Segments de piston : tout savoir

Les segments de piston sont des anneaux métalliques à l’aspect anodin. Vendus en lots de quatre ou six pour un tarif excédant rarement 50€, ils s’avèrent pourtant cruciaux pour la santé de votre moteur. Quel est le rôle de ces composants ? Comment vous assurer de leur bon fonctionnement ou réaliser leur remplacement ? L’essentiel à retenir.

Un segment de piston est une pièce mécanique en forme d’anneau mince et élastique. Il est généralement fabriqué en acier trempé ou en fonte. Il est conçu pour s’insérer dans les gorges situées sur la circonférence du piston. Il empêche à la fois les gaz brûlés de s’échapper et l’huile de pénétrer dans la chambre. 

Les segments de piston, à l’apparence très discrète, sont pourtant essentiels au bon fonctionnement d’un moteur à combustion interne. Ils assurent trois fonctions majeures : 

• Ils garantissent l’étanchéité entre la chambre de combustion et le carter moteur. La fuite des gaz brûlés dans le carter pourrait, en effet, entraîner une perte de puissance et une augmentation de la consommation de carburant.  

• Ils régulent la quantité d’huile présente entre le piston et la paroi du cylindre. Une fine couche est, en effet, nécessaire pour lubrifier les surfaces en mouvement et assurer le transfert de chaleur. Un excès d’huile, en revanche, pourrait s’infiltrer dans la chambre de combustion et être brûlé. Les segments de piston raclent l’excédent en le redirigeant vers le carter moteur.  

• Ils participent enfin au refroidissement du piston en transférant la chaleur de la chambre de combustion vers les parois du cylindre. Cette fonction est particulièrement importante, car le piston est soumis à des températures extrêmes pendant la combustion.

Un moteur à quatre temps inclut typiquement trois segments de piston par cylindre. Chacun possède une mission bien définie : 

• Le premier segment bloque les gaz brûlés dans la chambre de combustion. Il encaisse la pression intense de la combustion du mélange air-carburant, et protège ainsi les segments inférieurs. 

• Le second segment a, quant à lui, une double fonction. Il renforce d’une part l’étanchéité de la chambre de combustion en empêchant les gaz de s’échapper. Il joue aussi un rôle clé dans le processus de lubrification en faisant refluer l’huile vers le bas du cylindre. 

• Le troisième segment, ou « segment racleur », veille à la régulation de l’huile moteur. Il récupère l’excédent sur la paroi du cylindre, puis la redirige vers le carter moteur pour éviter sa combustion.

La forme de la section transversale du segment, appelée « compression », peut varier selon les modèles : 

• Le segment rectangulaire présente une forme simple et économique, mais moins performante en termes d’étanchéité et de lubrification. 

• Le segment conique s’adapte mieux à la forme du cylindre, améliorant ainsi le niveau d’étanchéité et de lubrification. 

• Le segment trapèze constitue un compromis entre la forme rectangulaire et conique. Il offre généralement un bon équilibre entre performances et coûts. 

• Le segment bombé possède une forme optimisée pour une meilleure répartition de la pression et une réduction de la friction. 

• Le segment en « L » correspond à une conception spécifique des segments racleurs. Il optimise la collecte et la répartition de l’huile sur la paroi du cylindre.

Les segments de piston sont principalement présents au niveau des cylindres des moteurs à combustion interne. Pour autant, d’autres applications existent dans le domaine de la mécanique automobile : 

• Au cœur des compresseurs et des turbocompresseurs, des segments de piston sont spécialement conçus pour comprimer l’air. Ces pièces robustes subissent des pressions et des vitesses de mouvement élevées. Elles doivent résister à cette sollicitation permanente tout en assurant une lubrification efficace des composants. 

• Les segments de piston de pompe à air garantissent l’étanchéité entre la chambre de compression et le carter de la pompe. Ils empêchent l’air comprimé de s’échapper, afin de maintenir la pression et l’efficacité du système.

Les segments de piston sont des pièces susceptibles de s’user ou se détériorer. Le cas échéant, leur dysfonctionnement peut affecter les performances et la santé du moteur. Montrez-vous particulièrement vigilant si vous constatez : 

• Une perte de puissance moteur. Si les segments ne parviennent plus à assurer une étanchéité parfaite, les gaz brûlés vont s’échapper de la chambre vers le carter moteur. Cette fuite entraîne une perte de compression, se traduisant, in fine, par une baisse de performance du véhicule. 

• Des bruits de cliquetis ou de cognement provenant du moteur. Ils peuvent être causés par des segments de piston usés et frappant contre la paroi du cylindre. 

• Une hausse de la consommation d’huile moteur. Des segments de piston usés peuvent laisser s’infiltrer l’huile moteur dans la chambre de combustion. Elle va alors se consumer avec le mélange air-carburant. 

• Une fumée bleue à l’échappement. Il s’agit d’un signe caractéristique de la combustion d’huile décrite dans le point précédent. Ce dégagement de fumée est causé par l’huile s’infiltrant dans la chambre de combustion.  

• Un voyant moteur allumé. De nombreux véhicules modernes sont équipés de voyants spécifiques en cas de problème moteur. S’il s’allume, un problème au niveau des segments de piston peut en être la cause. Pour en acquérir la certitude, vous devrez sans doute faire lire un code de diagnostic spécifique par un mécanicien professionnel.  

• Des difficultés à démarrer le moteur. Si les segments ne parviennent plus à assurer une compression suffisante, le moteur peut, en effet, avoir du mal à démarrer – surtout par temps froid.

Commencez par préparer le véhicule en le sécurisant sur un pont élévateur et en débranchant la batterie. Il vous faudra ensuite procéder au démontage méthodique de divers composants du moteur comme : 

• La culasse. 

• Le collecteur d’admission. 

• Le collecteur d’échappement. 

• Les courroies de distribution. 

Une fois l’accès aux pistons libéré, les segments usés devront être retirés des gorges des pistons. Profitez-en pour procéder au nettoyage et à l’inspection minutieuse des pistons et cylindres, en éliminant toute trace de résidus ou débris. Vous pourrez ensuite procéder à l’installation des nouveaux segments dans les gorges, en respectant l’ordre de pose et le positionnement correct. 

Procédez ensuite au remontage des composants préalablement retirés en suivant la procédure recommandée par le constructeur. À l’issue, il conviendra de réaliser un essai routier à vitesse prudente pour vérifier l’absence d’anomalie, comme une fuite ou un bruit anormal.  

Le remplacement des segments de piston sans expertise adéquate peut entraîner des dommages importants au moteur. Cette intervention implique le démontage de nombreuses pièces sensibles, comme la culasse et son joint, les pistons eux-mêmes ou encore les bielles.  

Nous vous recommandons donc de confier le remplacement des segments de piston à un garagiste professionnel.

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