8 cylindres en V : quels sont ses avantages et ses inconvénients ?
Le 8 cylindres en V a motorisé des automobiles aux philosophies radicalement différentes. On le retrouve sous le capot de grandes berlines américaines, de muscle cars, de limousines, mais aussi de Ferrari capables de dépasser largement 8 000 tr/min. Cette polyvalence n’est pas un hasard.
Répartir huit cylindres sur deux bancs permet d’obtenir un moteur relativement court, puissant et capable de délivrer son couple avec une grande régularité. Mais cette architecture impose également deux culasses, davantage de composants et un encombrement en largeur important. Surtout, derrière l’appellation V8 se cachent des moteurs dont le comportement peut être très différent.
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Comment fonctionne un 8 cylindres en V ?
Un 8 cylindres en V répartit huit cylindres sur deux bancs reliés au même vilebrequin. Mais la forme de ce vilebrequin change profondément son caractère.
Dans sa configuration devenue classique, le V8 possède deux rangées de quatre cylindres formant généralement un angle de 90°. Pistons et bielles entraînent un vilebrequin commun placé entre les deux bancs.
Cette disposition réduit considérablement la longueur du moteur par rapport à celle d’un hypothétique huit cylindres en ligne. Elle facilite ainsi son installation dans une automobile tout en conservant une cylindrée importante et huit combustions réparties sur deux tours de vilebrequin.
L’angle de 90° n’est pas uniquement une question d’encombrement. Il permet d’obtenir un excellent équilibre avec certaines configurations de vilebrequin. Car deux V8 présentant exactement le même angle peuvent avoir des comportements très différents selon qu’ils utilisent un vilebrequin cross-plane ou flat-plane.
Crédit photo: Illustration du principe des vilebrequins cross-plane et flat-plane
Cross-plane ou flat-plane : pourquoi existe-t-il deux sortes de V8 ?
Un V8 cross-plane privilégie douceur et couple, tandis qu’un flat-plane favorise légèreté et hauts régimes. Ce choix explique même une partie de leur sonorité.
Le cross-plane utilise un vilebrequin dont les manetons sont disposés sur plusieurs plans. Avec les contrepoids nécessaires à son équilibrage, l’ensemble est relativement lourd, mais il procure un fonctionnement particulièrement doux. C’est l’architecture traditionnellement associée aux V8 américains et à leur grondement caractéristique.
Le flat-plane possède au contraire un vilebrequin dont les manetons sont disposés à 180°, d’une manière rappelant deux quatre cylindres en ligne réunis. Plus léger, il possède moins d’inertie et permet au moteur de prendre rapidement des tours. En contrepartie, les vibrations de second ordre sont plus importantes.
De nombreux V8 Ferrari ont adopté cette solution, expliquant en partie leur capacité à atteindre des régimes élevés et leur sonorité très différente de celle d’un gros V8 américain.
Premier avantage du V8 : beaucoup de cylindres dans relativement peu de longueur
L’un des grands avantages du V8 apparaît lorsqu’on le compare au huit cylindres en ligne autrefois utilisé par certains constructeurs. Avec huit cylindres placés les uns derrière les autres, ce dernier devient extrêmement long. Le V8 divise pratiquement cette longueur par deux au niveau des rangées de cylindres.
Cette compacité longitudinale permet d’installer des cylindrées importantes sans exiger un capot interminable. Elle explique en partie le formidable succès du V8 aux États-Unis, où de grandes cylindrées ont longtemps permis d’obtenir beaucoup de couple à bas régime sans rechercher des puissances spécifiques exceptionnelles.
Huit cylindres offrent également des combustions rapprochées. La délivrance du couple peut être très régulière et le moteur conserver une grande souplesse à faible régime. Cette architecture peut donc aussi bien convenir à une limousine lourde qu’à une sportive. C’est l’une des raisons de sa longévité exceptionnelle.
Crédit photo: Illustartion Moteur F136 Ferrari qui équipe la F430 et 458 Italia
Du small-block américain au V8 Ferrari : une architecture, deux philosophies
Le V8 américain classique démontre qu’un moteur à huit cylindres n’a pas besoin d’être extrêmement sophistiqué. Le small-block Chevrolet, apparu en 1955, a notamment popularisé une architecture compacte, relativement simple et capable d’être déclinée dans de nombreuses cylindrées.
Avec une cylindrée généreuse et un régime de rotation raisonnable, ce type de moteur privilégie le couple disponible tôt. La puissance peut être importante sans imposer des régimes extrêmes.
Ferrari a exploité les mêmes huit cylindres disposés en V selon une philosophie presque opposée. Cylindrées plus contenues, vilebrequins flat-plane, pièces mobiles légères et régimes élevés permettent d’aller chercher la puissance autrement.
La frontière n’est pourtant pas simplement géographique. Des constructeurs européens ont largement employé des V8 cross-plane, tandis que certains constructeurs américains ont utilisé le flat-plane sur des modèles très sportifs.
Le V8 est donc moins un type de caractère qu’une architecture capable d’en produire plusieurs.
Crédit photo: Illustration Small-Blaock Chevrolet
Les inconvénients du 8 cylindres en V commencent par sa complexité
La compacité en longueur se paie ailleurs. Comparé à un moteur possédant moins de cylindres ou à une architecture en ligne, le V8 multiplie certains composants :
- deux culasses et deux bancs de cylindres ;
- une distribution plus complexe ;
- davantage de pistons, bielles et soupapes ;
- une largeur et une masse importantes ;
- deux lignes d’échappement à gérer ;
- davantage de surfaces de frottement ;
- un coût de fabrication et d’entretien supérieur.
Le nombre de cylindres augmente également les pertes mécaniques. Et les V8 ayant souvent été associés à de fortes cylindrées et à des véhicules lourds, leur consommation peut devenir importante.
Il faut cependant éviter le raccourci V8 = consommation forcément gigantesque. Le rendement dépend aussi de la cylindrée, de la charge demandée, du régime, de la gestion moteur, de la suralimentation et surtout du véhicule dans lequel le moteur est installé.
Crédit photo: Illustration V8 en pièces détachées
Pourquoi le V8 recule malgré ses avantages
Le V8 n’a pas perdu soudainement ses qualités. C’est l’environnement technique autour de lui qui a changé.
La suralimentation permet aujourd’hui à un six cylindres, voire à certains quatre cylindres, d’atteindre des niveaux de puissance autrefois associés à huit cylindres. L’hybridation peut ajouter instantanément du couple et compenser certaines caractéristiques pour lesquelles une grosse cylindrée était autrefois particulièrement appréciée.
Dans le même temps, réduire le nombre de cylindres diminue potentiellement masse, frottements, nombre de composants et coûts industriels. Les contraintes portant sur la consommation et les émissions ont donc accéléré le remplacement de nombreux V8 par des moteurs plus petits suralimentés et électrifiés.
Le V8 conserve néanmoins des qualités difficiles à résumer par une simple puissance maximale : régularité, réponse, sonorité et caractère mécanique. C’est pourquoi il subsiste encore dans certaines sportives, voitures de prestige et modèles pour lesquels le moteur participe directement à l’identité.
Son recul ne signifie donc pas que son architecture est devenue mauvaise. Une partie de ce qu’exigeait autrefois huit cylindres peut simplement être obtenue aujourd’hui avec moins de cylindres.
Conclusion
Le 8 cylindres en V offre un compromis particulièrement séduisant : huit cylindres dans une architecture beaucoup plus courte qu’un huit cylindres en ligne, une délivrance régulière du couple et la possibilité de développer aussi bien un moteur souple qu’une mécanique capable de prendre énormément de tours.
Ses défauts sont l’autre face de cette sophistication. Deux bancs de cylindres signifient davantage de composants, de largeur, de masse, de frottements et de coûts. La distinction entre cross-plane et flat-plane montre surtout qu’il n’existe pas un unique caractère V8 : derrière la même architecture peuvent se cacher des moteurs profondément différents.
Nota Bene :
Avant que le V8 ne s’impose, le huit cylindres en ligne a équipé certaines automobiles de prestige et de compétition. Sa longueur considérable compliquait cependant son installation et la rigidité du vilebrequin. Le V8 permettait de conserver huit cylindres dans un ensemble nettement plus compact.
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