Un allumage à laser récompensé par le BMW Group's Scientific

Le BMW Group's Scientific est un prix récompensant financièrement les jeunes chercheurs pour leurs thèses et mémoires. Le vainqueur est Torsten Kroker qui a mis au point des techniques de traitement totalement nouvelles permettant l'utilisation des nanotubes de carbone dans l'industrie. Les travaux de Johannes Tauer, qui tient la seconde place, pourrait un jour s'avérer intéressant pour l'industrie automobile. Le physicien de Vienne révolutionne un système vieux de 100 ans: le remplacement des bougies pour enflammer le mélange des moteurs à essence par un rayon laser. Dans le cadre de sa thèse, Tauer a mis au point une bougie à laser prototype capable d’améliorer les performances des moteurs et dans le même temps de réduire la consommation de carburant et les émissions. "L'idée d’enflammer un mélange avec un laser n'est pas nouvelle", dit l'Autrichien, "elle a déjà été testée quelques années après la première démonstration expérimentale du laser en 1960", poursuit-il. Les projets antérieurs ont surtout échoué en raison d’une mauvaise adéquation avec un usage courant : les bougies étaient trop volumineuses pour être utilisées dans un moteur, elles ne fournissaient pas suffisamment d'énergie ou elles n'étaient pas suffisamment robustes pour fonctionner de manière constante dans un environnement subissant des températures et des vibrations élevées.

Afin de satisfaire les besoins de plus en plus urgents d’une plus grande efficacité énergétique et d’une réduction des émissions des moteurs, les constructeurs automobiles doivent, entre autres choses, accroître la pression moyenne dans les cylindres. Avec des bougies classiques, l’augmentation de la tension de l'allumage conduit à une érosion des électrodes et finalement à des défaillances de fonctionnement. L’intérêt du système de Tauer est que sa bougie n'a pas d'électrodes ; elle est donc plus adaptée aux pressions élevées. En outre, un allumage à laser peut également être utilisé pour enflammer les mélanges encore plus pauvres. Ce concept améliore le rendement et surtout réduit la consommation de carburant et les émissions d’oxyde d'azote. Un autre avantage est la plus grande polyvalence du rayon laser. "Avec les bougies, l'étincelle est situé juste à côté de la électrodes, générant des pertes", explique Tauer. Un allumage à laser peut ajuster le point de départ du front de flamme dans le cylindre, assurant ainsi une meilleure efficacité de la combustion et la production d’énergie.

De nouvelles recherches seront toutefois nécessaires avant que les véhicules soient équipés d’un allumage à laser car le système est actuellement encore trop onéreux pour une utilisation en grande production. Si son invention s'avère positive, Tauer pourra participer à l’adaptation de l’allumage à laser des moteurs BMW. "Ce serait fantastique", admet le jeune physicien, son CV au prêt.
  Yvonnick Gazeau