COURS D’ÉLECTRICITÉ AUTOMOBILE, 3ÈME ANNÉE, OPTION MÉCANIQUE AUTOMOBILE
Edition 2025 / Enseignement primaire, secondaire et technique en RDC
Préliminaires
Objectifs Généraux du Cours
Ce manuel d’Électricité Automobile pour la 3ème année (anciennement 5ème année technique) vise à doter l’apprenant des compétences fondamentales nécessaires à la maintenance des circuits électriques classiques des véhicules. L’objectif principal est de permettre à l’élève d’identifier le principe de fonctionnement des équipements, de réaliser une juste appréciation de leurs possibilités d’utilisation et de maîtriser les méthodes de contrôle. À l’issue de ce programme, le futur technicien devra être capable de déceler, localiser et remédier aux avaries électriques courantes sur les circuits de charge, de démarrage, d’allumage et d’éclairage sans assistance extérieure.
Approche Pédagogique et Méthodologique
L’enseignement de cette matière adopte une approche utilitaire adaptée à la finalité professionnelle, excluant les formulations mathématiques complexes au profit de l’expérimentation. La méthodologie repose sur l’alternance entre exposés théoriques et démonstrations pratiques en atelier, utilisant le matériel de garage adéquat tel que le multimètre et le banc d’essai. Les leçons s’appuient sur l’analyse de schémas réels et la manipulation d’organes défectueux pour développer le raisonnement logique de diagnostic.
Consignes de Sécurité et d’Hygiène
L’intervention sur les circuits électriques automobiles impose le respect strict des normes de sécurité pour prévenir les courts-circuits et les incendies, fréquents sur les véhicules mal entretenus. L’élève doit systématiquement déconnecter la batterie avant toute intervention majeure et manipuler l’électrolyte (acide sulfurique) avec des équipements de protection individuelle appropriés. La gestion des déchets, notamment les batteries usagées contenant du plomb, doit se faire selon les protocoles environnementaux en vigueur pour éviter la contamination des sols.
Bibliographie et Références Techniques
Le contenu s’aligne rigoureusement sur le Programme National de Mécanique Automobile de la RDC et intègre les directives techniques des manuels d’atelier. Les références incluent les ouvrages classiques de technologie automobile, les fiches techniques des équipementiers comme Bosch, et les guides de réparation utilisés dans les concessions locales.
PARTIE 1 : FONDAMENTAUX ÉLECTRIQUES, STOCKAGE ET PRODUCTION D’ÉNERGIE ⚡
Cette première partie consolide les acquis de physique pour les appliquer spécifiquement à l’environnement automobile. Elle traite des lois régissant le courant continu et alternatif, indispensables pour comprendre la génération d’énergie à bord. L’étude approfondie de la batterie d’accumulateurs, cœur du système électrique, prépare l’élève à gérer les problèmes de stockage d’énergie, particulièrement critiques dans les zones à fortes variations climatiques comme le Kongo Central ou le Haut-Katanga. Cette section pose les bases du diagnostic électrique par la maîtrise des mesures et des principes de conversion d’énergie.
Chapitre 1 : Révision des Notions de Base Appliquées à l’Automobile
1.1 Grandeurs électriques et Loi d’Ohm
La maîtrise des relations entre tension, intensité et résistance est le prérequis absolu pour tout diagnostic. Ce sous-chapitre rappelle la loi d’Ohm et son application concrète sur les consommateurs du véhicule, comme le calcul de la résistance d’une ampoule de phare ou d’une lunette dégivrante.
1.2 Lois de Kirchhoff et couplage des résistances
L’analyse des circuits série et parallèle permet de comprendre la répartition des tensions et des courants dans le faisceau électrique. L’étude se focalise sur les diviseurs de tension et les conséquences d’une mauvaise masse sur le châssis, source fréquente de pannes « fantômes ».
1.3 Puissance électrique et Effet Joule
Le dimensionnement des fusibles et des câbles dépend de la puissance des consommateurs. Cette section explique comment l’énergie électrique se transforme en chaleur ou en lumière, et comment prévenir les surchauffes dans les faisceaux surchargés des minibus de transport en commun à Kinshasa.
1.4 Utilisation du Multimètre en atelier
La pratique de la mesure est standardisée : voltmètre en parallèle pour la tension, ampèremètre en série pour le courant, et ohmmètre hors tension pour la continuité. L’accent est mis sur l’interprétation des valeurs affichées pour valider l’état d’un circuit.
Chapitre 2 : Le Courant Alternatif et la Génération
2.1 Principe de génération du courant alternatif
Bien que le véhicule utilise du courant continu, la production initiale par l’alternateur est alternative. L’étude de l’induction électromagnétique et de la rotation d’un aimant devant une bobine explique la création de la force électromotrice.
2.2 Caractéristiques du courant monophasé et triphasé
La distinction entre les différents types de courants alternatifs permet de comprendre l’architecture interne des alternateurs modernes. L’analyse des sinusoïdes, de la fréquence et de la période prépare à l’étude du redressement.
2.3 Circuit R.L.C. et notion de puissance
L’introduction aux comportements des résistances, inductances et condensateurs en régime alternatif éclaire le fonctionnement des filtres antiparasites et des régulateurs. La notion de puissance efficace est abordée pour dimensionner les équipements.
2.4 Redressement du courant
La conversion du courant alternatif en continu via les diodes est abordée théoriquement. Ce processus est vital pour rendre l’énergie produite par l’alternateur compatible avec la batterie et les consommateurs électroniques du bord.
Chapitre 3 : La Batterie d’Accumulateurs
3.1 Constitution et principe chimique
La batterie au plomb-acide reste le standard automobile. Ce point détaille la réaction électrochimique réversible entre les plaques de plomb et l’électrolyte qui permet le stockage et la restitution de l’énergie électrique.
3.2 Caractéristiques électriques (Capacité et Courant de démarrage)
Le choix d’une batterie de remplacement nécessite la compréhension des indications sur le bac (Ah et A). L’élève apprend à sélectionner une batterie adaptée aux exigences du moteur, notamment pour les démarrages à froid dans les régions d’altitude comme le Kivu.
3.3 Méthodes de contrôle et d’entretien
Le diagnostic de l’état de santé de la batterie passe par l’usage du pèse-acide et du voltmètre. Les procédures de nettoyage des bornes sulfatées et de mise à niveau de l’électrolyte sont détaillées pour prolonger la durée de vie du composant.
3.4 Techniques de charge
La recharge d’une batterie déchargée exige des précautions spécifiques pour éviter l’explosion ou la détérioration des plaques. Les différents modes de charge (lente, rapide) et l’utilisation des chargeurs d’atelier sont enseignés.
Chapitre 4 : Protection et Distribution du Courant
4.1 Les fusibles et coupe-circuits
Le rôle du fusible comme élément sacrificiel de protection est analysé. L’identification des différents calibres et types (lame, cartouche) permet à l’élève de remplacer correctement un fusible grillé sans risquer l’incendie du faisceau.
4.2 Les relais électromagnétiques
Le relais permet de commander des puissances importantes avec un courant de commande faible, préservant les interrupteurs du tableau de bord. L’étude de son fonctionnement interne et de son brochage standard est essentielle pour le câblage des accessoires.
4.3 Les interrupteurs et commutateurs
La diversité des organes de commande, du simple bouton poussoir au commodo multifonction, est explorée. Les techniques de test de continuité permettent de valider le fonctionnement des commandes manuelles.
4.4 Le faisceau électrique et les connecteurs
La qualité des connexions est garante de la fiabilité du système. Ce sous-chapitre traite de l’identification des câbles par codes couleurs, de la réparation des connecteurs oxydés et de la réfection des masses châssis.
PARTIE 2 : DÉMARRAGE ET ALLUMAGE DU MOTEUR THERMIQUE 🚗
Cette partie centrale aborde les systèmes critiques permettant la mise en marche et le fonctionnement autonome du moteur à combustion. Le circuit de démarrage, gros consommateur d’énergie, nécessite une maintenance rigoureuse des contacts et des organes mécaniques. Le système d’allumage classique, bien que techniquement ancien, reste un sujet d’étude fondamental en 3ème année pour comprendre la synchronisation de l’étincelle et le cycle moteur, compétences toujours requises sur le parc automobile mixte de la RDC.
Chapitre 5 : Le Circuit de Démarrage
5.1 Principe et schéma de principe
Le circuit de démarrage doit vaincre les résistances passives du moteur thermique. L’analyse du schéma électrique met en évidence le trajet du courant de forte intensité depuis la batterie jusqu’au démarreur, sans passer par le Neiman.
5.2 Le solénoïde (Relais de démarreur)
Le solénoïde joue un double rôle : interrupteur de puissance et actionneur mécanique du pignon lanceur. L’étude de ses enroulements d’appel et de maintien permet de diagnostiquer les pannes de « clac-clac » fréquentes au démarrage.
5.3 Câblage et chute de tension
La résistance des câbles de puissance et des connexions peut empêcher le démarrage. Les méthodes de mesure de la chute de tension en ligne sous action démarreur sont enseignées pour localiser les résistances parasites.
5.4 Sécurités de démarrage
Les dispositifs interdisant le démarrage (contacteur d’embrayage, position neutre sur boîte auto) sont intégrés à l’étude du circuit de commande pour comprendre les conditions logiques requises pour l’actionnement.
Chapitre 6 : Technologie du Démarreur
6.1 Moteur électrique à courant continu série
Le démarreur est un moteur série offrant un couple énorme au démarrage. L’analyse de l’induit, de l’inducteur et du collecteur explique comment l’énergie électrique est convertie en force mécanique rotative.
6.2 Mécanisme d’accouplement (Lanceur)
Le système de roue libre et de fourchette permet d’engrener le pignon sur la couronne du volant moteur et de le désengager dès que le moteur tourne. L’étude de l’usure de ces pièces mécaniques est cruciale pour la maintenance.
6.3 Démarreurs à réducteur
L’évolution technologique vers des démarreurs plus compacts et rapides grâce aux trains épicycloïdaux est abordée. Cette technologie, fréquente sur les véhicules importés d’Asie, nécessite des procédures de révision spécifiques.
6.4 Contrôle et remise en état du démarreur
L’atelier pratique couvre le démontage complet, le nettoyage, le remplacement des balais (charbons) usés et le tournage du collecteur. Les tests à vide et en charge valident la réparation avant remontage sur le véhicule.
Chapitre 7 : Circuit d’Allumage Classique (Rupteur)
7.1 Principe de l’allumage par batterie-bobine
L’allumage doit provoquer la combustion du mélange air-essence au moment précis. Le principe de la création de la haute tension par induction mutuelle et rupture du circuit primaire est décortiqué.
7.2 La bobine d’allumage
Transformateur élévateur de tension, la bobine est l’élément central. L’étude des enroulements primaire et secondaire, ainsi que le contrôle des résistances internes, permet de vérifier sa conformité.
7.3 Le rupteur et le condensateur
Le rupteur mécanique commande le moment de l’étincelle, tandis que le condensateur protège les contacts et accélère la rupture de flux. Le réglage de l’écartement des vis platinées est une compétence pratique essentielle.
7.4 Le distributeur (Delco)
La distribution de la haute tension vers les bougies selon l’ordre d’allumage est assurée par le doigt et la tête d’allumeur. L’inspection de ces pièces pour déceler les fissures ou l’oxydation fait partie de l’entretien courant.
Chapitre 8 : Maintenance de l’Allumage et Avance
8.1 Les bougies d’allumage
Interface finale du système, la bougie doit résister à des conditions extrêmes. L’analyse de l’aspect des électrodes (couleur, dépôts) fournit des indices précieux sur la qualité de la combustion et l’état du moteur.
8.2 L’avance à l’allumage (Centrifuge et à Dépression)
Le point d’allumage doit varier selon le régime et la charge du moteur. L’étude des mécanismes de correction centrifuge (masselottes) et à dépression (capsule) permet de comprendre l’optimisation des performances moteur.
8.3 Calage de l’allumage
La procédure de réglage du point d’allumage initial, à la lampe stroboscopique ou à la lampe témoin, est pratiquée pour assurer un fonctionnement moteur optimal et limiter la pollution.
8.4 Diagnostic des pannes d’allumage
La recherche méthodique de l’absence d’étincelle ou des ratés d’allumage s’appuie sur une logique d’élimination, du circuit basse tension vers le circuit haute tension, en utilisant l’oscilloscope pour visualiser les signaux.
PARTIE 3 : ÉCLAIRAGE, SIGNALISATION ET ACCESSOIRES 💡
La dernière partie couvre les systèmes assurant la sécurité active et le confort du véhicule. L’éclairage et la signalisation sont vitaux sur les routes nationales congolaises, souvent dépourvues d’éclairage public. L’élève apprend à maintenir ces circuits en conformité avec le code de la route. Les accessoires de confort, comme les essuie-glaces, sont également traités pour garantir la visibilité lors des fortes pluies tropicales. L’accent est mis sur la lecture de schémas pour naviguer dans des faisceaux de plus en plus denses.
Chapitre 9 : Le Circuit d’Éclairage
9.1 Feux de position et de croisement
Le circuit de base de l’éclairage avant et arrière assure la visibilité du véhicule. L’étude des normes de puissance des ampoules et du câblage via les commutateurs et relais est réalisée sur maquette et véhicule.
9.2 Feux de route et appel de phares
Les projecteurs longue portée nécessitent une commutation spécifique. Le fonctionnement de l’inverseur croisement/route et le réglage de la hauteur des phares avec un régloscope sont abordés pour éviter l’éblouissement des autres usagers.
9.3 Éclairage intérieur et de tableau de bord
L’alimentation des lampes témoins et de l’éclairage d’habitacle passe souvent par des rhéostats. La recherche de pannes sur ces circuits, souvent liée à des fusibles ou des contacteurs de porte, est un exercice fréquent.
9.4 Types de lampes et évolution technologique
La transition des lampes à incandescence vers les halogènes, et l’introduction aux technologies Xénon ou LED (bien que plus avancées), permet à l’élève de connaître les précautions de manipulation spécifiques à chaque type.
Chapitre 10 : Le Circuit de Signalisation
10.1 Les indicateurs de direction (Clignotants)
Le fonctionnement de la centrale clignotante (thermique ou électronique) et du commutateur de détresse est étudié. Le diagnostic des cadences de clignotement rapides (ampoule grillée) est un cas pratique classique.
10.2 Les feux stop et de recul
Ces feux de sécurité sont commandés par des contacteurs mécaniques (pédale de frein, boîte de vitesses). Le réglage et le remplacement de ces contacteurs soumis à rude épreuve sont enseignés.
10.3 L’avertisseur sonore (Klaxon)
Obligatoire et très sollicité en circulation urbaine, le klaxon fonctionne par vibration électromagnétique. Le réglage de la tonalité et la vérification du relais de commande font partie des compétences visées.
10.4 Témoins d’alerte au tableau de bord
L’interprétation et le contrôle des circuits des témoins de pression d’huile, de charge batterie et de température moteur sont essentiels pour prévenir les casses moteur graves.
Chapitre 11 : Les Accessoires de Visibilité et Confort
11.1 Le circuit d’essuie-glace
Le moteur d’essuie-glace intègre des vitesses multiples et un retour automatique à zéro. L’analyse du schéma de connexion du moteur et du commutateur permet de dépanner les arrêts intempestifs des balais.
11.2 Le lave-glace électrique
La pompe de lave-glace, simple moteur DC, est étudiée dans son circuit de commande. L’entretien des gicleurs et des durites assure une visibilité correcte sur les pistes poussiéreuses.
11.3 La ventilation et le chauffage
Le moteur de soufflante d’habitacle et ses résistances de variation de vitesse sont des éléments sujets aux pannes. L’élève apprend à tester le bloc de résistances en cas de perte de vitesses intermédiaires.
11.4 Accessoires divers (Allume-cigare, Dégivrage)
L’étude des circuits de puissance pour les accessoires énergivores comme la lunette dégivrante ou l’allume-cigare met en évidence l’importance des relais temporisés et des protections thermiques.
Chapitre 12 : Diagnostic et Lecture de Schémas
12.1 Symbolisation électrique normalisée
La lecture fluide des schémas repose sur la connaissance des symboles DIN et ISO. Ce sous-chapitre recense les représentations graphiques des composants étudiés pour permettre le décodage des plans constructeurs.
12.2 Typologie des schémas électriques
L’élève apprend à distinguer et utiliser les différents types de schémas : schéma de principe pour comprendre le fonctionnement, schéma de câblage pour localiser les connexions, et schéma d’implantation pour situer les organes.
12.3 Méthodologie de recherche de pannes
L’élaboration d’un arbre de diagnostic logique est formalisée : constatation du défaut, hypothèses, vérifications (alimentation, masse, composant), et validation de la réparation. Cette rigueur est la clé de l’efficacité professionnelle.
12.4 Utilisation de la documentation technique
Savoir extraire l’information pertinente d’une revue technique ou d’un manuel d’atelier est une compétence transversale. L’élève s’exerce à retrouver les valeurs de référence et les codes couleurs pour un véhicule donné.
Annexes
Glossaire des Termes Électriques
Un lexique bilingue (français/anglais technique) définissant les termes clés comme « Ampérage », « Impédance », « Court-circuit », ou « Masse », facilitant la compréhension des manuels techniques souvent non traduits.
Symboles Graphiques Usuels (Norme DIN 40900)
Un tableau récapitulatif des symboles électriques standardisés utilisés dans l’industrie automobile allemande et internationale, servant de référence rapide lors des exercices de lecture de plans.
Tableau des Fusibles et Câbles
Un guide de référence indiquant les codes couleurs standard des fusibles plats (ATO) et leurs ampérages correspondants, ainsi qu’un abaque de sélection de section de câble en fonction du courant et de la longueur pour les réparations de faisceau.