PS, ch DIN, ch SAE, HP, kW… Pourquoi les moteurs ont différentes unités de mesure de la puissance ?

Texte : Sébastien DUPUIS : Photos : D.R.

La puissance mécanique d’un moteur thermique ou électrique répond aux mêmes lois de la thermodynamique et de la physique universelle. Ce qui varie d’un pays à l'autre, c’est l’unité choisie pour la mesurer et l’exprimer.

D'un côté, l'Europe continentale utilise le système métrique ; de l'autre, les pays anglo-saxons s'appuient historiquement sur le système impérial. Et au milieu de cette tradition séculaire, l’Union européenne impose depuis plusieurs décennies une unité légale internationale : le kilowatt (kW).

Métrique vs Impérial : la vraie distinction physique

Contrairement à une idée reçue, le PS allemand (Pferdestärke) et le ch DIN français (cheval-vapeur) sont strictement identiques sur le plan physique. Tous deux s'appuient sur le système métrique : un cheval-vapeur métrique correspond à la puissance nécessaire pour élever une masse de 75 kg à un mètre de hauteur en une seconde, soit exactement 735,498 watts (0,7355 kW).

En revanche, le HP (Horsepower ou Brake Horsepower - bhp), d'origine britannique et largement répandu aux États-Unis, repose sur le système d'unités impériales (pieds, livres, secondes). Il est défini comme la puissance requise pour soulever 33 000 livres à un pied de hauteur en une minute.

• 1 HP (impérial) = 745,699 watts (0,7457 kW)

Par conséquent, un HP américain est physiquement plus « grand Â» qu'un cheval métrique européen :

• 1 HP = 1,01387 PS (ou ch DIN)
• 1 PS (ou ch DIN) = 0,98632 HP

L’exemple de la Lamborghini Temerario

Annoncée à 920 PS en Europe, la sportive hybride affiche en réalité 920 ch DIN sur le marché français. En revanche, lorsqu'elle traverse l’Atlantique, sa fiche technique américaine fait état de 907 HP. La mécanique et les performances réelles sont rigoureusement identiques, mais la valeur nominale US perd 13 unités en raison du facteur de conversion de la norme impériale.

Normes d'essai : l'autre facteur de divergence (SAE vs DIN)

Au-delà de la simple conversion d'unités, la méthode de mesure sur banc d'essai influe grandement sur le chiffre final.

1. La norme DIN 70020 (Europe) : Le moteur est mesuré sur banc dans ses conditions réelles de fonctionnement au sein du véhicule. Il est équipé de tous ses accessoires indispensables à son utilisation sur route : alternateur, pompe à eau, système d'échappement complet, filtre à air et système de refroidissement opérationnel. C'est la mesure dite « puissance nette Â».
2. La norme SAE J1349 (États-Unis) : Historiquement, jusqu'en 1972, la norme américaine SAE Gross mesurait le moteur « nu Â» (sans échappement, sans filtre à air, sans alternateur ni pompe à eau), générant des valeurs très surévaluées (parfois 20 à 30 % plus élevées qu'en DIN). Depuis l'adoption du standard SAE Net (puis SAE Certified), la méthodologie s'est fortement rapprochée de la norme DIN européenne, mais de légères différences subsistent quant aux corrections de température ambiante et de pression atmosphérique de référence.

Le kW : la norme légale administrative et le cas du véhicule électrique

Dans l’Union européenne, la seule unité officielle d’un point de vue légal, réglementaire et administratif reste le kilowatt (kW) (Directive 80/181/CEE).

C’est le kW qui figure sur le certificat d'immatriculation (champ P.2 de la carte grise), qui sert de base aux calculs d'homologation d'émissions et qui détermine la puissance fiscale ou les taxes sur les véhicules de société dans plusieurs pays européens.

Exemple de fiche d'homologation :
Puissance administrative officielle : 330 kW
Puissance commerciale indicative : 448 ch (DIN) / 442 HP

Le défi de la mesure sur l'électrique : Puissance crête vs Puissance nette 30 min

L’avènement des motorisations électriques apporte une subtilité technique supplémentaire sur les fiches d’homologation :

• La puissance maximale (crête) : La puissance disponible pendant quelques secondes lors d'une accélération maximale (ex. 400 kW / 544 ch).
• La puissance Nette Maximale sur 30 minutes (Règlement CEE-ONU n° 85) : La puissance continue que la chaîne de traction électrique peut maintenir pendant une demi-heure sans surchauffe de la batterie ou de l'inverter. C'est souvent cette seconde valeur, nettement inférieure à la puissance crête, qui apparaît sur la carte grise administrative.

Bilan technique

Pour comparer rigoureusement deux véhicules sur le plan technique :

1. L'unité universelle de comparaison absolue est le kilowatt (kW).
2. Le PS allemand et le ch DIN français désignent exactement la même quantité physique (chevaux métriques).
3. Le HP anglo-saxon est supérieur d'environ 1,4 % au cheval métrique.
4. Toujours vérifier la norme de mesure sous-jacente (DIN 70020, ISO 1585 ou SAE J1349) pour s'assurer que les conditions de test sur banc sont identiques.