Le thermostat de moteur est un composant essentiel des circuits de refroidissement des engins de chantier. Il régule la température du liquide de refroidissement et permet au moteur de monter rapidement en température lorsqu'il est froid, puis de maintenir une température optimale une fois celle-ci atteinte. Le système repose sur une soupape de dérivation automatique et un cylindre de charge à cire qui ajustent en continu le flux de liquide vers le radiateur ou en circuit fermé.

Pourquoi le circuit de refroidissement est essentiel pour les moteurs d'engins

Lors du démarrage, le moteur doit atteindre rapidement une température de fonctionnement efficace pour éviter une consommation excessive de carburant. Toutefois, passé la barre des 120°C, certaines pièces du moteur commencent à se dégrader. Le circuit de refroidissement maintient donc la température entre 75 et 95°C environ, en acheminant les calories vers le radiateur pour les rejeter dans l'air.

Le thermostat joue le rôle de contrôleur de température : il s'ouvre et se ferme en fonction de la température du moteur, laissant ainsi circuler ou non le liquide de refroidissement dans l'ensemble du circuit. Ce système de régulation assure à la fois une montée en température rapide et une protection contre la surchauffe.

Comment fonctionne la soupape de dérivation automatique

Le thermostat se compose de plusieurs éléments clés :

  • Soupape principale (soupape primaire) : contrôle le flux de liquide de refroidissement vers le radiateur. À mesure que la température augmente, la soupape s'ouvre progressivement et permet à davantage de liquide de circuler vers le radiateur, où il est refroidi.
  • Soupape de dérivation (soupape secondaire) : lorsqu'elle est ouverte, le liquide de refroidissement contourne le radiateur et circule en circuit fermé. À mesure que la température augmente, elle commence à se fermer, dirigeant ainsi le liquide vers le radiateur.
  • Cylindre de charge : rempli de cire qui fond lorsque la température du liquide de refroidissement augmente. La fonte de la cire provoque la fermeture de la soupape de dérivation et l'ouverture de la soupape principale.
  • Ressorts : un ressort principal ramène la soupape en position fermée lorsque la température diminue ; un ressort secondaire permet à la tige du cylindre de charge de se rétracter jusqu'à un point défini.

Principe de la cire à expansion et réponse proportionnelle

Le cylindre de charge contient de la cire avec un point de fusion prédéfini. Cette cire change d'état de solide à liquide à environ 80°C dans la plupart des systèmes de refroidissement. Après le changement d'état, la cire liquide occupe plus d'espace que lorsqu'elle était solide. Une tige insérée dans le cylindre de charge est alors poussée vers l'extérieur de manière linéaire, car il n'y a plus de place pour elle dans le cylindre.

Cette tige pousse la soupape de dérivation à se fermer tout en ouvrant la soupape principale. La température du moteur contrôle ainsi directement le mouvement de la tige et, par conséquent, la quantité de liquide de refroidissement envoyée au radiateur ou contournant celui-ci.

Le thermostat possède une conception de réponse proportionnelle : la température du liquide de refroidissement détermine dans quelle mesure le thermostat s'ouvre ou se ferme. C'est une boucle de rétroaction continue. Lorsque la température est supérieure à 80°C, le liquide est envoyé au radiateur ; lorsqu'elle est inférieure à 80°C, le liquide contourne le radiateur.

Circuit de refroidissement complet : composants et flux

Le circuit de refroidissement d'un engin de chantier comprend plusieurs éléments qui assurent la circulation et le refroidissement du liquide :

  • Durits : tuyauteries permettant au liquide de circuler entre les différents composants.
  • Radiateur de refroidissement : permet au liquide chaud de se refroidir grâce aux flux d'air extérieurs. Des ventilateurs diffusent l'air dans le radiateur pour accélérer le refroidissement.
  • Pompe à eau : accélère le débit de liquide dans le circuit pour assurer une circulation rapide et efficace.
  • Calorstat (thermostat) : valve qui contrôle la circulation du liquide de refroidissement en fonction de la température.
  • Liquide de refroidissement : composé d'eau, de glycol et d'additifs qui évitent le gel et l'ébullition, assurant ainsi un fonctionnement fiable dans toutes les conditions climatiques.

Lorsque le moteur est arrivé à température idéale, le calorstat s'ouvre pour permettre au liquide d'accéder au radiateur. Le liquide sort alors chaud du bloc moteur, est envoyé vers le radiateur qui le refroidit, puis repasse par le circuit du bloc moteur pour le maintenir à une température optimale d'environ 90°C.

Détails techniques et entretien du thermostat

Le thermostat comporte également un joint ou joint d'étanchéité pour empêcher toute fuite au-delà de la soupape principale. Le siège où repose le joint doit être propre pour assurer une étanchéité efficace. Certains thermostats disposent d'une purge d'air utilisée pour éliminer l'air du système de refroidissement. Il est important de s'assurer que cette purge est orientée vers la position la plus haute possible lors de l'installation, car c'est là que l'air se rassemble.

Le circuit de refroidissement constitue souvent l'une des premières causes de panne sur les engins de chantier. Un contrôle régulier est nécessaire, notamment avant les départs en vacances et les longs trajets. Le tableau de bord de l'engin permet de contrôler la température du moteur grâce à une aiguille qui indique le niveau de température. Lorsque celle-ci monte à son maximum, c'est le signal d'une surchauffe nécessitant une intervention immédiate.

Pour en savoir plus sur les systèmes auxiliaires des moteurs, consultez notre dossier sur les systèmes de lüfterregelung hydrauliques et électriques et l'article sur les refroidisseurs d'huile dans les circuits hydrauliques.