Le Pop and Bang : explication scientifique des explosions dans les échappements

Le pop and bang est un terme célèbre chez les amateurs de sports auto-motos. C’est le son qui se produit au moment du relâchement de l’accélérateur du véhicule. Issu de la combustion d’essence à l’intérieur du collecteur d’échappement, ce son particulier fait l’objet de nombreuses controverses dans l’univers de la réparation mécanique. Certains constructeurs (Mercedes-Benz, VW, BMW…) l’installent sur des modèles de leurs véhicules. Dans la pratique, c’est une option qui est installée par les réparateurs à la demande des clients. Que la voiture dispose d’un turbo ou pas, cette option fait bénéficier à ce dernier d’une fonction anti-lag. Il s’agit au demeurant d’un procédé qui répond d’une fonction mécanique dans les moteurs à 4, à 2 ou à 3 temps. On va trouver le fonctionnement du mécanisme, les particularités et les risques potentiels de ce pop and bang.

Comment se produit concrètement le pop and bang ?

Pour faire un pop and bang, il faut des détonations dans l’échappement. Il s’agit d’un son qui se produit à la suite d’une combustion entre le carburant et l’air. Cela se fait dans le collecteur d’échappement au moment de l’ouverture des soupapes. Or, par principe, lesdites soupapes ne doivent s’ouvrir qu’après la réalisation de la combustion dans la chambre prévue à cet effet. D’une manière scientifique, la création de la détonation provient de la réunion des 3 facteurs. À savoir :

• Retard d’allumage ;
• Injection d’essence ;
• Gestion du papillon d’admission.

La combustion, qui doit avoir lieu en phase 3, connaît un retard qui crée des détonations. Cela s’explique par l’ouverture de la soupape d’échappement en dehors du moment indiqué, c’est-à-dire après la combustion. Lorsqu’il y a relâchement de la pédale de l’accélérateur, un retard à l’allumage, à faible charge au niveau de la zone de régime précise, se produit en même temps que l’injection d’essence. Ce retard à l’allumage amène la combustion à s’achever à la phase d’échappement, notamment entre le pot d’échappement et la soupape. Alors que le processus de combustion n’est pas encore arrivé à son terme, les soupapes d’échappement s’ouvrent. Or, n’étant pas encore complètement brûlé, et de température assez élevée, le mélange chimique va causer des petites explosions entre l’échappement et les soupapes. L’ensemble de ce processus entraîne donc les pétarades du pop and bang. En ce qui concerne la gestion du papillon d’admission, il se produit une reprogrammation qui le maintient ouvert. Cela va laisser passer un peu d’air au relâchement de la pédale. Toute voiture possède un boîtier logé à l’entrée du collecteur d’admission. Il est lié à la soupape d’admission. C’est ce boîtier qui régule les prises d’air du moteur à partir d’un volet dont il dispose et dont les ouvertures dépendent des intensités d’appui sur la pédale d’accélération. Lorsqu’il est fermé, la gestion du moteur n’est pas possible, car il n’y a pas d’injection de carburant ni d’entrée d’air.

Comment fonctionne la détonation du pop and bang dans les différents moteurs ?

Que ce soit pour un moteur à 4 temps ou à 2 temps, le fonctionnement du pop and bang est simple. Tous les phénomènes sont en rapport avec les notions mécaniques qui régissent ces moteurs.

Le pop and bang dans un moteur à 4 temps

Présent sur l’essentiel des voitures, le moteur à 4 temps fonctionne selon des principes classiques. En phase d’admission, il y a descente du piston suivie d’une compression du mélange air-essence. Il se produit une étincelle qui fait exploser le gaz compressé au niveau de la chambre de combustion pour repousser le piston. D’une manière détaillée, lors de la première phase, la soupape d’admission s’ouvre pour laisser entrer de l’air dans la chambre de combustion pendant que l’essence est injectée. Une fois l’air entrée en bonne quantité, la soupape d’admission se ferme pour permettre au piston de comprimer le mélange d’air et de carburant en direction de la bougie. L’étincelle provenant de l’arc électrique créé va embraser le mélange. L’intensité de la combustion va pousser le piston vers le bas pour enclencher un nouveau cycle du mouvement mécanique. Après l’embrasement, les gaz brûlés vont se diriger vers l’échappement et vont être expulsés dans la nature. Une petite distinction est faite entre les moteurs diesel et ceux à essence compte tenu de leurs composants. La pression ne peut toute seule enflammer le carburant. Pour le moteur diesel, à la place des bougies standard, le moteur a besoin de bougies de préchauffage pour faciliter le lancement de la machine.

Le pop and bang dans un moteur à 2 temps

Les moteurs à deux temps sont ceux qui équipent les motos et, en général, les autres types de véhicules à deux-roues motorisés. Dans ces moteurs, le pop and bang se produit suivant un processus mécanique similaire. Le moteur compresse le mélange air-huile-essence. Ce dernier est destiné à lubrifier l’ensemble du mécanisme. Telle que ce qui se passe dans le moteur à 4 temps, une bougie vient favoriser la combustion. Le piston est ensuite poussé vers le bas et une fumée issue du processus sort de l’échappement. En deuxième phase, le mélange entre dans la chambre de combustion après l’aspiration. Celle-ci est occasionnée par le mouvement du piston. Une autre compression du mélange se produit et ce dernier retourne vers la bougie.

Le pop and bang est-il dangereux pour le moteur ?

Sur le principe classique du pop and bang, les experts de la mécanique sont divisés. D’une part, se trouvent ceux qui estiment que ces détonations sont sans risque sur le moteur de la voiture. Ils s’appuient sur l’argumentation selon laquelle la combustion tardive ne se produit que pendant les bas régimes et sur des laps de temps courts. Dans l’autre camp, il y a ces experts qui soutiennent qu’il peut y avoir des dommages sur le long terme. Ces détonations non contrôlées vont avoir des impacts sur des éléments tels que les soupapes, le turbo et le collecteur d’échappement. Dans toutes les situations, c’est une détonation qui ne fait pas de bien quand on souhaite décalaminer une partie de l’échappement. L’excès de chaleur et de pression envoyé par ce mécanisme joue sur l’efficacité des catalyseurs, de la turbine et des sondes diverses. Le fait que la combustion soit tardive et en dehors de son cadre normal est un problème. Les pièces qu’elle affecte ne sont pas censées supporter des fortes températures. Bien que le bruit sportif et agréable produit par le Pop and Bang soit apprécié, il est anti-mécanique pour un moteur. Les combustions allant au-delà de 1 000 °C endommageant les soupapes, les têtes de pistons et d’autres pièces. De façon incidente, la consommation va augmenter pendant que le frein moteur va perdre en intensité.

Faut-il installer un pop and bang dans sa voiture ?

Les conséquences d’un pop and bang installé sur une voiture qui n’en dispose pas peuvent être désastreuses. Cela si le véhicule est doté d’une ligne d’échappement d’origine ou un catalyseur sport. La surchauffe qui se produit va attaquer plusieurs éléments, tels que :

• Collecteur d’échappement ;
• Pistons ;
• Soupapes d’échappement ;
• Sondes lambda.

L’élément essentiel à considérer est la température dans l’échappement. Elle augmente après la combustion. Si la voiture est catalysée, ce sera mieux de ne pas faire cette programmation qui va fragiliser le catalyseur. Cela ne signifie pas que le pop and bang n’est pas sûr. Il suffit que la gestion du moteur soit réalisée par un expert du domaine qui tient compte de sa légèreté.