Le capteur d’oxygène, également appelé capteur O2, remplit la fonction que son nom indique : il mesure la quantité d’oxygène dans les gaz d’échappement. Bien que cette tâche puisse sembler relativement simple, le capteur d’O2 est en fait l’un des capteurs les plus importants de tout véhicule, puisqu’il assure un équilibre harmonieux entre l’air et le carburant afin d’optimiser les émissions. Vous devez donc connaître son rôle, les causes de sa défaillance et, surtout, la façon de le remplacer lorsqu’il tombe en panne.

Comment fonctionne un capteur d’oxygène?

La plupart des voitures comportent au moins deux capteurs d’oxygène répartis dans le système d’échappement : au moins un en amont du convertisseur catalytique et un ou plusieurs en aval de celui-ci. Le « capteur en amont du convertisseur catalytique » régule l’alimentation en carburant, tandis que le capteur en aval mesure l’efficacité du convertisseur.

Les capteurs O2 sont généralement classés en deux catégories : à bande étroite ou large. Un élément sensible se trouve à l’intérieur du capteur, dans un boîtier en acier. Les molécules d’oxygène des gaz d’échappement traversent de minuscules fentes ou ouvertures dans l’enveloppe en acier du capteur pour atteindre l’élément sensible, ou cellule de Nernst. De l’autre côté de la cellule de Nernst, l’oxygène provenant de l’air extérieur au système d’échappement descend le long du capteur O2 et entre en contact avec la cellule. La différence entre la quantité d’oxygène présente dans l’air extérieur et celle contenue dans les gaz d’échappement favorise le déplacement des ions d’oxygène et produit une tension.

Si le mélange des gaz d’échappement est trop riche et contient trop peu d’oxygène, un signal est envoyé au module de commande électronique du moteur de réduire la quantité de carburant injectée dans le cylindre. Si le mélange des gaz d’échappement est trop pauvre, un signal est envoyé d’augmenter la quantité de carburant utilisée par le moteur. Une trop grande quantité de carburant produit des hydrocarbures et du monoxyde de carbone. Une quantité insuffisante de carburant produit des oxydes d’azote polluants. Le signal du capteur aide à maintenir le mélange dans les bonnes proportions. Les capteurs O2 à large bande comportent une cellule de pompage d’oxygène supplémentaire qui régule la quantité d’oxygène présente dans l’élément sensible. Cela permet de mesurer une plage beaucoup plus étendue de rapports air-carburant.

Pourquoi les capteurs O2 font-ils défaut?

Comme le capteur d’oxygène se trouve dans le flux des gaz d’échappement, il peut être contaminé. Les sources courantes de contamination comprennent un mélange de carburant excessivement riche, le passage de l’huile dans les gaz de carter d’un moteur plus ancien et la combustion du liquide de refroidissement dans la chambre de combustion causée par la fuite d’un joint du moteur. Le capteur est également exposé à des températures extrêmement élevées et, comme tout composant, il peut s’user au fil du temps. Tous ces facteurs peuvent modifier les caractéristiques de réponse du capteur d’oxygène, ce qui prolonge son temps de réponse ou décale sa courbe de tension et, à long terme, réduit son rendement.

Quels sont les signes d’un capteur d’O2 défectueux?

Lorsque le capteur d’oxygène tombe en panne, l’ordinateur ne peut plus déterminer le rapport air-carburant et doit donc l’estimer. Il faut donc surveiller quelques signes révélateurs :

• Témoin d’anomalie du moteur : Même si le témoin d’anomalie du moteur peut s’allumer pour de nombreuses raisons, il s’agit généralement d’un problème lié aux émissions.
• Consommation excessive de carburant : un capteur d’oxygène défectueux perturbe le mélange air-carburant, ce qui augmente la consommation de carburant.
• Ralenti irrégulier ou ratés d’allumage : comme le signal du capteur d’oxygène contribue à régler le calage du moteur, les intervalles de combustion et le rapport air-carburant, un capteur défectueux peut entraîner un fonctionnement irrégulier du véhicule.
• Rendement médiocre du moteur.

Dépannage d’un capteur d’oxygène

Pour déterminer la source d’une défaillance du capteur O2, effectuez les étapes suivantes :

• Lisez tous les codes d’erreur à l’aide d’un outil de diagnostic. Veuillez noter qu’il est courant d’obtenir plusieurs codes d’erreur en présence de problèmes liés aux capteurs O2.
• Les sondes lambda comportent un élément chauffant interne; vérifiez donc sa résistance, qui est généralement assez faible.
• Vérifiez l’alimentation électrique de l’élément chauffant; les fils sont souvent de la même couleur.
• Inspectez le connecteur électrique pour repérer tout dommage ou toute saleté.
• Inspectez le collecteur d’échappement et les injecteurs pour repérer toute fuite, et vérifiez l’état des composants d’allumage, car ceux-ci peuvent nuire au fonctionnement du capteur.
• Vérifiez si le capteur O2 produit une lecture exacte en confirmant la valeur d’oxygène au moyen d’un analyseur de gaz d’échappement à quatre ou cinq gaz.
• Utilisez un oscilloscope pour vérifier le signal au ralenti et à un régime moteur d’environ 2 500 tr/min.
• Utilisez les données en temps réel pour vérifier le signal si le câblage du capteur est difficile d’accès.
• Vérifiez l’état du tube protecteur de l’élément de la sonde afin de repérer tout signe de dommage ou de contamination.

Codes d’erreur courants des capteurs d’O2

Les codes d’erreur courants et leurs causes comprennent :

• P0135 : Circuit de chauffage du capteur d’oxygène 1 en amont du convertisseur catalytique : circuit ouvert
• P0175 : Système trop riche (rangée 2)
• P0713 : Défaillance du réglage du carburant (rangée 2)
• P0171 : Système trop pauvre (rangée 1)
• P0162 : Défaillance du circuit du capteur O2 (rangée 2, capteur 3)

Comment remplacer un capteur d’O2

Avant de remplacer le capteur, vous devez diagnostiquer le problème. Branchez un outil de diagnostic, comme le DS de Delphi, sélectionnez le bon véhicule et lisez le ou les codes d’erreur. Confirmez le code d’erreur en sélectionnant les données en temps réel et en comparant la valeur du capteur soupçonné d’être défectueux à celle d’un capteur dont le bon fonctionnement est confirmé. Au besoin, consultez les données du constructeur automobile pour trouver la valeur exacte à utiliser aux fins de comparaison. D’autres outils ou équipements peuvent être nécessaires pour déterminer si le problème provient réellement du capteur plutôt que du câblage.

• Comme de nombreux véhicules récents comportent plusieurs capteurs d’oxygène, veillez à identifier correctement le capteur défectueux afin de ne pas remplacer le mauvais par erreur. Les constructeurs automobiles n’utilisent pas tous les mêmes conventions pour désigner les positions « rangée 1 » et « rangée 2 », « avant » et « arrière », ou « en amont » et « en aval ». Il faut donc veiller à bien identifier le capteur à l’origine du problème. La meilleure façon de procéder consiste à consulter les données en temps réel à l’aide d’un outil de diagnostic.
• Débranchez ensuite le connecteur électrique.
• Utilisez ensuite une clé ou une clé à douille spéciale pour capteur d’O2 afin de dévisser le capteur de son logement. Une fois le capteur dévissé, jetez-le et remplacez-le par le neuf.
• La plupart des capteurs d’oxygène sont livrés avec un composé antigrippant spécial et conducteur d’électricité appliqué sur les filets. Il suffit donc de visser le capteur neuf dans le logement laissé par l’ancien.
• Pour éviter que le capteur ne se soude à son filetage, les capteurs Delphi sont fournis avec un composé antigrippant préappliqué ou inclus dans la boîte. Au besoin, appliquez le composé sur le capteur neuf avant de le réinstaller. Veillez à ne pas appliquer une quantité excessive de composé antigrippant sur les filets, car celui-ci pourrait contaminer la zone sensible.
• Serrez le capteur au couple recommandé.
• Une fois le capteur en place, branchez le connecteur électrique.
• Rebranchez maintenant l’outil de diagnostic et effacez tous les codes d’erreur connexes.
• Enfin, mettez le contact et vérifiez que le témoin d’anomalie du moteur est éteint, puis effectuez un essai routier.