1er juin 2015

Implémentation en série du rapport volumétrique variable annoncée à la conférence internationale « SIA Powertrain »

Les 27 et 28 mai dernier s’est tenue la conférence internationale « SIA Powertrain » organisée par la Société des Ingénieurs de l'Automobile (SIA). Elle a montré que le potentiel du moteur à allumage commandé est encore élevé et que ses voies de développement sont multiples, avec notamment l’arrivée du rapport volumétrique variable.

Poussé par les réglementations sur le CO2 et les limites d’émissions polluantes, jamais le moteur thermique n’a intégré autant de révolutions technologiques que sur ces dix dernières années. Les évolutions actuelles seront de plus en plus performantes : suralimentation, injection directe, allumage haute énergie, gestion thermique multi-voie, réduction des frottements, matériaux, etc.

Le nombre d’application avec cycle Atkinson ou Miller vont se multiplier, de même que la suralimentation complémentaire avec compresseur électrique. Etudiée depuis quelques décennies, l’implémentation de systèmes de variation du rapport volumétrique (VCR) a été annoncée pour plusieurs applications dans environ 5 ans. Christian Chapelle, directeur Systèmes d’ingénierie de Transmission et de Châssis chez PSA Peugeot Citroën : « Le VCR est le « Saint Graal » des ingénieurs car il permet de supprimer le compromis sur le rapport volumétrique alors qu’une limite fondamentale des moteurs à allumage commandé est le cliquetis. On verra plusieurs VCR dans quelques années ». Ces propos sont confirmés par plusieurs intervenants. Alain Raposo, vice-président Alliance Renault-Nissan : « Oui il y aura bientôt des moteurs avec VCR mais quelles seront les technologies employées ? Il y a de nombreuses solutions venant de plusieurs pays. Le coût restera un challenge ». Toshifumi Takaota, directeur général des technologies moteur avancées de Toyota : « Il y a déjà différents systèmes variables et des cylindres désactivables, la prochaine étape sera le VCR ».

La présence de qualités de carburants différentes à travers le monde est un frein au développement technologique des moteurs et à la standardisation des composants. Une autre limite en Europe est l’incertitude sur les futures réglementations anti-pollution qui sont annoncées pour des applications à court et moyen terme, tant sur l’Euro 6c que sur la procédure de mesure en cycle réel RDE.

Les limites techniques sont encore repoussées. Toyota a présenté son étude d’un moteur à allumage commandé atteignant un rendement de 40% : taux d’EGR allant jusqu’à 28%, « tumble » optimisé, allumage haute énergie. Le spécialiste AVL a quant à lui exposé des études visant une consommation spécifique de 200 g/kWh (rendement de 43%, « rightsizing », cycle Miller, EGR refroidi) ou une puissance spécifique de 200 kW/l pour une application non-sportive (8000 tr/min, compresseur électrique en complément de turbocompresseurs) ! Pour qu’un même moteur propose à la fois ces deux orientations extrêmes, un système VCR variant le rapport de 8 :1 à 13 :1 sera nécessaire.

Patrice Marez, directeur Conception du Système chaîne de traction de PSA Peugeot Citroën, conclut en confirmant que le moteur allumage commandé a encore un grand avenir. Il ajoute : « Il n'y a pas une seule voie de développement pour ce type de moteur et la comparaison avec le diesel continue, notamment sur le rapport CO2/coût ».

  Yvonnick Gazeau

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