La combustion interne d’un moteur à explosion dégage une forte chaleur (de l’ordre de 20000 C). Il est donc indispensable de bénéficier d’un refroidissement évitant la surchauffe qui peut aller jusqu’à la fusion de certains métaux.
C’est encore celui le plus utilisé, à la différence de l’automobile où il est pratiquement abandonné. C’est ici l’air relatif balayant le moteur sous l’effet de la progression de, qui dissipe la chaleur produite, en particulier, au niveau de la culasse et du cylinder, pour augmenter la surface de contact entre le metal et l’air, culasse et cylinder sont profondement ailetées.
C’est celui qui, de tout temps, a été le plus utilisé sur les voitures. II n’est apparu sur les motos de grande série que récemment, sous la triple nécessité de la circulation urbaine, du tout terrain et de l’accroissement du rendement des motos routières.
Comme sur les voitures, on trouve un réservoir fermé associé à un vase d’expansion et à une pompe de circulation. Bloc cylindre(s) et culasse(s) sont percés de passages permettant à l’eau de circuler pour permettre l’échange thermique. Les calories sont cédées au niveau du radiateur, doté d’un ou plusieurs ventilateurs pour permettre le refroidissement à faible vitesse ou lorsque la machine est à l’arrêt, moteur tournant.
Les avantages sont en proportion inverse des inconvénients du refroidissement par air. Il faut cependant noter qu’un tel système est assez complexe et pénalise donc le prix de la machine. Par ailleurs, il entraîne un surcroît de poids très sensible. II faut aussi signaler les risques de pannes liés au grand nombre d’éléments en jeu, ainsi qu’aux risques de fuites toujours redoutables sur ce type de circuit. Les menaces de gel sont aujourd’hui écartées si l’on prend soin d’utiliser du liquide de refroidissement permanent contenant de l’antigel et des additifs antitartre.