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Sondes lambda

L’avènement de la voiture autonome a mis en lumière l’importance fondamentale de disposer de capteurs performants. Pour autant, cela fait bien longtemps que nous nous sommes donnés pour mission de proposer des capteurs efficaces – et fiables – à nos clients. Alors, que vous soyez en quête de capteurs pour le moteur et la transmission, ou en lien avec le confort et la sécurité – sans oublier les émissions et l’e-mobilité – n’hésitez pas à consulter nos gammes.

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Sondes
lambda

Située sur la ligne d’échappement, la sonde lambda contrôle le taux d’émissions polluantes (l’hydrocarbure, le monoxyde de carbone et l’oxyde d’azote) via une mesure du taux d’oxygène présent dans les gaz brûlés à la suite de la combustion du mélange air/carburant. Cette information est transmise au calculateur (ECU), qui va ensuite optimiser la quantité optimum de carburant à injecter afin que le mélange stœchiométrique (ou lambda (λ)) reste proche du taux idéal, soit 14,7kg d’air pour 1kg de carburant pour les moteurs essence et 14,5kg pour les moteurs diesel.

Également appelée « sonde à oxygène » ou  « capteur d’oxygène », la sonde lambda est obligatoire depuis la norme Euro 3 qui date de 2001. Celle-ci oblige les véhicules à être équipés de 2 sondes, que ce soit sur les moteurs diesel ou essence. La ligne d’échappement présente donc une sonde de diagnostic et une sonde de régulation, située respectivement avant et après le catalyseur. La sonde de diagnostic renseigne l’ECU de la teneur en oxygène contrairement à la sonde de régulation qui, elle, s’assure du bon fonctionnement du catalyseur (contrôle des actions correctrices appliquées par la mesure de la première sonde).

Technologies
Informations techniques
Questions fréquentes
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SONDES LAMBDA AU ZIRCONIUM

Cette technologie est la plus couramment utilisée sur le marché et fonctionne grâce à la comparaison de 2 atmosphères : les gaz d’échappement et l’air. La différence de teneur en oxygène entre les deux gaz entraîne une tension dans le capteur. Cette dernière indique alors au module de commande électronique (ECM) la nécessité d’ajuster le mélange en conséquence. Si le mélange est trop riche, alors la tension sera élevée et à l’inverse s’il est trop pauvre, la tension sera faible.

Les sondes lambda au zirconium ont besoin d’une température minimale de 300°C dans le pot d’échappement pour que le capteur de la sonde soit actif. Pour la plupart des technologies de sondes et c’est le cas pour celle-ci, l’élément interne de chauffage est constitué de céramique afin de réduire le délai de latence du capteur.

SONDES LAMBDA AU DIOXYDE DE TITANE

Contrairement à la technologie précédente, celle-ci ne génère pas de tension électrique pour ajuster le mélange. Dans ce cas, cette sonde fonctionne grâce à un élément en céramique sensible au dioxyde de titane. Le capteur est donc mis en contact avec les gaz d’échappement, sans avoir besoin d’informations sur l’air extérieur.

Ce type de sonde est continuellement chauffé car c’est lorsque la température est relativement élevée (minimum 500°C) que le capteur est sensible à la variation de la teneur en oxygène dans les gaz d’échappement. Cette différence génère une variation de la résistance électrique de l’élément senseur. Si le mélange est trop riche, la résistance baisse à des valeurs minimales et si le mélange est trop faible, elle atteint les valeurs maximales.

Remarque : les sondes lambda au dioxyde de titane et au zirconium ne sont pas interchangeables car leurs dimensions sont différentes ainsi que leur stratégie de fonctionnement pour évaluer le signal de la sonde (tension vs. non tension).

SONDES LAMBDA À LARGE BANDE

Contrairement à la sonde lambda au zirconium et au dioxyde de titane qui indiquent à l’ECM une réponse binaire, la technologie large bande informe l’ECM avec une information continue face à la valeur de lambda détectée. Elle est composée de 2 cellules électrochimiques qui fonctionnent en simultanée. L’une de ces cellules (cellule de mesure) mesure le caractère riche ou pauvre du mélange, alors que la seconde (cellule de pompage) réagit, conditionnée par la première et la quantité d’oxygène dans les gaz d’échappement. Le fonctionnement conjoint des cellules entraîne un courant électrique positif pour un mélange pauvre, négatif pour un mélange riche et nul dans le cas d’un lambda parfait. Le courant généré par ces sondes est calibré et doit être transformé en tension pour que l’ECU du véhicule puisse traiter l’information.

C’est pourquoi la technologie à large bande est plus précise que les deux précédentes car elle mesure avec exactitude la composition des gaz d’échappement, ce qui les rend aptes à la fois pour les véhicules à moteur diesel et essence.

Cependant, il existe sur le marché trois générations de sondes à large bande. La première contient un canal de référence d’air extérieur similaire à celui des sondes lambda au zirconium. Celles de la seconde génération n’ont plus besoin de ce canal pour fonctionner. L’absence de canal permet une économie de puissance, un temps de chauffe inférieur et une stabilité du signal supérieure. La troisième génération concerne la sonde à large bande rapport air/carburant qui, étant spécifique, sera détaillée dans la rubrique suivante.

Remarque : en fonction des applications véhicules, les sondes lambda à large bande de première et deuxième génération sont nécessaires (et toujours présentes sur le marché), mais ne sont en aucun cas interchangeables.

SONDES LAMBDA À LARGE BANDE RAPPORT AIR/CARBURANT

Cette rubrique est focalisée sur la technologie précédente, mais avec une spécificité qui lui est propre. Le fonctionnement est donc exactement le même, mais ce type de sonde ne possède qu’une seule cellule électrochimique, ce qui signifie une utilisation moindre de platine. Cette particularité entraîne donc un fil de moins sur le capteur, qui en possède donc 4, contrairement aux sondes lambda à large bande standard qui en comptabilise 5.

De manière générale, ces sondes sont plus sensibles et plus efficaces que les sondes lambda classiques, par leur façon de mesurer le rapport air/carburant et les différents signaux de sortie qu’elles produisent pour indiquer le résultat. Plus concrètement, une sonde classique envoie une faible tension (comprise entre 0 et 0,8V, transformant la basse tension en haute à environ lambda 1. Une sonde de type air/carburant envoie un faible courant continu (compris entre -10 mA et +10 mA).

Cette valeur permet à l’ECU d’effectuer les ajustements précis, réduisant de manière considérable l’excès ou l’insuffisance de carburant. Elle permet de fait une réduction de la consommation de carburant et un meilleur confort de conduite.

Informations techniques

SYMPTÔMES

Les symptômes suivants sont fréquemment associés à la défaillance d’une sonde lambda :

  • Signal de défaut sur le tableau de bord (voyant moteur) ;
  • Augmentation des émissions de gaz d’échappement (CO, Nox et HC) ;
  • Perte de puissance et ralenti irrégulier du moteur ;
  • Accélérations non linéaires ;
  • Augmentation de la consommation de carburant (+15%).

PROCÉDURE DE DIAGNOSTIC

Il est important d’inspecter visuellement la sonde lambda afin de déterminer si elle présente un défaut. Il est donc fortement conseillé de vérifier les éléments suivants :

  • Le câblage de la sonde (présence de fils brûlés, endommagés, corrodés et/ou détériorés) ;
  • Le connecteur du faisceau de la sonde (présence de broches tordues, connexions desserrées et/ou traces de corrosion) ;
  • L’enveloppe métallique de la sonde lambda afin de s’assurer qu’elle n’est pas encrassée (mélange trop riche), qu’elle ne présente pas de dépôts brillants, gris ou blanc, auquel cas, cela signifie que d’autres éléments (comme le plomb, ou l’huile) sont en cause et polluent la sonde.

À l’aide d’un multimètre, il est également possible de vérifier le bon fonctionnement de la sonde en s’assurant que la tension passe est bien présente à la sortie du connecteur. En fonction des technologies,  les valeurs à vérifier sont les suivantes :

  • Sonde lambda au zirconium :
    • Sonde en amont : 0,1 < 0,9 V
    • Sonde en aval : 0,6 < 0,7 V
  • Sonde lambda au dioxyde de titane :
    • Sonde en amont : 0 < 5 V
    • Sonde en aval : 0,6 < 0,7 V
  • Sonde lambda à large bande :
    • Sonde en amont : 0+2 mA (mélange trop riche) / 0-2 mA (mélange trop pauvre)
    • Sonde en aval : 0,6 < 0,7 V

Si les tests précédents ne sont pas concluants, la sonde lambda de votre véhicule est à remplacer.

CAUSES DE PANNE

Il est possible qu’une sonde lambda ne fonctionne plus en raison :

  • D’une contamination due aux imbrulés liés aux ratés d’allumage et/ou à l’huile ;
  • D’un mauvais montage de la sonde qui entraîne des aspirations d’air parasite ;
  • D’une détérioration causée par des fuites d’échappement ;
  • D’un endommagement lié à la silice des émissions de gaz, un mélange air/carburant trop riche, une consommation élevée d’huile, une contamination du fluide anti-glace ;
  • D’une surchauffe de la température des gaz d’échappement ;
  • D’une usure liée au temps (remplacement à effectuer généralement entre 50000 et 160 000 kms en fonction de la technologie).

NOTICE DE MONTAGE

Pour garantir une installation rapide et efficace d’une sonde lambda spécifique, il est nécessaire de se référer aux instructions suivantes :

  1. S’assurer que le moteur soit froid avant de démonter la sonde lambda.
  2. Tout d’abord, débranchez la borne négative de la batterie.
  3. Débrancher le connecteur de la sonde à remplacer. En cas de résistance lors du retrait, vaporiser la sonde lambda de dégrippant et laisser agir pendant 10 minutes.
  4. Après le retrait de l’ancienne sonde, placer ensuite la nouvelle sonde à son emplacement en veillant à ce que le câble ne soit pas tordu, plié et/ou coincé.
  5. Serrer la sonde lambda en respectant le couple de serrage préconisé avec une clé dynamométrique (selon les constructeurs: 40 à 60 Nm dans la plupart des cas)
  6. Brancher et placer le câble tel qu’il était initialement, en veillant à ce qu’il ne soit pas trop près du collecteur d’échappement ou de tout autre composant chaud au moteur.
  7. Effacer la mémoire d’erreurs si nécessaire.

Il existe également sur le marché des sondes lambda universelles qui se présentent sans connecteur et qui permettent de réutiliser celui déjà présent sur le véhicule. Les sondes universelles sont moins onéreuses mais augmentent le risque d’erreur lors du montage.

Pour garantir une installation rapide et efficace d’une sonde lambda universelle, il est nécessaire de se référer aux instructions suivantes :

  1. S’assurer que le moteur soit froid avant de démonter la sonde lambda.
  2. Tout d’abord, débranchez la borne négative de la batterie.
  3. Débrancher le connecteur de la sonde à remplacer. En cas de résistance lors du retrait, vaporiser la sonde lambda de dégrippant et laisser agir pendant 10 minutes.
  4. Après le retrait de la sonde, couper les câbles de celle-ci en séparant le connecteur du reste de la pièce et en veillant à laisser suffisamment de câble pour réaliser l’épissure par la suite.
  5. Enlever l’isolant, selon la longueur indiquée et en prenant soin de ne pas abîmer le noyau métallique du câble.
  6. Introduire les câbles dénudés du connecteur à l’intérieur des douilles de la nouvelle sonde, en veillant à respecter précisément les couleurs des câbles.
  7. Aplatir les douilles puis appliquer de la chaleur sur la gaine thermo-rétractable pour fixer hermétiquement le raccordement entre le connecteur et la nouvelle sonde.
  8. Après le retrait de l’ancienne sonde, placer ensuite la nouvelle sonde à son emplacement en veillant à ce que le câble ne soit pas tordu, plié et/ou coincé.
  9. Serrer la sonde lambda en respectant le couple de serrage préconisé avec une clé dynamométrique (selon les constructeurs: 40 à 60 Nm dans la plupart des cas).
  10. Brancher et placer le câble tel qu’il était initialement, en veillant à ce qu’il ne soit pas trop près du collecteur d’échappement ou de tout autre composant chaud au moteur.
  11. Effacer la mémoire d’erreurs si nécessaire.

PRÉCONISATIONS DE MONTAGE

La sonde lambda étant essentielle au bon fonctionnement du moteur, il est important de respecter un certain nombre de conseils lors du remplacement de cette pièce :

  • Lors du changement du catalyseur, la sonde de diagnostic doit être remplacée sous peine d’endommagement ;
  • Respecter le couple de serrage recommandé par les constructeurs : 40 à 60 Nm (en fonction des différentes technologies) ;
  • Remplacer les deux sondes lambda de votre véhicule simultanément, en avoir une neuve et une usagée peut entraîner des mesures erronées qui pourraient influer sur les ajustements du module de commande électronique (ECM).

INFORMATIONS PRÉVENTIVES

Les éléments ci-dessus sont fournis à titre d’information uniquement. Ils ne remplacent donc pas les conseils d’un technicien ou mécanicien agrée. Nous vous préconisons fortement de consulter un professionnel si vous avez des doutes sur les opérations à réaliser. Dans le cas contraire, nous rejetons toute responsabilité pour tout dommage causé à votre véhicule.

Questions fréquentes
Quels symptômes doivent m'alerter ?

Si vous constatez que votre tableau de bord présente un voyant moteur (témoin de couleur orange), alors il semblerait que la sonde lambda soit dans un état critique. L’apparition de ce voyant sera, dans la plupart des cas, associé à une augmentation des émissions de gaz d’échappement (CO, NOX, et HC) mais également de la consommation de carburant (+15%). Il y a de fortes chances que le véhicule perde de sa puissance et que les accélérations ne soient pas linéaires, vous permettant de rouler à une faible allure jusque chez vous, ou jusqu’au garage le plus proche. L’apparition de ralenti irrégulier du moteur s’ajoute aux symptômes indiquant la défaillance de la sonde lambda.

Comment identifier la panne ?

Dans un premier temps, nous vous conseillons vivement de contrôler visuellement la sonde lambda, et plus précisément son câblage (présence de fils brûlés, endommagés, corrodés et/ou détériorés) ainsi que le connecteur du faisceau de la sonde (présence de broches tordues, connexions desserrées et/ou traces de corrosion).

Nous vous invitons également à contrôler l’enveloppe métallique de la sonde afin de vous assurer qu’elle n’est pas encrassée (liée à un mélange trop riche), mais également qu’elle ne présente pas de dépôts brillants, gris et/ou blanc qui sont causés par la contamination d’éléments externes tels le plomb ou encore l’huile.

Dans un second temps, vous pouvez tester le bon fonctionnement de votre sonde en s’assurant que la tension est bien présente à la sortie du connecteur grâce à un multimètre. En fonction des technologies,  les valeurs à vérifier sont les suivantes :

  • Sonde lambda au zirconium:
    • Sonde en amont: 0,1 < 0,9 V
    • Sonde en aval: 0,6 < 0,7 V
  • Sonde lambda au dioxyde de titane:
    • Sonde en amont: 0 < 5 V
    • Sonde en aval: 0,6 < 0,7 V
  • Sonde lambda à large bande:
    • Sonde en amont: 0+2 mA (mélange trop riche) / 0-2 mA (mélange trop pauvre)
    • Sonde en aval: 0,6 < 0,7 V

Si les tests précédents ne s’avèrent pas concluants, alors il semblerait que vous soyez contraints de remplacer la ou les sondes lambda de votre véhicule.

Pourquoi ma sonde lambda est-elle à remplacer ?

De nombreuses raisons peuvent être à l’origine de la défaillance de la sonde lambda. Parmi celles-ci, indiquons une contamination due aux imbrulés liés aux ratés d’allumage et/ou à l’huile. Son remplacement peut être lié à un mauvais montage qui entraîne des aspirations d’air parasite, ou à une surchauffe de la température des gaz d’échappement.

Il est possible qu’une détérioration ait été causée par des fuites d’échappement, ou qu’un endommagement soit présent en lien avec la silice des émissions de gaz, un mélange air/carburant trop riche ou encore par la contamination du fluide anti-glace.

Bien que les sondes lambda répondent à des normes strictes, elles ne sont pas éternelles et leur environnement s’avère particulièrement exigeant. En effet , la sonde lambda peut être à remplacer en raison d’une usure liée tout simplement au temps (remplacement à effectuer généralement entre 50 000 et 160 000 kms en fonction de la technologie).

Quelles sont les instructions de montage ?

Nous vous recommandons de suivre les étapes suivantes pour remplacer votre sonde lambda spécifique le plus efficacement possible et limiter le risque d’erreur :

  1. S’assurer que le moteur soit froid avant de démonter la sonde lambda.
  2. Tout d’abord, débranchez la borne négative de la batterie.
  3. Débrancher le connecteur de la sonde à remplacer. En cas de résistance lors du retrait, vaporiser la sonde lambda de dégrippant et laisser agir pendant 10 minutes.
  4. Après le retrait de l’ancienne sonde, placer ensuite la nouvelle sonde à son emplacement en veillant à ce que le câble ne soit pas tordu, plié et/ou coincé.
  5. Serrer la sonde lambda en respectant le couple de serrage préconisé avec une clé dynamométrique (selon les constructeurs: 40 à 60 Nm dans la plupart des cas)
  6. Brancher et placer le câble tel qu’il était initialement, en veillant à ce qu’il ne soit pas trop près du collecteur d’échappement ou de tout autre composant chaud au moteur.
  7. Effacer la mémoire d’erreurs si nécessaire.

Dans le cas où vous auriez acheté une sonde lambda universelle nécessitant la réutilisation de l’ancien connecteur, nous vous conseillons de suivre à nouveau les étapes suivantes :

  1. S’assurer que le moteur soit froid avant de démonter la sonde lambda.
  2. Tout d’abord, débranchez la borne négative de la batterie.
  3. Débrancher le connecteur de la sonde à remplacer. En cas de résistance lors du retrait, vaporiser la sonde lambda de dégrippant et laisser agir pendant 10 minutes.
  4. Après le retrait de la sonde, couper les câbles de celle-ci en séparant le connecteur du reste de la pièce et en veillant à laisser suffisamment de câble pour réaliser l’épissure par la suite.
  5. Enlever l’isolant, selon la longueur indiquée et en prenant soin de ne pas abîmer le noyau métallique du câble.
  6. Introduire les câbles dénudés du connecteur à l’intérieur des douilles de la nouvelle sonde, en veillant à respecter précisément les couleurs des câbles.
  7. Aplatir les douilles puis appliquer de la chaleur sur la gaine thermo-rétractable pour fixer hermétiquement le raccordement entre le connecteur et la nouvelle sonde.
  8. Après le retrait de l’ancienne sonde, placer ensuite la nouvelle sonde à son emplacement en veillant à ce que le câble ne soit pas tordu, plié et/ou coincé.
  9. Serrer la sonde lambda en respectant le couple de serrage préconisé avec une clé dynamométrique (selon les constructeurs: 40 à 60 Nm dans la plupart des cas).
  10. Brancher et placer le câble tel qu’il était initialement, en veillant à ce qu’il ne soit pas trop près du collecteur d’échappement ou de tout autre composant chaud au moteur.
  11. Effacer la mémoire d’erreurs si nécessaire.
Quels conseils dois-je suivre pour prolonger la durée de vie de ma sonde lambda ?

Afin de prolonger la durée de vie de vos sondes lambda, nous vous recommandons fortement de suivre les préconisations de montage suivantes :

  1. Lors du changement du catalyseur, la sonde de diagnostic doit être remplacée sous peine d’endommagement ;
  2. Respecter le couple de serrage recommandé par les constructeurs : 40 à 60 Nm (en fonction des différentes technologies) ;
  3. Remplacer les deux sondes lambda de votre véhicule simultanément, en avoir une neuve et une usagée peut entraîner des mesures obsolètes qui pourraient influer sur de mauvais ajustements du module de commande électronique (ECM).