Les moteurs de demain

Halte à la pollution et à la crise pétrolière ! L’avenir de l’automobile est bel et bien en train de changer. Zoom sur les solutions techniques à apporter aux voitures d’aujourd’hui mais surtout à celles de demain.

S’il semble indispensable de maîtriser la présence des véhicules dans nos villes, en attendant un futur changement de mentalités, d’infrastructures et de fiscalité, les constructeurs développent ou perfectionnent des technologies destinées à diminuer drastiquement l’impact écologique des déplacements individuels.

Premier point important sur lequel les constructeurs planchent : réduire le poids des véhicules sans compromettre la sécurité et le confort. L’utilisation de matériaux légers (aluminium, magnésium, acier à haute limite élastique) permet déjà de diminuer le poids d’un véhicule d’une génération à l’autre. Une tendance de plus en plus marquée ces derniers mois. Ainsi, la nouvelle Mazda 2 est plus légère d’environ 100 kg par rapport à la précédente génération. La Renault Laguna – troisième génération – fond également de 15 kg malgré des mensurations en hausse. D’autres solutions  » simples  » permettent également de diminuer la consommation par des modifications aérodynamiques, la monte de pneus moins larges, ou encore des rapports de boîte plus longs pour baisser le régime sur l’autoroute… C’est le cas des véhicules badgés BlueMotion (Volkswagen), Ecomotive (Seat), Greenline (Skoda),  » e  » (Audi), Econetic (Ford)… Même si pour le moment, l’argument reste un effet marketing avant tout, les voitures ainsi modifiées n’en présentent pas moins des chiffres de consommation intéressants.

Autres techniques qui tendent à se généraliser pour le moment : le remplacement d’éléments mécaniques traditionnels par des variantes  » intelligentes « . Concrètement, le vieil alternateur (destiné à recharger la batterie de la voiture) fonctionnant constamment fait désormais place à un module qui se désolidarise lors des phases d’accélérations. La pompe à eau et la direction assistée réduisent également l’énergie lorsque leur fonctionnement n’est pas essentiel (exemple : en ligne droite sur autoroute, les nouveaux modules d’assistance ne consomment plus d’électricité). Pour le moment, ces solutions sont surtout défendues par BMW et son excellent programme baptisé  » Efficient Dynamics « . Autre nouveauté importante : la généralisation de boîte de vitesses robotisée à double embrayage (technique inaugurée par le groupe Volkswagen mais dorénavant disponible aussi chez Volvo et Ford). Grâce à des changements de rapports très rapides, il n’y a plus de rupture de charge lors des accélérations (la poussée est quasi continue et non plus  » hachée  » par les man£uvres de débrayage, déplacement du levier et embrayage) ce qui a pour effet bénéfique de baisser la consommation.

Objet de toutes les attentions

Si le perfectionnement de tous les éléments périphériques (poids, aérodynamisme, organes mécaniques, transmission…) permet de limiter la consommation, le moteur en lui-même fait également l’objet de toutes les attentions des constructeurs. La généralisation de turbocompresseurs (simple ou double) à géométrie variable, de l’injection directe haute pression, de la distribution variable électronique… a permis d’augmenter considérablement le rendement des moteurs thermiques traditionnels et donc de permettre une diminution de la cylindrée. Il est dorénavant tout à fait commun qu’un petit 1.5l diesel anime une grande berline (Renault Laguna, par exemple) ou qu’un 1.4l essence suffise à mouvoir un SUV (Volkswagen Tiguan) sans problème. La prochaine grande révolution dans le domaine sera la commercialisation en grande série d’un moteur essence à autoallumage homogène. Concrètement, avec cette technique la combustion du mélange n’est plus provoquée par une étincelle (bougie d’allumage), comme dans un moteur à essence conventionnel, mais bien suite à la compression du mélange air-carburant jusqu’à l’autoallumage (à l’instar des moteurs diesel).

Cette technique permet d’augmenter le rendement des moteurs essence (et ainsi donc de diminuer la consommation) pour approcher l’efficacité des moteurs diesel tout en évitant les émissions nocives de ce carburant, principalement les oxydes d’azote (NOx) et les particules de suie. Mercedes fait de cette technologie son nouveau cheval de bataille (baptisé Diesotto) et devrait s’en servir pour motoriser ses prochains véhicules. Dans un autre style, remarquons également que les moteurs développés actuellement sont destinés à accepter de brûler du biocarburant (bioéthanol ou biodiesel) de plus en plus concentré. Actuellement, le E85 (soit 15 % d’essence pour 85 % de bioéthanol) est la norme. Mais le E100 (soit du bioéthanol pur) devrait prochainement se généraliser en Europe (Saab possède déjà un prototype acceptant de rouler avec ce carburant).

De plus en plus de constructeurs proposent également des moteurs fonctionnant au gaz naturel (comme Opel sur son monovolume Zafira ou son utilitaire Combo, par exemple). Pour le moment, ce carburant se montre économiquement intéressant. Mais le gaz naturel étant un produit pétrolier, difficile d’imaginer que son prix reste stable durant les prochaines années. D’un point de vue écologique, le gaz naturel combine les faibles émissions CO2 d’un moteur diesel tout en restant pauvre en particules fines et NOx. Mais il est indispensable de contrôler la bonne combustion du carburant et d’installer un catalyseur car le méthane imbrûlé participe également fortement à l’effet de serre.

Hybride, c’est pour bientôt ?

En attendant la généralisation des véhicules dits  » ZEV  » (pour Zero Emission Vehicle, soit les voitures ne rejetant directement aucune émission nocive), la technique de l’hybridation se profile comme la plus intéressante à moyen terme. Hybride signifie simplement que différentes énergies sont utilisées pour mouvoir le véhicule. Les mariages les plus connus sont l’électricité-essence ou l’électricité-diesel. De nombreux types différents existent : on distingue généralement les véhicules  » full-hybride  » (soit ceux qui peuvent se mouvoir de la seule énergie électrique comme la Toyota Prius) des  » mild-hybride  » (présentant des caractéristiques comme la récupération d’énergie au freinage pour recharger les batteries ou la coupure automatique du moteur à l’arrêt comme sur la Smart Fortwo MHD par exemple).

Plus prometteur pour l’avenir, les  » full-hybride  » se divisent également en deux grandes familles : les systèmes qui fonctionnent en parallèle (où seul le moteur électrique anime les roues, le moteur thermique ne servant qu’à recharger les batteries) ou ceux fonctionnant en série (les deux moteurs peuvent, suivant les conditions, entraîner simultanément les roues). La technologie hybride en soi n’est pas neuve mais pour espérer une véritable généralisation de ce type de véhicules, il faut attendre la production en masse de la prochaine génération de batteries (lithium-ion) plus puissantes et à la durée de vie plus importante (on parle de 2010). Dans un premier temps, à cause de l’encombrement des batteries, ce seront les gros véhicules comme les SUV (Porsche Cayenne ou BMW X6) ou les grosses berlines (Porsche Panamera ou Lexus LS) qui profiteront des chaînes cinématiques hybrides. Mais, la miniaturisation aidant, des citadines devraient ensuite également en bénéficier.

Par rapport aux véhicules hybrides, les voitures électriques possèdent des avantages (comme par exemple une plus grande légèreté car elles ne doivent pas déplacer inutilement un moteur thermique) mais disposent actuellement d’une autonomie encore peu convaincante et nécessitent, en outre, une infrastructure de recharge plus lourde (les hybrides peuvent recharger leurs batteries de manière autonome). Même si  » faire le plein  » de sa voiture électrique à domicile peut paraître séduisant, il faut par contre impérativement disposer d’une alimentation facilement accessible (comme dans un garage, mais ceux-ci restent peu nombreux dans les centres-villes).

Autre point : une batterie aussi évoluée soit-elle possède une durée de vie (calculée en nombre de cycles de charge et de décharge) limitée. Difficile d’imaginer que sa voiture ne possède plus que quelques heures, voire quelques minutes d’autonomie après quatre ans d’utilisation (comme c’est le cas avec un ordinateur portable par exemple, toutes proportions gardées…).

Jean-François Christiaens