Qu'est-ce qu'une prise de force (PTO) sur un camion ? Types, montage et valeurs

Une prise de force, ou PTO (power take-off), est un dispositif sur la boîte de vitesses ou le moteur d’un camion qui entraîne un équipement auxiliaire, généralement par l’intermédiaire d’une pompe hydraulique : par exemple l’hydraulique d’une benne, d’une grue auxiliaire, d’une toupie ou d’une benne à ordures. Le règlement (UE) 2017/2400 la définit comme « un dispositif sur une boîte de vitesses ou un moteur auquel il est possible de brancher un dispositif auxiliaire à entraîner, par exemple une pompe hydraulique ». Volvo et Mack classent les prises de force en deux familles : dépendantes de l’embrayage, montées sur la boîte de vitesses et conçues pour travailler camion à l’arrêt, et indépendantes de l’embrayage, montées sur le moteur et utilisées principalement pour travailler en roulant.

Situation au 4 novembre 2026. Lus ce jour-là : le règlement (UE) 2017/2400 dans son texte du Journal officiel du 29 décembre 2017, en six versions linguistiques, sans les actes modificatifs ultérieurs ; les instructions pour carrossiers de Volvo Trucks North America pour le VN, datées de novembre 2025 ; celles de Mack pour ses camions VECU5, datées de décembre 2023 ; le manuel pour carrossiers de Peterbilt de 2024 pour poids lourds ; la fiche technique PTR-DM de Volvo Trucks du 17 juin 2024 ; la liste de pièces de Scania pour les prises de force et l’hydraulique ; et les fiches techniques de deux fabricants de prises de force, Muncie et Hydreco. Les valeurs concernent les unités et les dates de document indiquées.

La définition en droit de l’UE et ce qu’ajoutent les constructeurs

L’annexe VI du règlement, qui traite des données de boîte de vitesses pour la certification du CO2, donne la définition au point 2(14). Le point 2(15) distingue la partie située dans la boîte de vitesses : un mécanisme d’entraînement de prise de force est « un dispositif dans une boîte de vitesses qui permet l’installation d’une prise de force ». L’annexe IX reprend la définition au point 2(25) et ajoute : « La prise de force est généralement une option ». Les versions linguistiques du règlement écrivent prise de force en français, power take-off en anglais, Nebenabtrieb en allemand, toma de fuerza en espagnol, przystawka odbioru mocy en polonais et presa di potenza en italien.

Le manuel de Peterbilt indique qu’une prise de force « provides a way to divert some or all of the trucks engine power to another component » [offre un moyen de dériver tout ou partie de la puissance du moteur du camion vers un autre composant]. Les instructions de Volvo et de Mack partent de l’équipement, qui a besoin d’une prise de force « either when the truck is stationary or when it is in motion » [soit lorsque le camion est à l’arrêt, soit lorsqu’il roule]. Le travail « is generally carried out by equipment which is powered by a hydraulic motor » [est généralement effectué par un équipement entraîné par un moteur hydraulique] ; le moteur, une pompe et l’équipement associé forment la base du système hydraulique, et la pompe fournit la pression et le débit. Mack cite deux types de pompes, à cylindrée fixe et à cylindrée variable. Dans un système load sensing, la pompe variable « supplies the correct amount of flow required by the various work functions currently engaged » [fournit le débit nécessaire aux différentes fonctions de travail actuellement engagées].

Dépendante et indépendante de l’embrayage

Les documents de Volvo et de Mack emploient la même phrase : « Power take-offs are classified into two family variants: Clutch dependent and Clutch independent » [les prises de force sont classées en deux variantes de famille : dépendantes et indépendantes de l’embrayage].

Les documents décrivent aussi des cas qui franchissent cette division. Mack écrit que les camions pour bétonnières ou camions-bennes « may use a rear-mounted engine PTO » [peuvent utiliser une prise de force à l’arrière du moteur], bien que les camions-bennes figurent dans sa liste des usages dépendants de l’embrayage. La fiche technique de Volvo pour la PTR-DM, une unité de boîte dépendante de l’embrayage, indique que sur un véhicule diesel ou au gaz elle « can be used when the vehicle is standing still or when driving at low speeds » [peut être utilisée véhicule à l’arrêt ou en roulant à basse vitesse].

Les instructions de Volvo pour I-Shift et celles de Mack pour mDRIVE donnent la limite dans les mêmes termes : avec une prise de force de boîte utilisée en mouvement, « the transmission will only be able to operate in the starting gear that was selected » [la boîte de vitesses ne pourra fonctionner que sur le rapport de démarrage sélectionné], et la vitesse maximale du véhicule « is usually around 6 mph » [est généralement d’environ 6 mph]. Lorsque la prise de force est engagée et que Drive est sélectionné, le calculateur de boîte ouvre l’embrayage et applique le frein d’arbre intermédiaire, ce qui arrête la prise de force jusqu’à ce que le conducteur relâche la pédale de frein et accélère. La boîte elle-même fait l’objet des boîtes de vitesses robotisées ; les familles de boîtes figurent dans types de boîtes de vitesses poids lourds.

Ce que chaque carrosserie demande à une prise de force est exposé avec chacune d’elles : camions-bennes, grues auxiliaires de camion, camions toupies et pompes à béton et camions-poubelles.

Où une prise de force est montée

Le manuel de Peterbilt, sous ses titres consacrés aux prises de force montées sur boîte et aux boîtes manuelles, écrit : « This is the most common type of PTO that is used » [c’est le type de prise de force le plus courant].

Mack met côte à côte les positions arrière et avant sur le moteur pour deux camions de même longueur de châssis et de même longueur hors tout. Avec la prise de force à l’avant du moteur, l’empattement est plus court d’environ 46 à 53 cm (18 à 21 pouces), à cause de la pompe placée devant le moteur, et Mack chiffre la charge utile supérieure du camion à REPTO, au titre de la Federal Bridge Law américaine, à 545 à 680 kg (1 200 à 1 500 lb).

La sortie se présente sous trois formes dans les documents de Volvo et de Mack : « keyed shaft, SAE drive flange or internal splined DIN » [arbre claveté, bride d’entraînement SAE ou cannelure intérieure DIN]. La liaison DIN 5462/ISO 7653 reçoit une pompe montée directement, et une bride SAE telle que SAE 1410 sert, selon les termes de Mack, à des « shaft-driven accessories » [accessoires entraînés par arbre]. Le code HPE désigne une pompe hydraulique montée sur une prise de force moteur. La liste de pièces de Scania pour la carrosserie, qui donne des références mais aucune valeur, sépare les prises de force sur moteur de celles sur boîte de vitesses et énumère des liaisons de DIN 90 à DIN 150, SAE 1310 et SAE 1410.

Les fabricants indépendants de prises de force publient des données pour les ouvertures de boîte. Hydreco décrit sa PA43 pour boîtes Allison comme « a constant mesh Hotshift PTO » [une prise de force Hotshift à engrènement constant] et mentionne un système d’embrayage interne avec « Ability to engage when moving » [possibilité d’engagement en mouvement]. Les pages de Muncie sur l’Allison 4000 énumèrent des séries à passage par embrayage (clutch shift), A20 et A40, et des séries à entraînement constant (constant drive), A30 et A50, pour l’ouverture à 10 boulons d’Allison.

Comment sont exprimées les valeurs d’une prise de force

Trois valeurs reviennent : le couple admissible, la puissance et le rapport de vitesse. Mack écrit le rapport sous la forme « 1:X.x (1 = engine, X.x = power take-off) » [1 = moteur, X.x = prise de force], de sorte qu’à 1:1,26 la prise de force fait 1,26 tour par tour moteur ; Muncie donne la même chose en pourcentage du régime moteur. Sur une unité de boîte, le rapport dépend de la boîte. La fiche technique de Volvo écrit « Rpm and output are governed by the gear ratio of the gearbox and the speed of the engine » [le régime et la puissance dépendent du rapport de la boîte de vitesses et du régime du moteur], et son tableau nord-américain donne à la PTR-DM quatre valeurs : 1,35 et 1,72 avec une I-Shift à surmultipliée (overdrive), 1,06 et 1,35 avec une I-Shift en prise directe, dans les colonnes Low/Neutral-1 et High/Neutral-2.

Le document de Mack contient deux jeux de valeurs de couple REPTO. Les tableaux de spécifications des pages 34 et 35 sont ceux ci-dessus. Le tableau de synthèse de la page 33 imprime « 1000 (738) » en dessous de 5 km/h et « 650 (479) » au-dessus, pour le MP7 comme pour le MP8, sous un titre qui se lit ft-lb (Nm).

Volvo et Mack énoncent le lien entre les valeurs : « Engine torque is equal to power take-off torque x gear ratio. » [Le couple moteur est égal au couple de la prise de force multiplié par le rapport de démultiplication.] Le tableau de Muncie montre l’effet sur le pignon qui entraîne la prise de force. La valeur nominale baisse à mesure que le rapport augmente, de 565 lb-ft à 121 pour cent du régime moteur à 284 lb-ft à 241 pour cent, et sur chaque ligne de la série A50 le couple multiplié par le rapport donne environ 685 lb-ft, la valeur que la note de bas de page de Muncie donne comme « the Allison drive gear rating (for single PTO) » [la valeur nominale du pignon d’entraînement Allison, pour une seule prise de force].

La fiche technique de Volvo assortit les 100 kW de la PTR-DM d’une condition : « Gearbox oil cooler is required if used power exceeds 75 kW for more than 15 minutes. » [Un refroidisseur d’huile de boîte est requis si la puissance utilisée dépasse 75 kW pendant plus de 15 minutes.] Mack donne le même seuil pour ses unités montées sur boîte, 100 hp (75 kW) pendant 15 minutes. Les documents donnent aussi le sens de rotation. Les PTR-FL et PTR-DM de Volvo tournent dans le sens antihoraire vues de l’arrière et ses PTR-D et PTR-F dans le sens horaire, tandis que Mack et Peterbilt écrivent qu’une REPTO tourne dans le même sens que le moteur.

Comment elle s’engage, et la PTO comme fonction de régime moteur

Sur la PTR-DM, un interrupteur au tableau de bord commande une électrovanne. La vanne régule l’air comprimé vers un cylindre de commande, dont le piston déplace une fourchette et un manchon d’engagement qui relie l’arbre de liaison à l’arbre d’entrée de la prise de force. Les codes de Hydreco pour la PA43 énumèrent quatre types d’engagement : continu, électrique/hydraulique en 12 V ou 24 V, et hydraulique.

Dans les documents des constructeurs, PTO désigne aussi une fonction de commande. Volvo et Mack notent que le terme « has come to mean both the function of maintaining constant engine speed during use of auxiliary equipment, as well as a term for the auxiliary equipment itself » [en est venu à désigner à la fois la fonction de maintien d’un régime moteur constant pendant l’utilisation d’un équipement auxiliaire et l’équipement auxiliaire lui-même], et ils comparent la fonction à un « cruise control for the engine » [régulateur de vitesse pour le moteur]. Ils en citent deux types. Electronic Hand Throttle est un équipement de série, commandé par les boutons du régulateur de vitesse. La PTO « Physical » ou « wired » [physique ou câblée] est le plus souvent associée à des accessoires entraînés par le moteur ou la boîte de vitesses ; l’équipement est généralement câblé au contrôleur de la fonction PTO, de sorte que l’engagement de l’un active l’autre. Avec I-Shift ou mDRIVE, une fonction Output Control permet « to prevent engagement of the auxiliary equipment until certain conditions are met » [d’empêcher l’engagement de l’équipement auxiliaire tant que certaines conditions ne sont pas remplies], par exemple frein de stationnement serré ou régime moteur compris dans une plage. Le manuel de Peterbilt comporte PTO Mode Control et PTO Speed Control pour ses moteurs MX.

Sur les camions électriques

La fiche technique de Volvo applique aussi la PTR-DM aux camions électriques. Le régime et la puissance dépendent alors du rapport de la boîte de vitesses et du régime des moteurs électriques, et l’unité « can be used only when the vehicle is at a standstill » [ne peut être utilisée que véhicule à l’arrêt]. La liste de pièces de Scania a une entrée distincte pour l’ePTO sur véhicules électriques. Les prises de force électriques et électromécaniques citées pour des châssis particuliers figurent dans camions-poubelles et camions-bennes.

Comment la certification CO2 de l’UE compte une prise de force désengagée

En vertu du règlement (UE) 2017/2400, les constructeurs déterminent les valeurs de CO2 des véhicules lourds neufs avec un outil de simulation, VECTO, et une prise de force a ses propres entrées dans le règlement. Dans le texte publié en 2017, « Les essais sur la boîte de vitesses peuvent être effectués avec ou sans mécanisme d’entraînement de prise de force et/ou prise de force » (annexe VI, point 3.1.3.5). Les pertes d’une prise de force sont alors tirées de valeurs standard. L’annexe IX, point 3.6, indique que ces valeurs représentent les « pertes de puissance en mode de conduite normale lorsque la prise de force est débranchée / désengagée », tandis que la consommation lorsque la prise de force est engagée est « ajoutée par l’outil de calcul de la consommation d’énergie des véhicules ». L’annexe III prévoit pour cela deux paramètres d’entrée, PTOShaftsGearWheels (P247) et PTOOtherElements (P248), et le dossier d’enregistrements du constructeur comporte une ligne « Prise de force (oui/non) » (annexe IV, partie I, point 1.3.8).

Un mécanisme d’entraînement seul avec un seul pignon engagé placé au-dessus du niveau d’huile spécifié, sans engrènement supplémentaire, compte pour 0 W.