L'échappement sur une auto de série est un savant compromis... dont les performances ne sont qu'un des paramètres. Les normes de bruit, de pollution, la chasse aux coûts, la "philosophie" recherchée (souplesse, régularité..)... grignotent souvent la bonne volonté du moteur.
Voyons ce qu'on peut faire pour grapiller quelques chevaux, et accompagner les modifications d'admission.

L'échappement est souvent composé de 4 parties :
Un collecteur, un catalyseur, un tube intermédiaire et le silencieux final.

Le collecteur :

Commençons par le plus important: le collecteur. Parce que cette pièce recueille les gaz directement en sortie moteur, et qu'elle est complexe à réaliser, c'est elle qui influera le plus sur le "rendement" de la ligne. Parce qu'elle demande des calculs complexes et suppose des coûts de fabrication importants, c'est également l'une des plus "optimisables". Seules certaines voitures de sport bénéficiant d'une pièce spécifique un peu plus étudiée... et un peu plus couteuse.
Bien souvent les collecteurs d'origine sont réalisés en fonte. Leur poids conséquent et une méchante tendance à rouiller les rendent peu attirants.
Mais le principal problème des collecteurs d'origine, c'est plutôt leur faible optimisation. Cette pièce coûte très cher, et il est impensable de faire un collecteur spécifique à chaque véhicule. S'ajoutent à celà des contraintes d'encombrement(compartiment moteur), de maintenance (accessibilité mécanique)...
Bref on a là quelques chevaux qui ne demandent qu'à sortir.

D'où l'intérêt des collecteurs "sport" en inox ou en acier. L'inox est préférable pour sa longévité évidemment, mais aussi pour son poids généralement moindre (parois plus fines) et ses propriétés accoustiques un poil meilleures. Cependant la différence à l'usage est insensible, et les collecteurs acier se justifient parfaitement pour leur coût moindre. On pourra choisir l'inox pour l'esthétique, mais c'est un leurre: le "préparateur" sérieux isolera son collecteur et l'aspect visuel n'aura dès lors plus d'importance.

Il y a plusieurs types de collecteur: 4en1, 3-2-1, 4-2-1...
Le premier chiffre désigne le nombre de cylindres. Par exemple un moteur V6, qui possède 2 rangées de 3 cylindres, pourra utiliser 2 collecteur 3-2-1 reliés.
Il y a beaucoup de polémiques sur les défauts et vertus d'un 4en1 contre un "indirect" 4-2-1. De tous ces débats on retiendra 2 tendances:
- le "en 1" donne son meilleur à haut régime. C'est lui qui permet les meilleurs gain en Pmax, mais il est souvent accusé de ne rien donner en bas, voire d'y faire baisser le couple. Nous manquons d'éléments pour être aussi catégoriques.
- le "en 2 en 1" est lui l'allié des mi-régimes. Généralement il offre un gain sur toute la plage de fonctionnement, mais perd de sa superbe à hauts régimes où il offrira peu de gains en Pmax.

Cela dit il faut se souvenir que le fonctionnement d'un collecteur, et la théorie donnée ici, sont très dépendants de la longueur des tubes qui le composent. Un 4en1 "ultracourt" comme on en voit sur beaucoup de modèles PSA par exemple, n'aura pas le fonctionnement type donné ici.

Enfin, le gain offert par un collecteur sport dépend étroitement de la qualité de votre collecteur d'origine. A priori le gain sera meilleur sur un modèle peu sportif, avec un collecteur très bridé.

Le 3-2-1 est intéressant parce qu'il combine un peu les 2 systèmes.

La pose d'un collecteur "sport" impose généralement d'ôter le bouclier thermique d'origine. L'échauffement du compartiment moteur sans cette protection peut avoir des conséquences néfastes:
- réchauffement de l'air d'admission (voir partie admission) ou du radiateur.
- détérioration des pièces proches (alternateur, plastiques..)

C'est pourquoi l'on entoure souvent le collecteur d'une bande isolante assez efficace. Mais on peut évidemment fabriquer un bouclier thermique "maison", tout est possible.

Enfin, un collecteur accueille également une sonde dite sonde lambda. Elle envoie au calculateur les informations permettant le bon fonctionnement du catalyseur, notre chapitre suivant.

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Le catalyseur:

Cet élément essentiel à la dépollution des automobiles a été imposé dans la CEE fin 89 pour les moteurs de 2.0 et +, et en janvier 93 pour les autres. Selon les pays il a pu apparaitre encore plus tôt. Depuis tous les moteurs essence en sont équipé, couplé à une injection éléctronique qui a signé la mise à mort du bon vieux carburateur.

Pour fonctionner au mieux, le système de dépollution nécessite un rapport air/essence de 14.7:1. C'est là qu'intervient la sonde lambda, qui envoie des correctifs de richesse au calculateur pour approcher cette valeur.
Cette valeur de richesse n'est qu'une moyenne, en fait elle va fluctuer entre phases légèrement pauvres et légèrement riches. D'autre part les correctifs de la sonde lambda ne sont pas toujours pris en compte. Comme au démarrage à froid, ou aussi apparemment en accélération pleine charge.
Mais du strict point de vue des performances, un carburateur réglé un peu riche pourra etre plus performant. Moyennant évidemment une augmentation de la consommation. N'oublions pas cependant que les injections modernes sont très évoluées et ne cessent de progresser.

Le problème le plus évident posé par un catalyseur, c'est qu'il freine le passage des gaz d'échappement, et modifie les propriétés accoustiques de la ligne. Les gaz doivent passer dans une structure en nid d'abeille de grande surface cumulée, on voit bien sur cette photo que ça ne facilite pas leur progression

Beaucoup de moteurs ont ainsi perdu des chevaux lors du passage au catalyseur. Une Mercedes 560SEC voyait 20ch s'envoler en 90, ou 6ch pour une Kadett GSI 16v. En 93 on se souvient des 205gti 1.9 (-8ch), 106XSI/Ax GTi (-5ch), clio 16V (-3ch)... La perte d'agrément global étant généralement supérieure aux pertes annoncées.

Depuis les motoristes on appris à prendre en compte l'inévitable présence du catalyseur. Bien obligé, les normes de dépollution imposent aujourd'hui sa présence meme dans la plupart des compétitions. Les échappements de plus en plus "surveillés", accueillent sur les modèles récents une 2e sonde en sortie de catalyseur qui complique encore la tache des préparateurs. Cette 2e sonde sera bientôt systématiquement liée à un mode de fonctionnement "dégradé" du moteur en cas d'anomalie. Il ne sera donc plus possible de le supprimer impunément, à moins de modifier en parralèle la gestion moteur. Bref il faudra bien s'habituer à l'avenir à la présence de cet élément de mieux en mieux intégré aux échappements modernes.
Il y a cependant des exceptions, et au coup par coup on trouve des modèles auxquels le remplacement du (ou des) catalyseur apporte pas mal, comme les Subaru Impreza WRX. Mais c'est assez rare. Elle profite de plusieurs facteurs: modèles japonais souvent bridés à l'échappement, et moteur turbo, qui profite générallement plus des modifs d'échappement.

Pour la majorité des voitures récentes, la pose d'un simple tube (tube afrique) n'offrira pas de gain de puissance max, mais plutot une modification des courbes moteur à mi-régime. Cela peut être bénéfique au couple et aux reprises (Clio Williams par ex). Nous manquons de données à ce sujet. Sur Saxo 1.6 8v et 16v on note un léger gain à l'usage, pas + de 2ch mais plus de souplesse sur le 16v. L'influence sur les résonnances de la ligne semble en cause, tandis qu'à haut régime le passage des gaz libérés étouffe moins le moteur.

A noter que beaucoup de tubes afriques ont une forme bombée, qui doit moins affecter les réglages moteurs d'origine, et qui peut servir également à atténuer certaines sonorités indésirables et d'éventuels retours de flammes. Un peu comme un silencieux intermédiaire.

Au final si cette modification seule n'est pas vraiment intéressante, elle offre plusieurs avantages couplée par exemple à une admission. Elle permet en effet d'écouler l'éventuel surplus de gaz de façon discrète, en augmentant peu le bruit de la ligne et à faible coût, et en offrant un gain d'environ 5kgs. Et évidemment votre catalyseur ne s'usera pas. Seul problème: les silencieux situés en aval risquent de vieillir plus vite.

L'avenir des préparations, c'est le catalyseur Sport.

Il s'agit d'un catalyseur entièrement dirigé vers la performance, avec le minimum de dépollution requis. Plus petit, plus léger, plus aérodynamique, plus direct avec moins de freins aux gaz... Et moins "traumatisant" pour le fonctionnement moteur, ses défauts principaux étant un prix élevé et la question de sa durée de vie, surtout s'il offre déjà une dépollution "proche de la limite". Et puis évidemment il freinera toujours plus les gaz qu'un simple tube...

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L'intermédiaire :

L' "intermédiaire" c'est la ligne elle-meme, généralement le morceau le plus long, qui conduit les gaz jusqu'au silencieux arrière. On en trouve de toutes formes, souvent avec un petit silencieux mais ce n'est pas obligatoire.
Ce silencieux sert à limiter certaines résonnances graves intempestives. C'est aussi une zone de dépression qui limite les brusques changements de pression sur la ligne et donc d'éventuels retours de flammes préjudiciables aux soupapes d'échappement. Basiquement c'est une simple "chambre" vide, ou avec quelques chicanes.

Comme pour le reste de la ligne, on pourra remplacer l'élément d'origine par un élément "sport" plus direct, de diamètre constant et/ou plus gros, parfois avec suppression du silencieux inter. Cependant le gain constaté est souvent très faible, entre 0 et 2ch selon la ligne d'origine et la puissance du moteur. De plus s'il y a gain il se situe à haut régime, tout en s'accompagnant d'une augmentation du bruit, entêtante à certains régimes si l'on a opté pour un tube sans silencieux.
Enfin, la disparition du silencieux inter pourrait occasionner une légère perte en couple selon certains témoignages, tout en posant la question de la protection moteur contre les fameux "retours de flammes". Les soupapes d'échappement pourraient vieillir plus vite.

Au final voici une modification souvent chère payée pour le gain final. Mieux vaut soupeser avant ce que l'on recherche.

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Le silencieux :

La portion de l'échappement qu'on voit le plus, qu'on entend le plus, qu'on remplace le plus... et qui fait souvent gagner le moins.
Cette phrase résume beaucoup: le silencieux terminal c'est le domaine du psychologique, et par là meme... du tuning!

Dans la pratique un silencieux d'origine créée un parcours plutot tortueux pour les gaz, qui traversent diverses chambres et souvent "reviennent en arrière" comme le montre ce schéma :

Ce trajet contre nature ne bride pratiquement pas le moteur tout en préservant un volume sonore discret. Il présente donc de nombreuses qualités. Cependant pour l'amateur un bon pot sport donne une sonorité incomparable, dont dépend beaucoup le plaisir de conduite sur nos autos modernes asseptisées...

Et évidemment l'aspect visuel, la finition... sont tout de meme appréciables face au bout de tuyau ridicule qui pare encore de nombreux boucliers arrière.

Coté perfs, les silencieux les plus radicaux (et donc les moins silencieux) se présentent ainsi:

Un tube inox perforé droit dans un mélange de laine de roche/ laine d'acier maintenu par des chicanes. C'est ce que l'on trouve dans certains pots non-homologués ou par exemple dans les lignes gr.n ou gr.a.. Le gain atteint péniblement 1ch sur les autos les plus bridées, il est peut-etre meme plus intéressant niveau baisse de poids... mais les sensations font un bond impressionnant en avant. Et finallement c'est l'essentiel.

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Conclusion :

Nous avons détaillé une ligne d'échappement de façon un peu artificielle, en séparant chaque élément pour plus de clarté. Cependant il ne faut jamais perdre de vue que tout fonctionne ensemble.

La logique élémentaire nous dit qu'une ligne idéale en termes de performances doit être de gros diamètre, droite et uniforme sans aucun frein, goulot d'étranglement...

Mais ce gain n'est pas gratuit, la puissance qu'on tirera d'une ligne Gr.A par exemple risque fort de se payer en souplesse... et en bruit. Le diamètre d'une gr.A est dans l'immense majorité des cas la limite maxi qu'on évitera de dépasser. Les gros diamètres sont souvent un leurre.

L'un des meilleurs compromis qui soient pour les amateurs de performances reste les lignes gr.n, qui conservent un diamètre proche de la série et un niveau sonore plus contenu que la gr.A. Un choix plus raisonnable bien que toujours illégal sur la voie publique, qui permet de gagner sur la puissance mais aussi sur le poids... et le portefeuille. Cependant il n'y a pas de miracle et la durée de vie d'une ligne gr.n acier est parfois ridicule, à l'inverse du volume sonore dès que l'on dépasse 3000trs sur un 4 cylindres.

On retiendra de tout ceci qu'un bon échappement n'est pas forcément le plus libéré, mais plutôt le mieux accordé avec le moteur et l'usage qu'on en fait.

Pour donner un exemple pratique sur un 4 cylindres atmo un très bon gain à moindre coût sera obtenu avec collecteur+décata. Très discret, bruit plus sympa mais dans les normes..
Le meilleur compromis pourra etre obtenu en combinant collecteur et ligne gr.n décatalysée. (sur la plupart des moteurs coupleux et des 8soupapes on pourra choisir un 4 en 1 sans regrets.)
L'amateur de perfs sans compromis pourra tenter le 4 en 1 de gros diamètre associé à une ligne gr.A décatalysée. En usage courant ça risque d'etre usant, et vive la discrétion. Gare aux contrôles!

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