Dans les deux cas, la puissance P est celle fournie par un cheval qui soulève une charge de masse m à la vitesse verticale v. On note g l'accélération de la pesanteur. Cette puissance P s'exprime ainsi :
P = m⋅g⋅v
Dans le système métrique
D'après la définition du Cheval-vapeur en système métrique, on prend :
- m = 75 kg ;
- v = 3,6 km⋅h = 1 m⋅s ;
- à Paris, g = 9,80665 m⋅s ;
D'où, par application numérique :
P = m⋅g⋅v = 735,49875 W = 1 ch.
Dans le système impérial : horsepower
Le horsepower, le cheval-vapeur en système anglo-saxon, dit « impérial », se calcule comme suit :
- m = 55 livres (une livre = 0,45359237 kg) ;
- v = 10 pieds par seconde (un pied = 0,3048 m) ;
- g = 9,80665 m⋅s ;
P = m⋅g⋅v = 745,6998 W = 1 hp.
Puissance SAE et puissance DIN
Deux écoles coexistent pour mesurer la puissance d'un moteur d'une automobile.
Pour les européens, la norme a été établie par le Deutsches Institut für Normung (Institut allemand de normalisation, fondé en 1917 à Berlin) plus connu sous son sigle DIN. Il s'agit de la norme DIN 70020 (NB : le cheval-vapeur allemand s'appelle Pferdestärke, et son symbole est PS). La puissance est mesurée à la roue, avec le moteur de série équipé de tous ses accessoires, de ses échappements et de sa transmission de série.
Pour les américains, la norme a été établie par la Society of Automotive Engineers (Société des ingénieurs de l'automobile, fondée en 1905 à Troy, dans le Michigan) plus connue sous son sigle SAE. La puissance est mesurée à la sortie du vilebrequin de façon à éviter les pertes de puissance dues à la transmission. À l'origine, la SAE avait établi un protocole de mesure sur banc avec un moteur de série débarrassé de ses accessoires, et parfois même de ses échappements. La puissance était mesurée en brake horsepower (bhp), ou puissance au frein.
La norme était la J245. Mais en 1972, la SAE a revu sa copie en édictant la norme J1349. Désormais, la puissance est mesurée avec le moteur équipé de ses accessoires et de ses échappements de série. Il en résulte donc que les chiffres de puissance annoncés en norme SAE sont largement supérieurs à ceux exprimés en norme DIN. Par ailleurs, les protocoles de mesure étant différents, il n'existe pas de règle de conversion pour passer d'une mesure à l'autre.
