Notions de base et différents éléments du circuit :

Le radiateur a pour objet le refroidissement du liquide par contact avec l'air. Plus la surface d'échange est importante et meilleur sera le refroidissement. Il est placé derrière la calandre et relié au moteur par des durites en caoutchouc souple. Le niveau de liquide doit être à environ 5 cm en dessous de l'orifice de remplissage. Il est conseillé de vérifier régulièrement l'état des durites et toute fuite du radiateur. Il est conseillé également de nettoyer très délicatement les alvéoles du radiateur pour retirer les insectes, feuilles et autres saletés. Attention, les alvéoles sont fragiles et parfois rouillées : il vaut mieux souffler de l'arrière du radiateur vers l'avant.

Un ventilateur à 3 pâles et de grand diamètre placé à l'arrière du radiateur permet d'augmenter le passage de l'air sur ce dernier lorsque, par exemple, la vitesse diminue dans une côte.
Jusqu'en février 1959, le ventilateur n'est pas débrayable. Il n'y a pas non plus de jauge de température du liquide de refroidissement. Cette amélioration n'est apportée en février 59 que sur la Berline Luxe (apparue en septembre 1954) et la Berline Luxe sans toit ouvrant (apparue en octobre 1955). Le fait d'avoir un ventilateur qui ne se met en marche qu'au delà de 84°C et s'arrète lorsqu'on tombe en dessous de 75°C permet au moteur de gagner un peu de puissance quand le ventilateur ne tourne pas. Cela permet également une légère économie d'essence et moins de bruit. Le système est emprunté à la 403 qui fut la première voiture dotée en série de cet équipement.

Le ventilateur est entraîné par une courroie (voir également ci-dessous "pompe à eau") dont il faut vérifier la bonne tension. Réglage de la tension de la courroie : Il faut basculer la dynamo, desserrer le boulon de réglage, faire basculer l'ensemble pour obtenir la tension désirée (attention... pas trop !) et rebloquer l'écrou. Une courroie détendue patine, s'use rapidement et entraîne un débit insuffisant de la dynamo et un refroidissement inefficace.

Une pompe à eau accentue la circulation naturelle (différence de densité eau chaude/eau froide) du liquide dans le circuit de refroidissement. Le ventilateur, placé devant la pompe à eau sur le même axe, est mis en rotation par une courroie en caoutchouc de section trapézoïdale. Cette courroie est entraînée par une poulie montée sur le vilebrequin et permet donc de faire tourner le ventilateur et également d'actionner la pompe.

Une vanne thermostatique (plus connue sous la marque "calorstat") est généralement placée derrière la pompe à eau. C'est une sorte de soupape qui fonctionne selon la température (chaud=ouverture et froid=fermeture, pour simplifier). Ce système permet d'amener le moteur, lorsqu'il est froid, à une bonne température de fonctionnement plus rapidement en faisant circuler l'eau sur un circuit plus court (et donc moins refroidi). Lorsque la bonne température dans le moteur est atteinte, le calorstat s'ouvre et permet à l'eau de circuler dans l'ensemble du circuit, vers le radiateur qui en assure le refroidissement. En cas de problème et pour vérifier son bon fonctionnement, il faut déposer cette pièce. Elle est soit dans la culasse (plus compliqué), soit dans l'arrivée de la durite amenant l'eau au radiateur. Il faut alors plonger le calorstat dans une casserole d'eau bouillante et vérifier qu'il s'ouvre. Si ce n'est pas le cas, il faut changer la pièce.