La transmission : cours de CAP Maintenance des véhicules

Quand tu démarres une voiture, le moteur tourne dans le compartiment avant, mais ce sont les roues qui font avancer le véhicule. Entre les deux, il faut un ensemble de pièces qui conduit le mouvement et qui le règle : c'est la transmission. Ce cours suit directement ceux sur le moteur et sur le freinage : après avoir vu comment l'énergie est produite puis comment on l'arrête, tu découvres comment elle arrive aux roues.

Tu vas apprendre à définir la transmission, à citer ses familles, à reconnaître les grandes architectures de véhicules, à nommer les organes d'une chaîne de transmission et à les repérer sur un véhicule en atelier.

Retiens bien les deux mots de la fin : couple et vitesse. Un moteur ne fournit pas directement ce dont les roues ont besoin à chaque instant. Pour démarrer un véhicule lourd, il faut beaucoup de force de rotation ; pour rouler vite sur autoroute, il faut au contraire que les roues tournent vite. La transmission fait le lien entre ce que donne le moteur et ce que demande la route.

Le mouvement n'est pas toujours transmis par des pièces solides qui se touchent. On distingue plusieurs manières de faire passer l'énergie d'un organe à un autre. Sur un véhicule, tu rencontreras surtout la transmission mécanique, mais les autres familles existent aussi, et l'une d'elles est même sous tes yeux à chaque freinage.

C'est celle que l'on imagine d'abord : des arbres, des engrenages, des chaînes, des courroies, des roues qui s'entraînent par contact. Elle est étudiée en détail dans la section suivante.

Ici, un gaz comprimé transporte l'effort. Le gaz est compressible et élastique, ce qui permet de réaliser des mécanismes qui alternent compression et détente ⁵. Le frein pneumatique des poids lourds en est un exemple cité ⁵.

Ici, c'est un liquide (eau, huile, liquide de frein) qui transporte l'effort. Un liquide est incompressible : il transmet intégralement les pressions qu'il reçoit ⁵. En contrepartie, le circuit doit être maintenu étanche par des joints ⁵. Le liquide de frein de ton véhicule relève de cette famille ⁵.

Dans un accouplement magnétique, deux rotors, l'un sur l'arbre moteur et l'autre sur l'arbre entraîné, sont liés sans contact ⁵. Une poudre magnétique placée entre eux se comporte comme un fluide dont la viscosité change avec le champ magnétique d'une bobine ⁵. On règle alors le couple transmis en faisant varier l'intensité du courant envoyé dans la bobine ⁵.

Pour parler de transmission mécanique, il faut un vocabulaire précis. Les ressources pédagogiques du ministère le posent avant toute étude : on définit d'abord les mots roue, engrenage, contact, sens de rotation, vitesse de rotation et rapport de transmission ².

Les mêmes ressources étudient plusieurs types de transmission mécanique : la courroie, la vis sans fin, la chaîne, l'engrenage et la roue ². Chacun a son principe de contact. Dans une chaîne ou une courroie, un lien souple relie deux roues éloignées l'une de l'autre. Dans un engrenage, les dents de deux roues s'engagent directement. Une vis sans fin entraîne une roue dentée en faisant tourner une vis.

Pour représenter ces mécanismes sur le papier, on ne dessine pas la pièce réelle : on la modélise dans le plan par un schéma cinématique normalisé ². Ce dessin simplifié montre uniquement ce qui compte pour le mouvement : quelles pièces tournent, lesquelles sont liées, où se font les contacts. Un technicien qui sait lire un schéma cinématique comprend un mécanisme sans le démonter.

Dans un véhicule, la chaîne cinématique va du moteur jusqu'aux éléments qui font avancer l'ensemble : roues, chenilles, hélices pour d'autres engins. La partie finale de cette chaîne porte un nom : c'est la transmission secondaire.

Sur un véhicule à une seule roue motrice, la tâche est simple. Dès qu'il y a plusieurs roues motrices, elle se complique. Il faut en effet transmettre le mouvement du moteur à deux roues dans la plupart des cas, à quatre assez souvent, parfois davantage ⁶. De plus, ces roues peuvent réagir différemment aux obstacles, elles doivent tourner à des vitesses différentes dans un virage, et certaines sont aussi directrices ⁶.

Pour répondre à ces contraintes, la transmission secondaire d'un véhicule à plusieurs roues motrices comprend en général un ensemble d'éléments bien identifiés ⁶. Dans la section suivante, tu les retrouveras selon l'architecture du véhicule : arbre de transmission, différentiel, arbres d'essieu, joints.

L'organisation de la transmission dépend de la position du moteur et des roues motrices. Quatre grandes architectures sont à connaître. Elles ont des abréviations d'origine anglaise que tu peux croiser dans la documentation technique.

C'est une solution très répandue depuis le début du XXe siècle ⁶. Le moteur est devant ; un long arbre de transmission longe tout le véhicule et rejoint le différentiel arrière ⁶. Il faut donc souvent prévoir un tunnel de transmission, sorte de bosse dans le plancher, côté habitacle ⁶. Les anglophones la nomment « FR » ⁶. Elle n'a pas disparu dans les années 2020 : elle équipe notamment la majorité des BMW et des Mercedes, et presque tous les tracteurs, agricoles ou routiers ⁶.

Cette architecture, que l'on appelle traction (« FF » chez les anglophones), se rencontre sur beaucoup de véhicules légers de puissance faible ou moyenne : Peugeot, Renault, Volkswagen et bien d'autres marques ⁶. Le plus souvent, aucun arbre de transmission n'est nécessaire : le différentiel fait partie du bloc moteur, et les arbres d'essieu, qu'on appelle aussi demi-arbres, partent de ce bloc vers les roues ⁶. Les roues avant étant aussi directrices, la transmission doit tolérer un angle variable entre l'axe des roues et celui des arbres d'essieu. Cette architecture n'a commencé à se diffuser qu'après l'invention du joint Tracta, en 1926 ⁶.

Les anglophones nomment cette variante « RR » ; c'est aussi une propulsion, puisque les roues arrière poussent ⁶. Elle ressemble à la traction par son montage : le plus souvent, pas d'arbre de transmission long, car le différentiel est dans le bloc moteur et les arbres d'essieu partent de ce bloc vers les roues ⁶. On la trouvait sur des véhicules légers très connus : Renault 4CV, Volkswagen Coccinelle, Combi Volkswagen ⁶.

Un véhicule à transmission intégrale (on dit aussi 4x4 ou 4WD) est équipé de deux systèmes de transmission distincts, un par essieu ⁶. Un seul moteur les entraîne tous les deux. Une boîte de transfert et un différentiel central les relient : ils les mettent en phase et partagent la puissance entre les deux essieux ⁶.

Une fois l'architecture identifiée, on regarde les organes eux-mêmes. Chacun répond à un problème précis rencontré entre le moteur et la roue.

Quand le véhicule en est équipé, elle se place avant la transmission secondaire, dont elle alimente l'entrée ⁶. Entre le moteur et la boîte se trouve l'embrayage : il permet d'accoupler ou de séparer les deux, pour démarrer en douceur et changer de rapport. Elle sert à choisir comment le couple et la vitesse du moteur sont adaptés aux roues, comme le dit la fonction générale d'une transmission ⁵.

Sur une propulsion à moteur avant, l'arbre de transmission va du moteur vers l'arrière jusqu'au différentiel ⁶. Sur une traction, ce sont les arbres d'essieu qui sortent du différentiel pour atteindre les roues ⁶. En contrôle, tu vérifies leur état, leur jeu et les protections qui les entourent.

Il permet aux roues motrices de tourner à des vitesses différentes en virage ⁶. Sur une propulsion à moteur avant, il se trouve à l'arrière ⁶ ; sur une traction, il est intégré au bloc moteur ⁶. Sur une transmission intégrale, un différentiel central répartit en plus la puissance entre les deux essieux ⁶. En classe, on étudie aussi des différentiels à engrenages coniques ³.

Certains organes servent à tolérer ce qui n'est pas parfait. Un accouplement élastique absorbe les chocs ⁵. Le joint de Cardan et le joint de Oldham permettent de relier deux arbres qui ne sont pas toujours bien dans l'axe l'un de l'autre ⁵. Sur les tractions, le joint de transmission accepte l'angle qui change quand les roues directrices tournent ⁶.

Un technicien doit à la fois comprendre le principe, lire un schéma et faire quelques calculs de rapport. Voici comment raisonner proprement, en gardant les unités sous les yeux.