Vraiment, les émissions d’une voiture individuelle sont relativement faibles, comparées aux autres sources de pollution. Mais lorsque des centaines de milliers de personnes sont chacune assise dans une voiture, remplissant une autoroute à pleine capacité, les effets cumulatifs sont énormes. Lorsque vous êtes assis dans un embouteillage et que vous regardez la fumée qui s’échappe du tuyau d’échappement devant vous et qui s’élève pour rejoindre le smog dans le ciel, réfléchissez un instant à ce qu’est cette fumée. Elle n’a peut-être pas l’air de grand-chose, mais cette fumée a parcouru un long chemin depuis qu’elle a été poussée par le moteur de la voiture quelques instants auparavant.

La préoccupation concernant l’effet de nos automobiles sur l’environnement n’est pas nouvelle. La version de 1970 de la loi sur la pureté de l’air a donné à l’EPA son pouvoir étendu de réglementer les émissions automobiles. Au fur et à mesure que la technologie a progressé, l’EPA a fait pression pour des normes plus strictes. Et si les nouvelles voitures sont beaucoup plus propres que celles d’il y a 40 ans, les gens ont tendance à parcourir de plus grandes distances et à conduire beaucoup plus souvent, ce qui contribue à une pollution beaucoup plus importante. La loi sur la pureté de l’air a été remaniée et a vu sa portée augmenter en 1977, puis à nouveau en 1990.

Les constructeurs automobiles et les fournisseurs de pièces ont dû suivre le rythme de ces changements, et comme vous pouvez l’imaginer, le système d’échappement d’une voiture a dû évoluer considérablement, lui aussi.

Composants d’un système d’échappement — Des tuyaux qui fument

Le système d’échappement se compose principalement de tuyaux de plusieurs formes différentes, chacun étant conçu pour se connecter l’un à l’autre, et chacun étant formé pour se conformer à une partie spécifique du dessous de la voiture. (Les tuyaux sont souvent courbés pour s’enrouler autour ou s’adapter autrement à d’autres composants proches de la voiture, comme les essieux). Chaque tuyau est chargé de déplacer les gaz d’échappement vers l’arrière, mais de nombreux segments sont spécialisés. En d’autres termes, de l’extérieur, le système ressemble simplement à un tas de segments de tuyaux connectés qui s’étendent du compartiment moteur au pare-chocs arrière, bien que certains servent un objectif supplémentaire lorsque l’échappement circule dans ce tuyau particulier.

Par exemple, le tuyau en Y (qui est simplement, eh bien, un tuyau en forme de Y) pourrait être installé de sorte que l’extrémité avec deux ouvertures se boulonne à deux ouvertures correspondantes dans le collecteur d’échappement, combinant les déchets du moteur pour progresser dans le système. Ou, lorsqu’il est installé à l’arrière de la voiture, un tuyau en Y peut aider à créer un système d’échappement double avec un tuyau d’échappement de chaque côté de la voiture (pour un look sportif souvent recherché). Les tuyaux intermédiaires peuvent être fixés au silencieux ou au résonateur, qui sont d’autres composants importants du système (nous y reviendrons à la page suivante). Les tuyaux d’équilibrage, que l’on trouve dans les systèmes d’échappement doubles, aident à égaliser les impulsions d’échappement qui passent sous le côté conducteur et le côté passager de la voiture. Les tuyaux d’entrefer sont des tuyaux emboîtés spécialisés qui agissent comme un bouclier thermique et un isolant en fournissant une couche supplémentaire pour le flux d’air. Et le tuyau d’échappement, qui dépasse généralement sous le pare-chocs arrière, a généralement une ouverture plus grande et pourrait être fait de métal d’apparence plus substantielle, pour donner l’apparence d’un échappement de performance qui est une caractéristique commune des voitures haut de gamme.

Bien qu’il puisse sembler inefficace d’avoir une tonne de tuyaux au lieu d’un seul, en réalité, tous ces segments servent à quelque chose. D’une part, le pliage des tuyaux est un travail difficile, et il est plus facile de connecter de petits segments angulaires à des tuyaux droits que de façonner un seul tuyau long, coûteux et lourd pour s’adapter à tous les contours d’une voiture. En outre, les composants du système d’échappement s’usent à intervalles réguliers (en fonction, bien sûr, du fabricant, des matériaux, des conditions de conduite et des facteurs environnementaux). Il est plus facile et moins coûteux de remplacer un segment de tuyau rouillé, un silencieux cabossé ou un convertisseur catalytique usé que d’installer un tout nouveau système.

Vous pourriez vous demander comment tous ces tuyaux s’emboîtent. Eh bien, certaines extrémités se chevauchent, tandis que d’autres sont accouplées bout à bout ; mais pas sans un peu d’aide.

Autres composants de l’échappement — collecteurs, cintres et plus

Le silencieux est un autre élément clé du système d’échappement de votre voiture.

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Nous avons d’abord parlé des différents tuyaux, parce que ce sont les composants les plus visibles et les plus répandus du système d’échappement, et parce qu’ils sont partout. Mais le système d’échappement commence réellement au niveau du collecteur d’échappement (également connu sous le nom de collecteur d’échappement). Le collecteur ressemble à une série de tubes adjacents collés les uns aux autres (bien qu’il soit souvent fabriqué en métal moulé très résistant). Il recueille les gaz d’échappement directement du moteur et est donc conçu pour que chaque ouverture corresponde à l’un des orifices d’échappement du moteur, avec des brides qui forment un joint étanche pour empêcher les gaz d’échappement de s’échapper. De là, l’échappement commence son flux à travers les différents tuyaux et autres composants.

Les joints d’étanchéité qui sont montés entre chaque tuyau jouent un rôle très important. Il est difficile, voire impossible, de former un joint métal sur métal sans faille, c’est pourquoi des joints sont pris en sandwich entre chaque connexion pour empêcher les gaz toxiques de s’échapper prématurément. Ils sont fabriqués en fibre ou dans d’autres matériaux robustes et résistants à la chaleur, qui ont juste assez de souplesse pour se comprimer légèrement lorsque les tuyaux sont serrés les uns contre les autres. Cela aide à former un joint étanche.

Le silencieux est un autre élément clé du système d’échappement. Il ressemble à une grande chambre ronde ou ovale (que l’on trouve généralement, mais pas toujours, près de l’arrière de la voiture). Cette chambre est de conception très complexe : elle est responsable de l’atténuation de la plupart des bruits du moteur, même si elle doit permettre à l’échappement de continuer à circuler librement. Une série de chambres et de tubes, remplis de roche, de laine ou de fibres synthétiques, absorbe et contrôle le bruit. Et ce n’est pas tout : le silencieux doit être raisonnablement résistant aux dommages, à la corrosion et à la rétention de chaleur. Le résonateur est un composant d’élimination du son secondaire ou de substitution, utilisé pour augmenter le silencieux, ou dans les cas où l’espace est limité, il pourrait même être utilisé à la place d’un silencieux.

Les convertisseurs catalytiques, qui sont devenus courants dans les années 1970, sont le moyen principal et le plus efficace de réduire le niveau de toxines dans l’échappement d’une voiture. L’intérieur d’un convertisseur catalytique (ou « cat ») est recouvert de métaux. Les différents types de convertisseurs catalytiques utilisent différentes combinaisons de platine, de palladium et de rhodium. Avant que les gaz d’échappement n’atteignent le catalyseur, ils contiennent une combinaison puissante et super toxique de monoxyde de carbone, d’oxyde d’azote et d’hydrocarbures. (Lorsque vous faites passer à votre voiture un test d’émissions, ce sont les niveaux chimiques qui sont testés). Lorsque ces poisons entrent en contact avec les métaux qui recouvrent l’intérieur du catalyseur, il se produit une réaction chimique qui rend les gaz d’échappement moins nocifs. Au fur et à mesure que les gaz d’échappement traversent le chat, le niveau de produits chimiques devrait être suffisamment réduit pour être conforme aux réglementations gouvernementales.

Nous avons déjà parlé des joints d’étanchéité, mais le système d’échappement nécessite d’autres pièces de quincaillerie de base. Les brides ont généralement la même fonction que les joints, mais elles sont en métal (et sont parfois formées directement sur l’extrémité d’un tuyau). Des colliers et des supports assortis permettent de monter les pièces d’échappement ensemble et de les maintenir sur le véhicule, et des supports d’échappement suspendent littéralement les tuyaux au dessous de la carrosserie de la voiture, avec suffisamment de force pour les maintenir en place mais aussi suffisamment de flexibilité pour résister aux mouvements causés par la conduite. Et enfin, mais non des moindres, les boucliers thermiques : Des plaques métalliques (parfois isolées) qui servent de barrière supplémentaire chaque fois que les parties chaudes de l’échappement sont particulièrement proches d’une autre partie de la voiture ou directement sous l’habitacle.

La voie de sortie

Si un moteur fonctionnait parfaitement, il brûlerait tout son carburant disponible au fil de ses cycles, convertissant tous les morceaux sales en une source d’énergie. Cependant, les restes existent en tant que polluants parce qu’un moteur ne peut tout simplement pas être conçu pour fonctionner parfaitement – il y a beaucoup trop de variables. Une certaine quantité de carburant restera toujours non brûlée ou partiellement brûlée, et ces restes doivent être rapidement traités hors du véhicule, sous forme d’échappement, pour faire de la place pour le prochain cycle de combustion du moteur.

Comme nous l’avons mentionné précédemment, l’échappement sort d’abord du moteur et entre dans le système par le collecteur d’échappement. De là, il descend dans le système par des tuyaux interconnectés jusqu’à ce qu’il sorte par le tuyau d’échappement, près du pare-chocs arrière. Les tuyaux eux-mêmes aident en fait à refroidir l’échappement, mais ils sont surtout un moyen pour l’échappement de voyager vers (et à travers) le convertisseur catalytique et le silencieux.

Le catalyseur doit être aussi proche du moteur que possible, car il n’est pas pleinement fonctionnel tant qu’il ne s’élève pas à la température de fonctionnement. Dans de nombreux cas, le fabricant place le chat juste après le collecteur, de sorte que la chaleur du moteur aide à réchauffer le chat et à le mettre rapidement à température.

Après le passage des gaz dans le chat, qui brûlera et éliminera jusqu’à 90 pour cent des toxines de l’échappement, la priorité suivante est de filtrer le son du moteur . Le silencieux et le résonateur sont généralement situés juste après le chat. Il existe de nombreuses variantes de cette combinaison : certaines atténuent le plus possible le son de l’échappement, tandis que d’autres sont spécialement conçues pour les sons agressifs. À partir de là, l’échappement passe par le reste des tuyaux jusqu’à ce qu’il sorte de la voiture.

Avec tous ces produits chimiques qui tourbillonnent, c’est tout un exploit que le système d’échappement fonctionne aussi bien qu’il le fait. Un système d’échappement bien entretenu devrait durer deux à trois ans, mais les tuyaux subissent des dommages à l’intérieur et à l’extérieur. À l’extérieur, ils sont sensibles aux conditions de la route, comme l’impact des débris et les facteurs environnementaux, comme la neige, la glace et le sel de voirie.

Par contre, une cause plus substantielle de dégradation du système d’échappement est interne, et on ne peut la voir que lorsque les tuyaux sont corrodés par la rouille. Nous savons que lorsque le moteur brûle le carburant pour produire de la puissance, des sous-produits de ce processus sont laissés sur place – c’est pourquoi le système d’échappement est nécessaire. L’un de ces sous-produits est l’humidité acide, et elle est vraiment dommageable pour le métal. Malheureusement, il n’y a vraiment aucun moyen de garder l’intérieur des tuyaux propres.

Lorsqu’un tuyau d’échappement se pourrit ou qu’un raccord se desserre, une fuite d’échappement se produit. Une fuite est presque toujours immédiatement apparente avec un son fort et désagréable et, éventuellement, des problèmes de conduite comme une fluctuation intermittente de la puissance. Mais, croyez-le ou non, ce ne sont pas les vrais problèmes. Les choses deviennent un peu plus sérieuses si la fuite se produit avant le convertisseur catalytique, ce qui signifie que l’échappement n’est pas correctement traité et que tous ces produits chimiques chauds se répandent dans l’atmosphère. C’est toujours une bonne idée de faire réparer les fuites dès que possible pour éviter de soumettre vous-même, vos passagers et votre environnement à des gaz d’échappement non filtrés.

Maintenir les tuyaux propres

Ces embouts d’échappement chromés ne trompent vraiment personne.

Ces embouts d’échappement chromés ne trompent vraiment personne.

TOMASZ PIETRYSZEK/PHOTODISC/GETTY IMAGES

Les moteurs diesel, souvent blâmés pour des niveaux disproportionnés d’émissions toxiques, pourraient voir leur réputation quelque peu sauvée par des filtres d’échappement nouveaux et améliorés qui prétendent réduire les émissions d’environ 25 %, avec l’avantage supplémentaire d’augmenter l’économie de carburant. Plusieurs constructeurs automobiles qui proposent depuis longtemps des modèles diesel ont introduit des systèmes similaires qui combinent des convertisseurs catalytiques puissants et des filtres à particules diesel. La gamme de turbodiesels BlueMotion de Volkswagen (vendus principalement en Europe et en Amérique du Sud) et les diesels BlueTec de Mercedes en sont deux exemples. Dans de nombreux cas, ces composants d’origine et ces modèles de voitures utilisent la réduction du poids et d’autres techniques de rationalisation pour améliorer l’efficacité globale.

L’amélioration de l’efficacité de l’échappement est essentielle pour tirer le meilleur parti de votre voiture, et il existe même des moyens d’améliorer une voiture plus ancienne (en supposant qu’elle soit en bon état général — un système d’échappement performant ne fera pas de miracles sur un vieux tacot). Un mécanicien peut généralement commander des pièces de rechange d’origine identiques, mais il existe également des alternatives auprès de fournisseurs de pièces de rechange performantes qui donnent souvent un coup de jeune à la voiture (du moins, dans la mesure où le dessous de la voiture peut être embelli). Plusieurs avantages des systèmes d’échappement performants sont fréquemment mentionnés. Les fabricants de pièces de rechange sont bien conscients que l’expérience auditive est essentielle au plaisir de conduire, et qu’elle permet également aux conducteurs des environs de savoir qu’un peu plus d’argent a été dépensé pour la voiture. La plupart des fabricants proposent une variété de systèmes dont la sonorité varie d’un grognement subtil à un rugissement intense. Un bon système d’échappement de performance du marché secondaire peut améliorer la réponse de l’accélérateur (la rapidité et la douceur avec lesquelles la voiture réagit à la pression exercée sur l’accélérateur) et donner un coup de pouce à la puissance. Certains systèmes peuvent même améliorer les économies de carburant. Les échappements haute performance sont capables de fournir cette augmentation de puissance parce qu’ils sont moins restrictifs que les échappements d’origine. Si le moteur peut expulser plus d’air (ce qui signifie également qu’il peut en aspirer plus), cela l’aide à produire plus de puissance. Mais contrairement à ce que l’on pourrait penser, un système à écoulement totalement libre sera contre-productif. Les systèmes d’échappement du marché des pièces de rechange sont conçus pour fournir la bonne quantité de contre-pression afin que le moteur ne fonctionne pas en dessous de sa puissance maximale. C’est pourquoi il est important d’en choisir un conçu et optimisé pour votre véhicule spécifique. Et avant d’arracher vos tuyaux d’échappement, assurez-vous que le système que vous voulez est autorisé à circuler dans la rue et ne fera pas échouer votre voiture à son test d’émissions.

Comprenez également qu’un véritable système d’échappement de performance ne peut pas fournir des avantages époustouflants pour un investissement insignifiant. Méfiez-vous des produits bon marché tels que les composants de système d’échappement  » de performance  » à clipser ou à visser ou les embouts d’échappement qui prétendent donner l’apparence d’un système de performance complet. Ils n’améliorent pas la conduite de la voiture et peuvent même la gêner en ajoutant du poids et de la résistance au vent. De plus, ces embouts voyants ne trompent vraiment personne.