Un indice d’octane est une désignation qui fait référence à la résistance à la détonation d’un mélange de carburant particulier. Il existe deux principaux systèmes d’indice d’octane, et un troisième est une moyenne des deux premiers. Les cotes sont déterminées dans des moteurs d’essai en vérifiant d’abord les caractéristiques de détonation d’un mélange de carburant, puis en les comparant à divers rapports d’iso-octane et d’heptane. Un mélange de carburant avec un indice d’octane de 80 aurait des caractéristiques de détonation similaires à un mélange de 80 % d’iso-octane et de 20 % d’heptane. Dans certaines circonstances, un carburant peut avoir une cote supérieure à 100, car certaines substances ont une meilleure résistance à la détonation que l’iso-octane pur.
Dans un moteur à combustion interne typique, le mélange air/carburant est destiné à s’enflammer et à brûler dans un processus contrôlé connu sous le nom de déflagration. La détonation se produit lorsque le mélange air/carburant s’enflamme de manière incontrôlée à l’extérieur du front de flamme qui commence à la bougie. Le processus de détonation est parfois appelé cliquetis ou cliquetis, et il peut entraîner une augmentation de la pression dans les cylindres et de graves dommages au moteur. Les moteurs à compression plus élevée sont à la fois plus efficaces et plus susceptibles de provoquer une détonation, il peut donc être nécessaire que le carburant ait des caractéristiques anti-détonantes.
Pour créer une référence par laquelle les carburants pourraient être mesurés, l’iso-octane a été choisi en raison de sa résistance à la détonation. Étant donné que l’heptane augmente la probabilité de détonation, cette substance est généralement mélangée pendant les tests. Les deux principales méthodes d’essai pour déterminer l’indice d’octane sont représentées par l’indice d’octane de recherche (RON) et l’indice d’octane du moteur (MON). Le RON d’un carburant est déterminé en brûlant un carburant dans des conditions contrôlées dans un moteur qui a une compression variable à 600 tours par minute (RPM). Des vitesses de plus de 900 tr/min sont utilisées pour obtenir le MON, qui utilise également un mélange air/carburant préchauffé et un calage d’allumage variable.
Le troisième type d’indice d’octane est l’indice antidétonant (AKI), qui est la moyenne du RON et du MON pour un carburant particulier. Chacun de ces chiffres indique comment un carburant se compare en termes de résistance à la détonation à un mélange d’iso-octane et d’heptane, et peut être utile pour prédire comment il réagira dans les moteurs modernes à haute compression. De nombreux moteurs ont un indice d’octane minimum suggéré pour le carburant, et tout ce qui est inférieur peut entraîner une détonation et endommager le moteur.
Les indices d’octane se réfèrent uniquement aux qualités anti-détonantes et n’indiquent pas nécessairement la capacité énergétique ou quoi que ce soit d’autre. Malgré ses excellentes propriétés anti-détonantes, l’iso-octane a en fait un contenu énergétique inférieur à celui de nombreux autres carburants. La puissance qui est souvent associée à des indices d’octane élevés se rapporte généralement à une compression élevée. Les moteurs modernes avec des taux de compression élevés ont tendance à être plus puissants et nécessitent un carburant à indice d’octane élevé afin d’éviter la détonation. Même si le carburant lui-même a un contenu énergétique relativement faible par rapport à son volume, comme l’essence mélangée à de l’éthanol, un moteur à taux de compression élevé peut tout de même produire une puissance exceptionnelle.