Moteur diesel

Écrit par les experts Ooreka

Parmi les différents types de moteurs, diesel, essence, électrique, à hydrogène ou hybride, les moteurs diesel sont réputés pour être plus rentables notamment que l'essence, mais aussi plus bruyants et polluants. Aujourd'hui, grâce aux progrès technologiques, ces affirmations sont souvent obsolètes.

Qu'est-ce qu'un moteur diesel ?

À l'instar du moteur à essence, il s'agit d'un moteur alternatif composé d'un vilebrequin relié au piston par une bielle. Ce système transforme les allers-retours rectilignes du piston dans son cylindre en rotation du vilebrequin, puis des roues motrices.

Appartenant à la grande famille des moteurs à combustion interne, il possède la particularité d'utiliser le phénomène d'auto-inflammation. Ainsi, l'air comprimé par la tête du piston dans le petit volume de la culasse atteint une fourchette de 500 à 700°C. À de telles températures, il suffira de pulvériser le carburant dans la culasse pour obtenir son inflammation sans besoin de bougie d'allumage.

L'autre distinction majeure concerne le carburant adapté à ce principe de fonctionnement : le gazole (ou gasoil). Ne vous trompez pas de pompe au ravitaillement !

Principe de fonctionnement du moteur diesel

En voici les quatre phases :

  • Premier temps : admission d'air frais. Ici aussi, la soupape d'admission s'ouvre un peu avant (avance ouverture admission ou AOA) afin que le piston aspire plus facilement l'air avec lui, dans sa descente vers son point mort bas (PMB). Pour l'aider, une suralimentation par turbocompresseur est très souvent ajoutée.
  • Deuxième temps : (forte) compression. Dès la fermeture de la soupape d'admission, la culasse redevient étanche. L'air emprisonné se trouve alors fortement comprimé au-dessus de la tête du piston qui remonte vers le point mort haut (PMH), au ras de la culasse. Le volume de la culasse réduit entraîne une forte élévation de pression et donc de température de l'air d'admission comprimé.
  • Troisième temps : injection et combustion-détente. Légèrement avant le point mort haut du piston, la pompe à injection pulvérise le carburant finement au travers d'un injecteur. Rapidement, cette huile lourde s'enflamme en élevant fortement la température et donc la pression sur la tête du piston. La pression est convertie en force qui la repousse vers le PMB avec la bielle, entraînant le vilebrequin en rotation. Il s'agit du seul temps moteur du cycle 4 temps, les 3 autres étant obtenus par l'inertie des pièces en mouvement.
  • Quatrième temps : échappement des gaz brûlés. À l'instar du moteur à essence, peu avant la remontée du piston vers le PMH, près de la culasse, la soupape d'échappement commence à s'ouvrir. Grâce à cette astuce de l'épure du diagramme de distribution, la ou les soupapes sont grandes ouvertes pour favoriser l'évacuation des gaz d'échappement.

Moteur diesel : les critères économiques

Achat d'un véhicule à moteur diesel

Carburant économique, reprises musclées pour les dépassements (si turbo), réputation de robustesse, autant de qualités pour permettre aux constructeurs de facilement imposer des tarifs d'achat élevés.

À leur décharge, les normes successives de dépollution, surtout les dernières Euro 5 et Euro 6, les ont obligés à équiper leurs modèles diesel de filtres à particules (FAP), puis de systèmes réduisant très fortement les oxydes d'azote. Ajoutés à l'évolution des technologies pour toujours plus d'agrément de conduite et moins de nuisances sonores, ces systèmes de dépollution toujours plus complexes induisent des pannes et des surcoûts. C'est pourquoi les petites citadines sont désormais souvent privées de motorisation diesel à commencer par la nouvelle Renault Twingo 3 ou le trio de jumelles Citroën C1, Peugeot 107 et Toyota Aygo depuis 2010...

Coût d'utilisation d'un moteur diesel

Malgré des coûts d'assurance et d'entretien souvent plus élevés que leurs homologues à essence contemporains, le moteur diesel se rattrape à partir d'un certain kilométrage, de l'ordre de 20 000 km par an. Ceci grâce à une consommation moyenne inférieure de 20 %, voire plus en ville, et un tarif à la pompe plus bas que celui de l'essence.

C'est pourquoi la part du diesel en France est passée de 30 % des immatriculations en 1990 à près de 70 % en 2013 et représente aujourd'hui presque 80 % du parc roulant de voitures particulières (VP).

Depuis 2013, cette pénétration est toutefois en baisse à moins de 60 % pour les 6 premiers mois de 2015 avec près de 600 000 unités neuves. Dans une ambiance économique bien morose, on peut d'ailleurs imaginer que l'entrée en vigueur des récentes normes Euro 5 et 6 entraînant un surcoût direct ajouté à l'ambiance médiatique anti-diesel en sont les principaux catalyseurs.

Revente d'un véhicule à moteur diesel

Encore auréolé de son ancienne réputation de fiabilité et d'économie à l'utilisation, le diesel d'occasion se revend facilement en France et à des cotes soutenues.

Cela dit, la robustesse réelle des moteurs nés jusqu'au début des années 90 n'est plus de mise aujourd'hui avec une sophistication extrême et des moteurs actuellement calculés pour 300 000 km. Il faut également se méfier des modèles utilisés principalement en ville équipés d'un FAP depuis 5 ans (norme Euro 5).

Autres critères de choix des moteurs diesel

Agrément de conduite des moteurs diesel

Naturellement souple et disponible, le moteur diesel ne doit sa percée commerciale qu'à la forte amélioration de ses performances à partir du milieu des années 80. Grâce à la suralimentation, techniquement plus facile et efficace que sur un moteur à essence, il a fortement gagné en brio et réduit ses consommations de carburant.

Par exemple : à 130 km/h sur autoroute, il est courant de lire à peine plus de 2 000 tr/m sur le compte-tours pour une voiture moyenne.

Ces qualités n'ayant pas échappé à des marques aussi prestigieuses que Jaguar, Porsche ou Maserati, elles en équipent certains de leurs modèles, diminuant par la même occasion le niveau moyen de gaz carbonique (CO²) par kilomètre de leur gamme entière. Des normes européennes imposent en effet une valeur maximale à ne pas dépasser sous peine d'amende, avec actuellement 130 g et 95 g de CO²/km en 2020.

Ultérieurement, l'évolution des systèmes d'injection avec le perfectionnement du contrôle électronique et l'arrivée des très hautes pressions de gazole, via les common rails (de 1 500 à plus de 2 000 bars), ont permis d'améliorer fortement l'agrément de conduite, même dans les délicates conditions urbaines.

Le moteur diesel : idéal pour les longs trajets !

Grâce à leur faible consommation, l'autonomie des véhicules (turbo)diesel relativement élevée est particulièrement appréciable pour les trajets qui durent ; des conditions idéales appréciées par les diesels qui éviteront de colmater leur FAP et leur EGR (exhaust gas recirculation).

Important : en ville, si l'avantage des faibles consommations demeure, les nuisances sonores et olfactives à l'échappement n'ont disparu que sur les diesels les plus récents.

Les moteurs diesel et l'environnement

Pour ne pas tomber dans le récent lynchage médiatique des moteurs diesels, il convient de se fier objectivement aux textes des normes européennes de dépollution que les constructeurs sont bien obligés de satisfaire lors de l'homologation de leurs modèles.

Pour résumer, les nouveaux modèles depuis septembre 2014, et l'ensemble des véhicules à compter de la rentrée 2015 doivent satisfaire la norme Euro 6. Sévérisée essentiellement au niveau des oxydes d'azote, on peut désormais affirmer que les niveaux de pollution globale des moteurs diesels sont désormais équivalents à ceux de l'essence. Ils sont même jusqu'à 10 fois meilleurs en termes de nombre de particules, puisqu'il existe une dérogation temporaire pour les injections directes essence jusque fin 2017.

D'autre part, contrairement au moteur essence, le moteur diesel est naturellement peu émetteur d'imbrûlés (HC), de monoxyde de carbone (CO) et de dioxyde de carbone (CO²) qui est moins un polluant qu'un gaz à effet de serre. Les plus récentes normes antipollution ont donc porté principalement sur les oxydes d'azote et les particules fines.

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