent être régulièrement espacées tous les 120° de rotation du vilebrequin, ce qui permet une fourniture de couple particulièrement régulière.
Un cycle complet d’un moteur quatre temps nécessite 720° de rotation. Avec six cylindres, six combustions peuvent donc être réparties uniformément sur ces deux tours de vilebrequin. Une nouvelle phase motrice intervient tous les 120°.
Le conducteur ne ressent évidemment pas chaque combustion séparément, mais leur fréquence et leur régularité contribuent au caractère très fluide de ces moteurs. Cette douceur explique leur présence historique aussi bien dans de grandes berlines Mercedes ou Jaguar que dans les modèles sportifs de BMW. La sonorité caractéristique du six-en-ligne découle également de cette régularité et de l’ordre d’allumage retenu. Il peut ainsi offrir du caractère sans avoir besoin d’un fonctionnement volontairement irrégulier. C’est l’une des raisons pour lesquelles cette architecture conserve une image particulière chez les amateurs de mécanique.
Une seule culasse et une architecture simple : les autres avantages du L6
Aligner les six cylindres présente un autre avantage évident : contrairement à un V6, le moteur ne possède qu’une seule rangée de cylindres et une seule culasse. Distribution, admission et échappement peuvent ainsi être organisés autour d’une architecture relativement lisible.
Le six-en-ligne est également étroit. Dans une voiture à moteur longitudinal, cette caractéristique peut faciliter l’installation de certains périphériques sur ses côtés. L’arrivée de la suralimentation a d’ailleurs montré tout l’intérêt de disposer d’espace autour du moteur pour installer turbocompresseur, échappement et systèmes de dépollution.
La conception modulaire moderne lui a apporté un autre argument. Un constructeur peut développer des moteurs partageant le même alésage, la même course et de nombreux composants, puis décliner cette base avec différents nombres de cylindres.
Un six-en-ligne peut ainsi être considéré, schématiquement, comme le prolongement d’un moteur quatre-cylindres appartenant à la même famille. Cette rationalisation industrielle a participé au retour de l’architecture chez certains constructeurs qui l’avaient précédemment abandonnée.
Crédit photo: Bonhams 6 cylindres en ligne Jaguar
Son énorme défaut : six cylindres en ligne prennent beaucoup de place
Toutes ces qualités ont une contrepartie impossible à contourner : un six-en-ligne est long. Six cylindres disposés les uns derrière les autres nécessitent un compartiment moteur suffisamment profond, ce qui favorise naturellement une implantation longitudinale.
Dans une propulsion à moteur avant comme de nombreuses BMW, cette disposition s’intègre parfaitement à l’architecture générale de la voiture. Elle devient beaucoup plus problématique lorsqu’un constructeur souhaite utiliser une plateforme à traction avant avec moteur transversal.
Installer transversalement six cylindres alignés signifie placer toute la longueur du moteur entre les passages de roues. Volvo a démontré que l’opération était possible sur certains modèles, mais au prix d’un travail d’intégration particulièrement poussé.
Le vilebrequin constitue également une pièce très longue. Son équilibre général peut être excellent tout en restant soumis à des contraintes de rigidité et à des phénomènes de torsion. Le fameux équilibre naturel du L6 ne résout donc pas tous les problèmes mécaniques.
Le V6 permet justement de réduire considérablement la longueur du moteur en répartissant ses cylindres sur deux bancs. Cette qualité d’encombrement explique une bonne partie de son succès, sans pour autant signifier qu’il possède les mêmes caractéristiques mécaniques.
Crédit photo:
Pourquoi tant de constructeurs ont-ils abandonné le 6 cylindres en ligne ?
À partir des années 1980 et 1990, l’automobile évolue dans une direction de moins en moins favorable au long six-en-ligne. Traction avant, moteurs transversaux, plateformes partagées et contraintes croissantes d’intégration rendent la compacité beaucoup plus importante.
Mercedes-Benz constitue un exemple révélateur. Longtemps adepte du six-en-ligne, la marque passe progressivement au V6 dans les années 1990. Cette architecture permet notamment de concevoir des familles de moteurs partageant davantage d’éléments avec les V8 et de disposer d’un bloc nettement plus court.
D’autres constructeurs font des choix similaires, tandis que BMW reste l’un des défenseurs les plus constants du six-en-ligne grâce à des voitures majoritairement conçues autour d’une implantation longitudinale.
Le recul du L6 ne signifie donc pas que les ingénieurs avaient soudain découvert un défaut dans son équilibre. C’est principalement l’environnement automobile autour du moteur qui avait changé. Le V6 répondait mieux aux contraintes industrielles et d’implantation de nombreuses plateformes de cette époque.
Crédit photo: Illustration moteur BMW Motorsport 6 cylindres en ligne
Pourquoi le 6 cylindres en ligne revient-il aujourd’hui ?
Le mouvement s’est partiellement inversé. Mercedes-Benz est revenu au 6 cylindres en ligne avec de nouvelles familles de moteurs, Jaguar Land Rover a développé son six-cylindres Ingenium et BMW n’a jamais véritablement renoncé à cette architecture. La modularité joue désormais en sa faveur. Concevoir des cylindres partageant dimensions et composants entre plusieurs moteurs peut permettre de produire quatre et six cylindres sur des bases techniques proches. Le développement de systèmes électriques pour certains périphériques facilite également l’organisation du compartiment moteur.
Les plateformes longitudinales des véhicules haut de gamme restent surtout parfaitement compatibles avec sa longueur. Sur une grande berline, un SUV ou une sportive conçus dès l’origine pour ce type d’implantation, le principal handicap du L6 devient beaucoup moins gênant.
Il ne faut donc pas parler d’un retour généralisé. Les petites voitures et la majorité des plateformes transversales n’ont aucune raison de trouver soudainement de la place pour six cylindres alignés. La renaissance du L6 reste sélective : il revient précisément là où son encombrement n’annule pas ses remarquables qualités mécaniques.
Conclusion
Le 6 cylindres en ligne possède l’un des meilleurs équilibres naturels parmi les architectures automobiles courantes. Ses forces d’inertie très bien compensées, la régularité de ses combustions et sa culasse unique expliquent sa douceur et une partie de sa réputation.
Mais aucune architecture n’est idéale dans toutes les voitures. Son principal défaut est inscrit dans son nom : six cylindres en ligne restent six cylindres placés les uns derrière les autres. Le L6 n’a donc pas reculé parce que ses qualités mécaniques avaient disparu, mais parce que l’automobile autour de lui avait changé.
Nota Bene :
les qualités d’équilibrage du six-en-ligne proviennent de sa géométrie et non du carburant utilisé. Elles se retrouvent donc aussi bien sur les moteurs essence que sur les nombreux six-cylindres Diesel produits notamment par BMW et Mercedes-Benz.
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