Sauzeau Automobiles, pièces détachées pour Rolls-Royce et Bentley

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  • Les chiffres de production et les dates ne sont mentionnés qu'à titre indicatif, car ces éléments varient légèrement selon les sources.

Histoires de la climatisation

 

La climatisation (le chauffage et la réfrigération)

(Conférence pour le séminaire technique du R-R.E.C. de décembre 2000)

  1. Petit rappel historique
  2. Fonctionnement théorique du chauffage
  3. Fonctionnement théorique de la réfrigération
  4. Historique chez Rolls-Royce et Bentley
  5. Pannes et problèmes possibles

1. Petit rappel historique

La climatisation, au sens large, désigne les dispositifs de chauffage et de réfrigération utilisés pour créer et maintenir à l'intérieur de l'habitacle des véhicules les meilleures conditions de température et d'humidité. Son historique débute aux prémisses de l'automobile, et même avant. Pour l'anecdote, on pourra citer les chaufferettes et les dispositifs à catalyse d'essence comme étant les premiers systèmes de chauffage employés sur les voitures hippomobiles et automobiles. Toutefois, étant primitifs et autonomes, ils n'intéressent pas notre étude d'aujourd'hui, portant sur les appareils récupérant l'énergie calorifique du moteur. On ne doit pas oublier non plus que, même en l'absence de système de climatisation évolué, le renouvellement de l'air doit être réalisé dans l'habitacle, afin d'assurer les besoins dus à la respiration et à la transpiration des occupants, surtout à la saison chaude. D'une part la chaleur du groupe motopropulseur et des échappements se disperse partiellement vers l'habitacle, et d'autre part une grande quantité de chaleur pénètre par les surfaces vitrées, perméables aux rayons solaires mais imperméables aux radiations thermiques des garnitures de l'intérieur du véhicule. De la chaleur, mais dans de moindres proportions, communique aussi au travers des surfaces tôlées.

Ce n'est qu'au milieu des années trente que l'on vit apparaître des systèmes de chauffage utilisant les ressources propres de l'automobile pour fonctionner. Les premiers n'ont utilisé que l'air chaud soufflé par le ventilateur moteur. En France, les 402B Peugeot et Citroën Traction Avant furent les premières voitures de grande série à être pourvues d'un désembuage puis d'un chauffage. D'autres systèmes, le plus souvent œuvres d'accessoiristes, ont utilisé une dérivation des gaz d'échappement. À part sur les rares moteurs refroidis par air, qui bénéficient le plus souvent maintenant d'une ventilation forcée ou de carénage permettant de récupérer efficacement la chaleur (et parfois les odeurs…), le seul système ayant perduré jusqu'à nos jours est celui utilisant un radiateur auxiliaire.

De conception très récente, la réfrigération, on s'en doute, n'est apparue qu'un peu plus tard sur les véhicules. Comme bien souvent, le procédé a été mis au point de façon industrielle par la General Motors aux États Unis d'Amérique vers 1926. Son usage était alors domestique, c'était le fameux "Frigidaire". Il a été adapté à l'automobile, sur laquelle il est apparu au début des années quarante sur les Packard. On connaît la suite : dans les années soixante il était devenu presque systématique sur le marché américain, tandis qu'il a fallut attendre les années quatre vingt dix pour qu'il commence à sortir de sa marginalité sur les productions européennes autres que de très haut de gamme.

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2. Fonctionnement théorique du chauffage

L'air extérieur préalablement passé au travers d'un filtre qui en retient les plus grosses poussières, ou l'air intérieur dans le cas des dispositifs à recyclage total ou partiel largement employés sur les voitures qui nous intéressent, est poussé par la vitesse de la voiture au travers d'un radiateur auxiliaire monté sur une dérivation de la circulation d'eau du moteur où il s'échauffe. Un ventilateur électrique accélère éventuellement le débit. Il est ensuite distribué en divers points de la carrosserie et devant le pare-brise où il empêche la formation de buée. Le système comprend les éléments suivants :

  • des dérivations prélevant le liquide de refroidissement en haut des cylindres
  • au moins un robinet par radiateur auxiliaire, à commande manuelle, par câble, par dépression ou électrique
  • des canalisations rigides reliées aux points mobiles par des raccords souples
  • un (ou parfois plusieurs) radiateur auxiliaire, communément appelé "radiateur de chauffage", dans lequel circule le liquide de refroidissement du moteur lorsque le passage est ouvert par le (ou les) robinet. Un échange thermique se produit alors avec l'air destiné àl'habitacle
  • un (ou plusieurs) ventilateur destiné àaccélérer ou augmenter le débit de l'air dans le radiateur de chauffage. Il peut être à plusieurs vitesses commandées par un contacteur ou un dispositif de régulation automatique dans le cas des voitures récentes
  • des conduits destinés à canaliser l'air de chauffage dans et au dehors de l'habitacle
  • des volets destinés à doser, mélanger ou diriger l'air
  • un appareil permettant de piloter la climatisation, soit manuellement, par des commandes mécaniques, soit de façon asservie par des commandes pneumatiques ou électriques, soit enfin de façon thermostatique dans le cas des dispositifs modernes faisant appel largement à l'électromécanique ou à l'électronique

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3. Fonctionnement théorique de la réfrigération

Le fonctionnement de la réfrigération est fondé sur la propriété que possèdent les fluides de passer de l'état liquide à l'état gazeux en absorbant de la chaleur. Dans la vie courante, la démonstration de ce principe physique est souvent faite : si l'on est mouillé dans un courant d'air, on ressent une sensation de froid. Plus encore, si l'on dépose sur sa main une goutte d'un liquide très volatil, la sensation de froid sera encore plus flagrante.

Les fluides utilisés dans un système de conditionnement d'air sont très volatils : l'ammoniac, le dichlorodifluorométhane R12 (plus connu sous ses appellations commerciales de Freon ou de Forane), et aussi le nouveau gaz "écologique" R134a.

Un compresseur entraîné par une courroie porte le gaz frigorigène à haute pression. Ceci provoque une élévation de sa température. Au même moment, il passe dans le condenseur situé à l'avant du véhicule. Le fluide se refroidit alors, se condense, et passe de l'état gazeux à l'état liquide. Il traverse un filtre déshydrateur, afin de protéger l'intérieur du circuit de la corrosion, et éviter la formation de glace qui pourrait obstruer une quelconque soupape du système. Il est alors conduit dans le détendeur, qui fait baisser sa pression. Lorsque enfin il arrive dans l'évaporateur situé à l'entrée de l'habitacle, il récupère la chaleur de l'air le traversant et retourne à l'état gazeux ce qui le refroidit. Le compresseur aspire alors le réfrigérant gazeux et le cycle recommence. L'air pulsé par la marche de la voiture ou accéléré par un ventilateur traverse l'évaporateur et s'y refroidit avant de ressortir dans l'habitacle. La régulation peut être assurée par la vitesse ou la fréquence de fonctionnement du compresseur, l'ouverture d'une vanne pilotée, la vitesse et le débit des ventilateurs, ou un mélange de l'air rafraîchi avec de l'air à la température extérieure ou intérieure dans le cadre d'un fonctionnement en recyclage. D'ailleurs, aussi paradoxal que cela puisse sembler, on commence souvent par refroidir l'air destiné au dégivrage en saison froide, afin de faire diminuer son taux d'humidité et par voie de conséquence la buée indésirable dans la voiture.

Voici l'énoncé des éléments constitutifs :

  • un compresseur
  • des canalisations rigides et des raccords flexibles
  • un déshydrateur formant réservoir, appelé généralement bouteille
  • le condenseur
  • une vanne
  • un détendeur
  • un évaporateur
  • une valve de régulation de la pression, limitant la dépendance de cette dernière à la vitesse de rotation du compresseur et à la charge de l'évaporateur
  • comme pour le chauffage, des conduits destinés à canaliser l'air au-dedans et au dehors de l'habitacle et des volets destinés à doser, mélanger ou diriger l'air
  • l'appareil pilotant le système de réfrigération est commun au chauffage, si la voiture est réfrigérée depuis l'origine. Certains éléments supplémentaires sont toutefois indispensables tels les clapets et contacteurs de sécurité liés à la pression ou parfois à l'absence de gaz dans le système sur les modèles les plus récents

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4. Historique chez Rolls-Royce et Bentley

Les moteurs de ces voitures ayant toujours été refroidis par eau, les premiers chauffages montés furent à radiateur. Sous réserve de vérification, ils furent probablement montés par les carrossiers juste avant guerre sur quelques Wraith, Phantom III et Bentley 4¼ litres. Il est parfois difficile de distinguer un montage légèrement postérieur à 1945 d'un montage antérieur sur la voiture neuve. L'équipement utilisé était presque exclusivement de marque Smith. Sur les voitures sans séparation chauffeur il fut posé sur le tablier, alors que sur les voitures avec partition il fut parfois monté à l'avant du plancher du compartiment arrière.

C'est le même accessoire Smith, largement diffusé en Grande-Bretagne, qui équipa d'origine et comme second système additionnel les MKVI, Silver Dawn, Silver Wraith et Type R jusqu'en 1954. Pour rejoindre l'idée esquissée au premier chapitre, le fait que les chauffages n'aient été montés que tardivement sur les Rolls-Royce est Bentley ne remet pas en question l'attention toute particulière accordée à la ventilation des carrosseries habillant les châssis produits à Derby ou à Springfield. Des notes de service ou de petits livrets renfermant des préconisations destinées aux carrossiers chargés de l'habillage des châssis renferment de nombreux conseils très précis à ce sujet, particulièrement pour les conduites intérieures, il va sans dire.

Les MKVI, Silver Dawn et Silver Wraith des premières séries font appel à un dispositif de désembuage récupérant l'air en haut du radiateur, et le tiédissant un tout petit peu plus au moyen de petites résistances électriques.

À partir de 1955, les Silver Cloud et Type S sont systématiquement pourvues de deux systèmes indépendants, l'un pour le chauffage, l'autre pour le désembuage. Chacun a son radiateur, son robinet, son volet et son ventilateur à plusieurs vitesses. D'ailleurs, chaque aile avant se voit remplie par l'un des dispositifs. Les robinets d'eau et les volets d'air sont commandés par la dépression du moteur, système efficace qui est de nouveau employé à notre époque. Rapidement, la réfrigération devient une option possible, le marché américain en étant très demandeur.

En 1959, en même temps que le nouveau moteur à huit cylindres, les voitures sont équipées d'un chauffage plus complexe cette fois concentré dans la seule aile avant droite. Ce système fait appel à la recirculation de l'air, que l'on pourrait appeler aussi le "sur-chauffage". La réfrigération, offerte sur demande, est totalement intégrée et ne fait plus appel à des bouches déparant plus ou moins la plage arrière. Le système de climatisation des Silver Cloud II utilise largement des volets canalisant l'air pilotés électriquement. Les premiers modèles n'ont qu'un radiateur et qu'un robinet, mais le constructeur reviendra peu après à deux circuits de liquide totalement indépendants.

Il y a peu d'évolutions de principe sur les Silver Cloud III, hormis un nouveau routage des conduits, et un nouveau compresseur de réfrigération en aluminium remplaçant l'antique Tecumseh en fonte, extrêmement lourd.

En 1965, la Silver Shadow et la Type T se voient équipées d'un nouveau compresseur à trois pistons doubles commandés par une came rotative, beaucoup plus efficace. Rapidement la réfrigération sera montée d'office, le constructeur ayant jugé inutile de maintenir la version en étant dépourvue de moins en moins réclamée. Tout a déjà été inventé sur les modèles précédents, mais la climatisation du nouveau modèle est très largement dimensionnée et raffinée, au prix d'une complication évidente. Le nombre de petits actuateurs de commande en est une preuve marquante.

Sur les Camargue, Corniche contemporaines puis sur la Silver Shadow II et sa sœur T2, le constructeur va de nouveau innover en rendant automatique la régulation, et à deux niveaux s'il vous plaît, dans la tradition maintenant établie à Crewe. Années soixante-dix obligent, tout est électromécanique, c'est à dire fort compliqué. On retrouve bien sûr tous les composants assurant le chauffage et la réfrigération mais le conducteur n'a plus maintenant que trois contacteurs sur lesquels, hormis de commander éventuellement la position de dégivrage, il n'a plus besoin d'agir durant tout le voyage, l'automatisme assurant seul la régulation du débit et de la température. Le tableau de bord propose donc un sélecteur de mode : arrêt, dégivrage, ventilation lente, forte ou automatique et deux molettes de sélection des températures supérieures et inférieures. Cette régulation est assurée par deux chaînes de capteurs de températures intérieures et extérieures, agissant sur un servo commande basé sur le principe de l'équilibre des tensions. Le réglage de la ventilation est plus précis, les moteurs étant dorénavant alimentés par un hacheur, et non plus par des résistances limitant la gamme de régimes.

Seule modification en cours de production, les dernières Silver Shadow II se verront simplement pourvues d'un sélecteur permettant une meilleure maîtrise de la sortie de l'air par les bouches en façade ou sous le pare-brise.

Le système sera totalement repris sur la Silver Spirit et ses dérivés, à part des modifications mineures telles que la forme du robinet d'eau. Ce n'est que vers 1987 que le complexe dispositif électromécanique digne d'un flipper de la belle époque sera supprimé au bénéfice d'un circuit imprimé à puces, dorénavant bien perdu dans un environnement largement dimensionné pour la mouture précédente. Le compresseur sera aussi remplacé par un modèle plus léger, comme d'habitude !

Dernière évolution en date, avant l'adoption du système BMW, une multiplication des bouches de sorties, permettant plus facilement à des couples aux besoins calorifiques par trop différents de cohabiter.

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5. Pannes et problèmes possibles

Nous allons maintenant essayer de passer en revue de façon synthétique quelques pannes d'ordre général puis la plupart des problèmes rencontrés sur les Rolls-Royce et Bentley, en les énumérant modèle par modèle, ce qui augmentera notre compréhension de l'évolution des systèmes de climatisation.

5-a Pannes d'ordre général des systèmes de chauffage

  • fuite ou rupture d'une durite
  • fuite du radiateur due à l'affaiblissement des soudures du à leur dissolution par le refroidisseur
  • attention, dans certains cas, un chauffage qui ne fonctionne pas peut être l'indice d'un système de refroidissement du moteur défectueux (turbine de pompe à eau folle, par exemple)

5-b Pannes d'ordre général des systèmes de réfrigération

  • fuite du gaz frigorigène à un flexible, un joint ou au niveau de l'arbre du compresseur

5-c Voitures d'avant-guerre, MKVI, Silver Dawn, Silver Wraith, Type R équipées du chauffage de marque Smith

  • colmatage du radiateur du à des débris de corrosion provenant du bloc moteur
  • corrosion extérieure du radiateur due à une fuite ou à la présence stagnante d'eau dans sa cuvette de fixation lorsqu'il est monté au plancher sous le siège avant gauche
  • corrosion du moteur de ventilation
  • rupture du rhéostat de commande dont la platine est en porcelaine
  • blocage du robinet de commande à boisseau du au tartre. Parfois d'ailleurs, le chauffage ne fonctionne pas car on a simplement oublié de tourner le ou les robinets placés il est vrai sous le capot moteur !

5-d Silver Cloud et Type S

  • corrosion des gaines d'air en aluminium exposées à la boue pouvant s'accumuler sous les ailes
  • décomposition du caoutchouc constituant la tétine d'un robinet, ou la membrane d'un poumon de commande
  • obturation du circuit du fait de la décomposition d'un composant en aluminium
  • fuite d'un radiateur, aussi initialement en aluminium, et peu satisfait de ses collègues de travail pourvus de potentiels électriques par trop éloignés
  • cassure ou pincement d'une durite assurant le cheminement de la dépression du moteur
  • blocage d'un ventilateur du fait de la corrosion ou de feuilles d'arbres si un carrossier peu scrupuleux a oublié de remonter le filtre de prise d'air à l'avant de l'aile
  • blocage d'un volet du fait de la corrosion (axe en acier, volet en aluminium, bagues en bronze et "jus d'eau" en prime)

5-e Silver Cloud II et III et Type S2 et 3

  • branchement à l'envers du ventilateur inférieur destiné à aspirer et non à souffler dans l'habitacle
  • colmatage par la poussière du filtre d'aspiration du ventilateur nommé plus haut
  • blocage d'un moteur de ventilation du fait de la corrosion ou d'un levage au cric malheureux ayant déformé son carter extérieur
  • détérioration par la corrosion du carter ou décomposition de la membrane en caoutchouc d'un robinet de chauffage
  • panne ou mauvais branchement d'un micro moteur de commande (actuateur)
  • blocage d'un volet
  • casse au niveau du moyeu d'une hélice de ventilateur en plastique
  • panne ou mauvais branchement d'un roto-contacteur de commande
  • fuite d'un radiateur de chauffage

réfrigération :

  • rupture de l'embiellage du compresseur de réfrigération Tecumseh

5-f Silver Shadow, Type T et dérivés contemporains

  • détérioration par la corrosion du carter ou décomposition de la membrane en caoutchouc d'un robinet
  • décomposition du filtre à poussières et à pollen placé sous la grille d'auvent, rongé par le soleil
  • panne du double roto-contacteur de commande
  • panne d'un micro-moteur de commande (actuateur)
  • ventilateur bruyant du fait de l'affaissement ou du décollement de ses supports en caoutchouc

réfrigération :

  • fuite importante de la vanne de réfrigération due à la déformation de sa culasse en zamac (une grande classique !)
  • fuite du compresseur de climatisation, généralement au niveau des flasques avant et arrière
  • détérioration d'une diode du circuit électrique de commande
  • colmatage du filtre du détendeur
  • détérioration de l'embrayage du compresseur (généralement annonciatrice du grippage de ce dernier)

5-g Silver Shadow II, Type T2 et dérivés contemporains (en plus des problèmes de la première version, bien entendu)

  • panne d'un relais de servo commande, appelé module
  • panne du régulateur ou du séquenceur de courant
  • détérioration du servo commande (rupture d'un pignon en matière plastique)

5-h Silver Spirit et Mulsanne après 1987 environ

  • panne de la carte imprimée de régulation (elle peut alors être utilisée à titre décoratif sur le manteau d'une cheminée)
  • oxydation perforante des soudures des embouts de flexibles en aluminium (problème inédit inventé spécialement pour nous par notre constructeur préféré)

5-i Divers

Pour tous les modèles depuis la Type R, nous pouvons aussi rajouter à cette longue liste l'absence de fonctionnement du dégivrage de la lunette arrière, généralement due à la rupture d'un fil lors d'une dépose de la glace

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