C'est très délicat de généraliser.
Une des principales raisons du rendement inférieur d'un moteur essence par rapport au diesel est que, dès qu'on n'appuie pas à fond, le papillon des gaz produit un frottement important en gênant le passage de l'air. Partant de là, on pourrait penser que le meilleur rendement est toujours obtenu en appuyant à fond (et donc en baissant le régime au lieu de lever le pied, autant que possible, lorsqu'on veut moins de puissance).
De plus, moins le moteur tourne vite, moins il produit de frottements.
Mais il y a un certain nombre de subtilités quand-même:
-le taux de compression du moteur est généralement calculé pour maximiser le rendement en utilisation courante. Ce qui fait qu'à pleine charge, le moteur peut parfois asiprer un peu trop d'air: pour éviter le cliquetis, l'allumage est retardé et le rendement légèrement dégrade (phénomène plus important sur un moteur turbo à usage sportif). Dans ce cas l'idéal est donc d'appuyer un peu moins que le maximum.
-à bas régime, qu'on appuie à fond ou aux 3/4, ça ne change rien, le moteur arrive à aspirer quasiment autant d'air dans les 2 cas. Donc pour être un peu en-dessous du maximum, il faut lever le pied de manière assez importante.
-les lois d'ouverture des soupapes et les phénomènes acoustiques dûs aux collecteurs d'admission et d'échappements font que le remplissage maximal du moteur varie selon le régime: d'où la courbe de couple, avec un maximum situé quelquepart entre le régime minimal et le régime de puissance maximale.
A première vue, le meilleur rendement s'obtient donc au régime de couple maxi en appuyant presque à fond (appuyer à fond est souvent un bon compromis car plus facile à faire que de chercher 80-90% du couple maxi avec le pied droit), ou à un régime un peu inférieur en appuyant au maximum.
Forcer à très bas régime n'est pas forcément très pénalisant, contrairement à une idée reçue datant des carburateurs produisant un mauvais mélange à bas régime, surtout avec un papillon des gaz ouvert à fond qui ne produit pas beaucoup de turbulences. Mais comme ça n'est pas totalement optimal, inutile de se priver d'une accélération plus forte, si on a réellement besoin d'accélérer.
A haut régime, le rendement chute progressivement. D'abord doucement après le régime de couple maxi, puis de plus en plus vite. Au régime de puissance maxi, le rendement est déjà loin d'être optimal: si la puissance n'augmente plus avec le régime, c'est que le couple diminue plus vite que le régime n'augmente: la consommation instantanée augmente toujours, alors que la puissance va commencer à diminuer.
Un "détail" important: le régime de couple maxi donné par le constructeur est mesuré en appuyant à fond sur l'accélérateur. Plus on lève le pied, plus le régime de couple maxi chutera. Dans un cas extrême (sans appuyer sur l'accélérateur), le couple maxi se trouvera même en-dessous du régime de ralenti: au régime de ralenti on n'a aucun couple, au-delà le moteur freine la voiture, alors qu'en-dessous on peut faire avancer la voiture, ce qui se produit si on embraye sans toucher à l'accélérateur. Donc il ne sert à rien de parler du régime de couple maxi "habituel" dès qu'on n'appuie pas à fond: la meilleure puissance et le meilleur rendement seront alors toujours à un régime inférieur. Sinon on resterait au régime de couple maxi même au feu rouge...
Pour résumer, l'idéal lorsqu'on veut accélérer est de rester entre le régime où le couple commence à être bien présent, et le régime de couple maxi. Mais souvent on n'a pas besoin d'accélérer, ou au contraire on a besoin d'accélérer fortement.
En cas d'accélération nécessaire, on peut très bien monter jusqu'à 80% du régime de puissance maxi sans grosse perte de rendement, tant qu'on arrête dès qu'on atteint la vitesse désirée. Et ça ne coute pas grand-chose, tout en décrassant le moteur, de pousser la seconde voire la 3è au régime de puissance maxi en entrant sur une autoroute.
Lorsqu'on veut accélérer sans être pressé? Autant appuyer fortement, et passer ses vitesse au régime de couple maxi ou un petit peu après. Si on n'a pas envie de rétrograder, on ne perdra pas grand-chose à rester à plus bas régime.
Enfin, quand on ne veut pas accélérer, le régime le plus bas est le plus économique. En évitant des vibrations excessives qui fatiguent les silent-blocs.
Conclusion: accélérer en appuyant quasiment à fond, à bas ou moyen-haut régime, le tout est de passer le dernier rapport dès qu'on n'a plus besoin de puissance.
Ensuite,demander au moteur le meilleur rendement possible ne dispense pas de lui demander le moins d'énergie possible. Tout freinage est la suite d'une accélération trop forte...
En ville, même si la majorité des voitures ont un un meilleur rendement à 50 stabilisés qu'à 30 ou 40, c'est souvent négligeable face au fait d'avoir accéléré pour rien à plus de 30 ou 40, s'il faut freiner après.
Et sur autoroute, même si le rendement augmente souvent avec la vitesse, même au-delà des vitesses légales, il augmente moins vite que la résistance de l'air... donc la consommation augmente avec la vitesse.
(une garde au sol légèrement plus faible due au poids?????)