Tout savoir sur le refroidissement

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Tout savoir sur le refroidissement

Une petite canicule, une longue période sur autoroute ou quelques bouchons estivaux et voilà le voyant de température qui monte irrémédiablement vers la zone rouge. Il est alors temps de se pencher sur le circuit de refroidissement dans son ensemble. Dans cet article, nous aborderons en premier le changement de faisceau chez un spécialiste, puis nous passerons en revu les éléments qui peuvent être la cause une surchauffe.

Le démontage du radiateur de l’auto ne pose pas de problème particulier. Sitôt arrivé chez notre spécialiste, il est placé sur un portique qui permet de le placer dans toutes les positions.

L’objectif est de démonter au chalumeau un à un tous les éléments du radiateur : joues, boites à eau supérieure et inférieure et faisceau.

L’étain qui colle l’ensemble passe en phase molle à 160°C et fond complètement à 230°C. Une brosse métallique permet de chasser l’étain au fur et à mesure qu’il fonde.

Voici la première boite à eau qui est démontée.

On découvre les entrailles du faisceau qui est bien encrassé. Il s’agit ici déjà d’un radiateur « Afrique » à quatre rangs. Ceux prévus pour l’Europe ne possèdent que trois rangs pour un refroidissement inférieur d’environ 20 %.

Nous continuons le démontage par le boitier supérieur.

Voici le faisceau seul. À ce stade, soit on entreprend un nettoyage de chacun des tubes individuellement, soit on change le faisceau. Vu temps passé et le coût de la main-d’œuvre, le nettoyage n’est généralement pas rentable.

Il est temps de s’occuper des boites à eau que l’on trempe dans un bain d’acide quelques minutes.

Puis, on les rince au nettoyeur haute pression.

Voici nos boites à eau toutes propres. On peut alors les inspecter pour chercher des traces de perforations par électrolyse ou cavitation. Ce sont de micros-fissures qui laissent échapper de l’eau ou de la vapeur. Pas de soucis dans notre exemple.

Un passage à la brosse métallique assure un état de surface parfait pour le futur collage à l’étain. Sur notre exemple, les tubulures sont brasées donc elles ne réclament aucune intervention hormis un contrôle visuel.

Voici notre faisceau neuf. Il comporte bien quatre rangs de tubes dans sa profondeur.

Le nouveau faisceau est installé sur notre portique. Un carton protège les ailettes.

La première intervention consiste à boucher les tubes des rangs extérieurs. La majorité des fuites viennent de cette zone qui subit les contraintes de déformations. En fait, si vous regardez bien, un autre rangé de tubes est condamné en dehors de la boite à eau. Ainsi, ce sont deux rangées de tubes qui sont inutilisées de chaque côté.

Le collage se fait à l’étain. La principale maladie professionnelle de ce métier est donc le saturnisme. Il faut travailler sous aération forcée.

Voici notre premier rang colmaté. Il en sera de même des quatre côtés.

La boite à eau est maintenue en place grâce à un serre-joint.

Après avoir déposé de l’antioxydant, l’étamage commence.

Il faut deux passages pour bien remplir les gorges.

Voici notre première boite à eau en place.

Et la deuxième.

Sitôt les boites collées, le radiateur est équipé de bouchons spéciaux pour un épreuvage sous pression dans l’eau. C’est à ce moment que l’on découvre s’il y a des fuites.

Pas de fuite. On peut installer les joues de radiateur qui ont eu droit à un petit séjour dans un bain de soude.

Le portique permet de travailler dans la position ou par gravité, l’étain va assurer un bon collage en s’immisçant partout.

La plaque de contact reçoit une bonne dose d’étain.

Une fois terminées, les « soudures » sont nettoyées pour enlever les résidus d’antioxydant.

Voilà l’état de surface définitif.

Notre radiateur est presque prêt. Plus que quelques finitions.

Avec une clef à tube et un marteau, les tubulures sont remises en état.

Un petit passage à la brosse métallique ne fait pas de mal pour l’esthétique.

Les trop-pleins de soudure sont meulés.

À la main, chaque ailette est remise droite.

Une peinture noire est appliquée au pistolet. Une couche fine permet de garder un bon échange thermique.

Notre radiateur est terminé. Il n’y a plus qu’à le monter.

Ailettes droites ou maccord ?

Chez les spécialistes des études thermiques, la capacité d’un radiateur à évacuer les calories se mesure en surface d’ailettes exprimée en mètre carré. Ainsi, lorsque l’on rajoute une rangée de tubes comme dans notre cas, on augmente surtout la surface d’ailettes associées. Ce sont elles qui favorisent l’échange thermique.

Le faisceau maccord (avec les ailettes en accordéon) que l’on trouve d’origine chez tous les constructeurs automobiles est le plus efficace, car c’est celui qui présente la plus grande surface d’ailettes entre deux tubes. Pour nos 4×4, il a pour principal inconvénient de s’encrasser facilement (insectes, boues) et d’être fragile lors du passage d’un nettoyeur haute pression (attention au sens de projection de l’eau).

Pour limiter les problèmes d’encrassement, il existe les faisceaux à ailettes droites (avec tubes en ligne ou en quinconce). Ils refroidissent environ vingt pour cent moins que les faisceaux maccord, mais sont moins sensibles au passage du Karcher. Du coup, il est parfois judicieux d’installer un quatrième rang, mais en faisceau droit. Le bilan thermique du radiateur sera très proche de celui de l’origine, mais offrira une meilleure capacité à l’encrassement et au nettoyage haute pression. Utile pour ceux qui prévoient de passer du temps dans la boue.

Réparation d’urgence :

Sachez de suite que les produits antifuite pour radiateurs boucheront peut-être votre fuite, mais également tous les tubes du faisceau. Leur usage est à proscrire tout comme le piment ou le blanc d’œuf qui feront plus de mal que de bien.

Il vaut mieux envisager une réparation mécanique d’autant que la pression d’usage d’un radiateur ne dépasse pas 1,1 bar. Voici deux des réparations les plus courantes : la casse d’une pale de ventilo et la projection de cailloux.

La casse d’une pale de ventilo :

Il arrive assez souvent que les pales de ventilo cassent et finissent leur course dans le radiateur (ici, un gros coup de marteau).

Pas de soucis, il suffit de redresser le tube à l’aide d’un tournevis.

Avec une lampe à souder, celle qui est idéale pour allumer un feu en toute circonstance pour le bivouac, vous chauffez de l’étain (présent dans votre lot de bord) comme pour faire fondre une bougie de cire afin que l’étain tombe sur le tube endommagé.

Avec un peu de pratique, vous comblez tout l’espace autour du tube qui a été abimé.

La projection d’une pierre :

Ici, notre faisceau est percé pour de bon (un coup de tournevis).

Il est possible de l’écraser avec une pince afin de le fermer au maximum puis de lui appliquer de l’étain pour boucher le trou. Les résines métal fonctionnent aussi très bien. Un simple bout de liège fera aussi l’affaire si vous avez préparé la forme du trou. L’essentiel étant de vraiment préférer une réparation mécanique.

Le radiateur n’est qu’un élément du circuit.

Plusieurs éléments peuvent être la cause d’une surchauffe :

La pompe à eau est entrainée par une courroie qui est peut être cassée ou desserrée. Elle peut elle-même être défectueuse ou encrassée. Par sécurité, on peut la changer tous les deux changements de courroies de distribution, car l’accès est alors optimum.

Vérifier que les pales ne sont pas endommagées. Les pales de ventilateur existent en plusieurs modèles. Avec plus ou moins de pales et même avec un pas différent. Chercher du côté des versions « Afrique » de votre modèle. À noter que l’usage du venturi de radiateur augmente énormément le fonctionnement du ventilateur. C’est une erreur de l’enlever.

Le bouchon de radiateur sert de soupape pour le vase d’expansion. Un mauvais état et votre circuit ne monte plus en pression. Le liquide de refroidissement aura alors tendance à bouillir beaucoup plus tôt. D’origine, le tarage est à 0,9 bar, mais sachez que pour les versions « Afrique » Toyota monte à 1,1 bar. Ce sont ces bouchons-là qu’il faut trouver pour votre auto.

Un liquide de refroidissement de qualité possède un point d’ébullition très élevé (120-140°C) ainsi qu’un point de gel très bas (-65°C mini). À noter que la lessive St Marc est excellente pour laver un circuit de refroidissement. Rouler avec une demi-journée avant une purge est une bonne solution pour tout nettoyer.

Le thermostat permet au moteur de monter rapidement en température et ainsi de moins consommer et de moins s’user. S’il reste fermé, il peut être la cause d’une surchauffe. Par contre, nous déconseillons de l’enlever, même par forte chaleur, car il régule le débit de circulation du circuit. Là aussi, il existe chez Toyota plusieurs modèles qui ouvrent plus tôt ou plus tard de 72°C à 88°C.

Le viscocoupleur est une invention géniale qui utilise la dilatation du silicone pour faire tourner plus ou moins les pales du ventilateur en fonction de la température de l’air qui s’échappe du radiateur. Pour le tester, après un long trajet sur autoroute, les pales de ventilateur devraient être solidaires du viscocoupleur. Pour info, un système de ventilation à viscocoupleur monté sur le moteur est environ trois fois plus efficace qu’un ventilateur électrique

Les durits ne sont pas à priori un facteur de chauffe, mais il est important de s’assurer de leur bon état. Un serrage défaillant et votre circuit perd du liquide qui ne sera pas récupéré par le vase d’expansion. Attention, certaines durits deviennent poreuses avec le temps. À vérifier, il y a aussi des durits de refroidissement sur la pompe à injection, le chauffage…

Sachez aussi que la purge est très importante. Une bulle d’air et votre circuit se videra petit à petit au fur et à mesure de l’usage de votre vase d’expansion. Si vous utilisez des accessoires (échangeur à plaque pour la douche, chauffage Eberspächer ou autre), il faut parfois prévoir un système de purge : un simple T avec un robinet et une colonne haute pour le remplissage fera l’affaire pour assurer une purge parfaite.

Enfin, sachez qu’un mauvais calage de pompe à injection aura pour conséquence de faire chauffer votre moteur, tout comme une mauvaise pression de turbo, l’altitude, un mauvais carburant….

Lot de bord :

Pour un long voyage, vous aurez dans votre lot de bord :

Une courroie de pompe à eau (deux selon le modèle)

Un bouchon de radiateur

Une paire de durits moteur

Une barre d’étain (toiture) ou de la résine métal

Un bouchon en liège de grande taille

Prix pour un faisceau sur mesure chez notre artisan : 500 euros

Prix relevé pour un radiateur neuf quatre rang (HZJ75) chez Euro4x4Parts : 389 euros