28 mai 2014

L’avenir du moteur Diesel aux Congrès International SIA POWERTRAIN

La 26ème édition du Congrès International « ROUEN 2014 - SIA Powertrain » qui s’est déroulée les 21 et 22 mai dernier a réuni plus d’une vingtaine d’exposants et 350 visiteurs du marché européen, mais également asiatique et américain.

La présence des professionnels de ces deux derniers continents n’est pas un hasard car, si la part de Diesel sera en baisse dans les années à venir, cette motorisation va progresser en volume en Inde, aux USA et en Chine. Les marchés du Japon et de la Corée, jusqu’alors réticents, changent progressivement d’opinion au regard de l’avantage consommation.

Si les émissions nocives émises par les véhicules Diesel un sujet récurrent dans les médias, cette polémique n’a lieu qu’en France et pour des raisons politiques. En effet, en 2011 les particules (PM) en suspension dans l’air n’étaient dues au transport routier qu’à hauteur de 5% alors que l'agriculture/sylviculture et l'industrie manufacturière représentaient respectivement 52% et 31% (Source CITEPA, Centre Interprofessionnel Technique d’Etudes de la Pollution Atmosphérique). Concernant les particules fines (PM2,5), le transport routier est en cause pour 18%. Cependant, 55% des émissions des oxydes d'azote (NOx) sont dues aux transports. La norme Euro 5 a généralisé le filtre à particules FAP (99,9% des PM sont filtrées quelle que soit la température à l’échappement) et l’Euro 6b introduite cette année limite les émissions de NOx à 80 mg/km contre 180 mg/km en 2011 et 500 mg/km en 2001. Par ailleurs, l’euro 6b marque un quasi alignement des limites d’émissions entre les moteurs Diesel et essence, le premier conservant un avantage de 15% en émissions de CO2 sur le second.

Nouveau moteur Renault 2.3 dCi (M9Tgen4)
à turbosuralimentation à étage

Trois challenges conditionnent l’avenir du moteur à allumage par compression. Son coût de fabrication doit être contenu afin de rester compétitif face à la motorisation à essence. La principale raison de hausse est l’ajout des systèmes de post-traitement des NOx. Le second challenge est l’évolution de la norme antipollution. L’Euro 6c ne devrait plus s’appuyer sur le cycle NEDC mais utilisera la procédure WLTP plus stricte et le cycle WLTC qui demande plus d’énergie alors que les limites d’émissions ne seront pas modifiées. Les véhicules devront être encore plus dépollués et sur une plus grande plage de charge et régime. Quelques constructeurs et équipementiers s’inquiètent du retard de la définition des Euro 6c et Euro 7. Des développements ont dû être suspendus et la question d’un report de ces introductions est posée. Enfin, le 3ème challenge est maintenir l’avantage du diesel en émissions de CO2 sur le moteur essence, qui lui aussi progresse.

Les contraintes majeures des années à venir sont les réglementations sur les émissions de CO2 en 2020 et au-delà (Europe : 95 g/km, USA : 110 g/km). Les progrès viendront du véhicule (allègement, baisse des résistances à l’avancement, fonction « roue libre », etc.) et des nouveaux développements des moteurs. Bruno Covin, responsable des groupes motopropulseurs de l’Alliance Renault Nissan : « Le moteur Diesel a encore des marges de progression par le downsizing et le downspeeding. Nous allons augmenter le couple à très bas régime et combiner le moteur à un système électrique d’apport de couple. Il y aura aussi des progrès sur les frottements et sur la combustion ». Les équipements périphériques vont accompagner ces évolutions. Michael Gassen, President de Delphi EMEA : « Nous venons de présenter une nouvelle famille de systèmes d’injection capables d’injecter sous une pression de 2500 bars. L’industrie du poids lourds vise maintenant 3000 bars et cette tendance sera suivie par celle de la voiture ».

A l’objectif CO2 s’ajoute la contrainte de dépollution Euro 7 (en cours de définition) et surtout la norme LEVIII SULEV des USA pour 2025 avec notamment une limite des émissions combinées de NOx et NMOG (gaz organiques non-méthane) à 30 mg/mile. Le système SCR est la priorité des motoristes car cette voie permet d’orienter la combustion vers des émissions moindres de CO2, les rejets supérieurs de NOx pouvant être traités par ce système efficace. PSA a déjà amorcé la tendance en généralisant le FAP en 2001 et le SCR cette année. Patrice MAREZ, directeur de la conception des moteurs chez PSA Peugeot Citroën : « Nous avons fait le choix du SCR pour tous nos véhicules Diesel Euro 6b. Cet équipement est aujourd’hui cher mais c’est le plus performant, surtout grâce à notre montage exclusif de SCR en amont du FAP. Il ouvre en outre de nouvelles opportunités de réduction de la consommation ». Les développeurs travaillent également sur d’autres combinaisons. Jürgen Gerhardt, vice-président senior de la division ingénierie des systèmes diesel chez Bosch : « Le concept d’un catalyseur et d’un module regroupant FAP et SCR après turbo, suivi d’un second SCR en soubassement, est très prometteur ».

Dans tous les cas la consommation d’AdBlue nécessaire au fonctionnement du SCR augmentera. Actuellement à environ 0,7 l/1000 km, elle pourrait monter jusqu’à 2,5 l/1000 km. Il ne sera alors plus possible d’attendre une révision du véhicule pour effectuer le remplissage de ce réservoir dans un garage. Le réservoir sera plus petit qu’aujourd’hui et l’utilisateur fera lui-même le plein avec des bidons ou peut-être une pompe en station-service. Le prix de l’AdBlue est actuellement à 0,4 €/l.

  Yvonnick Gazeau

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