Moteur de voiture

Écrit par les experts Ooreka

Du choix du moteur de votre voiture dépendront plusieurs éléments clés, tels que l'agrément de conduite, la pollution, le budget d'achat et d'usage et la consommation d'énergie, qu'elle soit sous forme de carburants liquides ou autres comme l'électricité. Zoom sur le moteur de voiture.

Pionnières de l'évolution des moteurs de voiture

Pour une motorisation donnée, un véhicule reste un système de transport complexe et devra (re)devenir léger et aérodynamique, comme pour les démonstrateurs présentés après la Seconde Guerre mondiale, à commencer par la référence du genre : Mathis-Andreau 333.

Elle sera suivie par d'autres prototypes comme l'Alfa Roméo Bat 7, la Socema Grégoire et la Panhard Dynavia. Cette dernière inspirera les spacieuses Panhard Dyna Z1 tout en aluminium (6 places, 7 l / 100 km pour 640 kg) et les plus sportives CD (initiales de Charles Deutch). Notez aussi que les Panhard Dyna X utilisaient dès 1947, un micro flat-twin de 610 cm³ à essence tout en aluminium et doté de roulements : déjà un moteur down-sizing !

Peu après le second choc pétrolier de 1979, ces pionnières furent suivies de réalisations encore plus abouties affichant des baisses de consommation d'au moins 50 %.

Modèles : Citroën Eco 2000 ; Renault Vesta 1 et 2 ; Peugeot Vera ; Toyota Clarity FCX ; Daihatsu UFE III ; Ford Probe IV et V ; Loremo ; Twingo Smile ; Citroën AX Eco. 

Malheureusement, elles sont restées à l'état de prototypes. Certains modèles ont toutefois atteint le stade de la série, telle l'Audi A2 1,2 TDI Eco 3 l / 100 km réels, mais jamais importée en France, la plus récente VW XL1 et le démonstrateur Twingo Smile sur l'initiative de Greenpeace.

Ce sont pourtant les conditions indispensables de l'optimisation énergétique globale, dans un monde de plus de 7 milliards de conducteurs potentiels. On peut résumer ces incontournables réflexions de base d'ingénierie par la lapalissade : pour moins polluer, il faut d'abord moins consommer !

Moteurs de voiture : agrément de conduite

L'agrément de conduite regroupe les performances objectives et mesurables d'un véhicule donné avec d'autres éléments plus subjectifs tels que :

  • la sonorité ;
  • la linéarité ;
  • l'élasticité ;
  • la docilité du moteur, en trafic urbain notamment.

Moteur de voiture à essence, l'agrément faute de performances ?

Sur ce point, les moteurs à essence ou mieux, GPL ou GNV bénéficient naturellement de faibles émissions sonores et vibratoires, associées à une grande souplesse moteur, à défaut de véritables performances. Ces dernières nécessitent une suralimentation par turbocompresseur, qui va doper les valeurs de couple et de puissance. Une évolution logique et reprise à nouveau en Formule 1.

Moteur de voiture diesel : une immense évolution

Depuis quelques années, les motorisations diesel font jeu égal côté agrément de conduite avec les références historiques à essence. Toutefois, le régime de puissance maximale étant inférieur, leur élasticité reste perfectible si l'on doit conserver le même rapport de vitesse lors d'un dépassement, sans BVA.

D'autre part, malgré l'arrivée des injections modernes, l'isolation sonore et vibratoire n'est correcte que sur les véhicules les plus imposants. Cela dit, grâce à l'adoption du « turbo », naturellement bien adaptée aux moteurs diesels, ceux-ci offrent des performances très convaincantes, en particulier au niveau des reprises lors de dépassements.

À noter : le meilleur rendement naturel du cycle diesel implique des consommations basses.

Moteurs électriques, parfaits ?

Abordons le cas particulier des véhicules à propulsion ou traction électrique, voire transmission intégrale. Grâce au très fort couple naturel dès les plus bas régimes et au régime de rotation élevé de leur moteur, ces véhicules électriques peuvent se passer d'embrayage et de boîte de vitesses.

De plus, les vibrations ou les nuisances sonores sont absentes. Au final, leur agrément de conduite est, de loin, le meilleur en particulier en cycle urbain ou sur la route, avec des dépassements rapides et sûrs.

Reste à résoudre l'éternel problème de l'autonomie et du temps de recharge pour que l'automobile du 21e siècle ne soit plus reléguée au second rôle. Jusqu'en 2020, l'autonomie moyenne théorique va doubler et donc atteindre au moins 300 km, tandis que les modèles premium dépassent déjà les 550 km dans certaines conditions de conduite (Tesla Model S P90).

En attendant une hypothétique batterie miracle, il existe déjà une solution technique appelée prolongateur d'autonomie thermique (range extender ou RE). Logiquement, ce mini groupe électrogène sera sûrement adopté en attendant mieux côté stockage.

Moteurs de voiture et pollution

Qu'ils soient à essence, diesel et même électriques, tous les véhicules polluent. Des normes ont toutefois été mises en place pour réduire le problème.

Normes des moteurs de voiture

Sur notre continent, la pollution est encadrée par des normes européennes baptisées Euro pour tous les véhicules à moteur (auto, moto, utilitaires, poids lourds, mais aussi en aéronautique et marine), de plus en plus sévères depuis leur entrée en application fin 1991 en automobile.

Bon à savoir : tous les constructeurs sont tenus de s'y conformer, faute de pouvoir homologuer et donc vendre leur véhicule dans l'Union européenne.

Depuis le 1er janvier 2011 et la norme Euro 5 sur les véhicules particuliers neufs, les valeurs des polluants sont tellement réduites que les moteurs diesels ont dû adopter un filtre à particules extrêmement efficace.

D'un fonctionnement mécanique analogue à votre filtre à café, il agit immédiatement, même à froid et quelles que soient les conditions de roulage, pour éliminer plus de 99 % des particules de combustibles imbrûlés diesel et bientôt essence, surtout pour les plus récents en injection directe.

Exemples de modèles : Renault TCE ; PSA Pure tech ; Ford EcoBoost et VAG TSI.

Depuis l'arrivée de la norme de dépollution Euro 6, les diesels sont (re)devenus compétitifs, sauf au niveau de leur entretien. Côté consommation, des gains sensibles de l'ordre de 50 % sont encore possibles en améliorant fortement l'aérodynamique et la masse des véhicules. 

Normes hors UE des moteurs de voitures

De la même façon, il existe des normes pour les autres pays, dont le Japon et les USA. Chez ce dernier, aussi dominateur que protectionniste via ses normes sur mesure, les oxydes d'azote (NOx) sont encore bien plus bas que notre dernière Euro 6. Or, ce polluant est inévitable pour les moteurs diesel que les constructeurs américains, sauf Ford, ne savent pas (encore) faire au même niveau que les Français ou les Allemands.

Pour des raisons triviales de surcoûts du système de dépollution et d'ajout d'AdBlue trop fréquent selon les services marketing, VAG via Bosch a donc « triché » au lieu d'optimiser. Cela dit, étant donnés les faibles niveaux réels des normes actuelles, pas de panique médiatique à craindre si ce n'est de vouloir rééquilibrer l'offre et la demande en essence et diesel, tout spécialement en France.

À noter que pour des mesures de polluants objectives, une carte actualisée de la qualité de l'air selon les polluants est disponible gratuitement pour l'Europe et la France sur le site Prev'Air.

Pollution et voiture à moteur électrique

Concernant la pollution des véhicules électriques, elle n'est que déplacée ailleurs qu'au niveau du véhicule ! En effet, selon un rapport méconnu de l'Ademe, la fabrication actuelle des batteries Li-Ion est fortement génératrice de CO², entre autres polluants. Il faudrait entre 50 000 et 100 000 km selon les modèles pour devenir vertueux au niveau du CO² sans évoquer les déchets radio-toxiques éternels du nucléaires, en France tout particulièrement.

Cas particulier des injections directes essence

Après un retour commercial techniquement manqué début 2000, avec notamment de très forts taux de NOx et de particules des moteurs Renault IDE et PSA HPI (licence Mitsubishi GDI), l'injection directe à essence rebondit depuis peu.

Or, à l'instar des moteurs diesels, leur injection directe apporte aussi ses problèmes de particules inhérents à son procédé de combustion particulier. Ainsi, il faut savoir que la norme actuelle Euro 6 b leur prévoit officiellement une dérogation permettant d'émettre jusqu'à 10 fois plus de particules que leurs homologues diesels.

De plus, cette même norme Euro 6 bprévoit des niveaux maximums d'oxyde d'azote très similaires entre les 2 carburants, mais 2 fois moins de monoxyde de carbone (un gaz mortel incolore et inodore) pour le diesel. Une question demeure : pourquoi les motorisations diesel Euro 6 n'ont-elles pas droit à la nouvelle pastille verte n°1, comme leurs cousins à essence parfois plus polluants ?

Moteur de voiture et pollution : quelles décisions politico-économiques ?

Dans ces conditions, on ne peut que s'étonner de la chasse médiatique franco-française contre les diesels, grande spécialité nationale, alors qu'il suffirait de relancer le GPL, bien plus vertueux que l'essence et proposer des mesures favorisant le renouvellement du parc des véhicules anciens donc plus polluants.

Important : 20 % du parc en circulation seraient responsables de plus de 80 % de la pollution totale du transport routier. Côté particules, les transports ne sont responsables que de 9 à 14 % du total constaté en France avec une pointe à 25 % en région parisienne :quid du reste ?

Consommation d'énergie des moteurs de voiture

Toujours au niveau des constructeurs et de l'homologation des consommations, il existe un cycle normalisé commun donc pertinent pour des comparaisons directes des différents modèles. Connu des professionnels sous le nom de « nouveau cycle de conduite européen » (NEDC) ou MVEG (motor vehicule emission group), il est en vigueur en Europe depuis juillet 1973 et dure 20 minutes à (seulement)33 km / h de moyenne.

Ses résultats sont logiquement trop éloignés de la réalité et restent faciles à optimiser notamment à l'aide d'une astucieuse hybridation électrique pouvant diminuer les consommations officielles de 70 %, voire plus.  Heureusement, à l'horizon 2017, une procédure d'essai mondiale harmonisée appelée WLTP fera son apparition pour éviter les trop grandes distorsions entre les consommations officielles et réelles.

La façon de conduire reste bien sûr déterminante pour se rapprocher ou non des consommations normalisées, comme le démontre les règles de l'écoconduite.

Enfin, pour une idée plus précise encore, l'Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie édite un comparateur actualisé en permanence de plus de 7 000 véhicules selon leurs vertus écologiques sur le site dédié Car Labelling.


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