L'avenir du diesel selon Volkswagen, un TDI sans injecteur-pompes, et sans gazole

Hier et demain, le roi TDI

Il n'est pas mal le système hybride de la Toyota Prius, mais chaque fois qu'un européen achète une de ses autos, il y a à côté 150 autres européens qui achètent un TDI d'une des différentes marques du groupe Volkswagen. Alors tant que le marché restera ce qu'il est, cela signifie qu'un progrès écologique réalisé par VW sur ses TDI aura 150 fois plus d'impact qu'un progrès de Toyota sur sa Prius... On voit l'importance considérable d'améliorer le TDI, une mécanique éprouvée et appréciée par des dizaines de millions d'européens. Volkswagen, heureusement, y pense, et a présenté au dernier salon de Tokyo, le prototype d'une nouvelle génération de TDI dans un concept-car baptisé Ecoracer. Car si le TDI est synonyme de frugalité, les performances ne doivent pas être en reste, et VW a logé son nouveau moteur dans un concept-car très sportif.

Une voiture sportive, mais pour les gens qui ne le sont pas, Volkswagen a eu la bonne idée de faire des panneaux de toit à levée automatique. Cette auto a en effet des dimensions proches de l'Audi TT, et les grands savent bien qu'il n'est pas commode de s'installer à bord du coupé Audi. Avec les panneaux de toit qui se lèvent, comme on le voit sur la photo du haut, il n'y a plus de problème. Signalons aussi le parebrise remplaçable par un petit saute-vent, et l'arrière du toit qui est amovible, et venons-en au plus important : la mécanique.

C'est un petit moteur qui est sous le capot de ce concept Ecoracer, puisque ce 4 cylindres ne fait que 1484 cm3. Mais délivrant 136 ch à 4000 tr/mn et un couple constant de 250 Nm de 1900 à 3700 tr/mn, on l'imagine à l'aise dans une Passat. Par rapport au TDI 105 d'aujourd'hui, un moteur d'1.9 litres, ce nouveau bloc promet plus de puissance, plus de sobriété, et bien évidemment beaucoup moins de rejets toxiques (NOx et particules). Une surprise pourtant, ce moteur ne fait plus appel à la technologie des injecteurs-pompes, cette technique dont Bosch (son fabricant) disait qu'elle allait révolutionner le diesel, quand elle était apparue en 1998, et dont Volkswagen était devenu le champion.

Ecrivons-le pourtant franchement : les injecteurs-pompes ont révolutionné le diesel ! Quand nous avions essayé la Golf TDI 150, nous nous étions arrêté pour regarder sous le capot, et vérifier que c'était bien un 4 cylindres en ligne qui poussait comme cela ! Il y a des 6 cylindres essence qui ne marchent pas aussi bien, et dans une auto qui ne demandait que 6/7 l/100 km, c'était vraiment étonnant de trouver pareilles performances. Personne ne savait faire aussi bien avec un système à rampe commune à l'époque, mais qu'on le sache aujourd'hui, cela signifie t-il la fin des injecteur-pompes, non, nous ne pouvons pas le croire.

Les injecteur-pompes ont en effet deux atouts immenses, d'abord leur simplicité, et ensuite leur fonctionnement tout mécanique. L'arbre à cames commande une came, spécifique, qui appuie sur un culbuteur, lequel comprime l'injecteur. C'est direct, sans électronique, et sans durite ni la moindre tuyauterie puisque tout est inclus dans la culasse. Mais c'est là que le bât blesse. Un moteur à injecteur-pompes a besoin d'une culasse spécifique (cher et complexe), pour offrir une précision qui, en dépit d'un timing parfait, n'atteint pas celle d'une injection à rampe commune pilotée par électronique. Le processus semble pourtant idéal, puisque l'arbre à cames coordonne aussi bien la levée des soupapes que l'injection de carburant, exactement au rythme voulu, mais un diesel ne peut plus se contenter aujourd'hui de recevoir son mélange air-gazole en une fois dans ses cylindres. Afin de générer le meilleure combustion possible (et donc minimiser les rejets polluants), cette opération s'effectue désormais en plusieurs temps, soit plusieurs petites injections distinctes pour chaque temps moteur. Des opérations qui doivent se réaliser si rapidement qu'on recourt maintenant pour y parvenir à une technologie piézo-électrique. Est-il possible de marier la technologie de l'injecteur-pompe avec celle du piézo-électrique ? Oui, absolument, c'est d'ailleurs ce que fait Volkswagen dans le TDI 170 de la Passat, dont la commercialisation est attendue dans les semaines à venir. Mais cette association étant complexe et coûteuse, Volkswagen va passer à la rampe commune pour tous ses diesels, comme il le fait déjà sur le V6 3 litres d'Audi.

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Pour aller plus loin avec l'injecteur-pompe, cette technologie va, devrait, revenir sur le moteur à essence. Un équipementier, qui développe en ce moment une solution camless, y travaille en effet. L'idée est de remplacer l'arbre à cames par des actuateurs électriques pour commander la levée et la fermeture des soupapes, et on y ajouterait un troisième actuateur pour commander un injecteur-pompe. Si on y réfléchit d'ailleurs, pour les futurs moteurs camless, comment les envisager sans injecteur-pompes ? A quoi servirait une distribution individualisée à chaque cylindre si l'alimentation ne l'est pas ?
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Le changement de technique d'alimentation, ce n'est cependant qu'une caractéristique de ce moteur, dont la nouveauté principale est qu'il possède le potentiel pour implémenter le processus CCS (ce sont les termes exacts du dossier de presse). CCS tient pour Combined Combustion System, c'est le jargon Volkswagen pour définir un moteur qui réunit les avantages des moteurs diesel et essence (allumage commandé et allumage par compression), on dit plus souvent HCCI, soit Homogeneous Charge Compression Ignition (allumage par compression d'une charge homogène). L'idée est d'améliorer la combustion. Parce que les moteurs d'aujourd'hui ne sont pas très bons sur ce plan. Il faut ajouter des catalyseurs, des filtres à particules, ce serait bien mieux si la combustion était meilleure, plus complète, et qu'elle rende ces accessoires moins indispensables, parce qu'au niveau du collecteur d'échappement déjà, les émissions de NOx, par exemple, seraient réduites de moitié... Voilà ce que promet l'HCCI.

C'est déjà beaucoup, mais Volkswagen veut pourtant faire encore mieux, et il a eu pour cela l'idée de développer un carburant synthétique. Un biocarburant. Et le but n'est plus cette fois de réduire les émissions toxiques (particules, NOx, HC...), mais de les supprimer. Un moteur thermique qui ne rejetterait rien d'autre que de dioxide carbone (CO2) et de la vapeur d'eau, avec un carburant qui serait renouvelable ! Est-ce possible ? Est-ce réaliste ? C'est un objectif qui demande, et demandera encore beaucoup de R&D, mais il n'est pas fou. Et il suffit de voir que Honda, Toyota ou General Motors travaillent eux aussi sur l'HCCI. Ce n'est probablement pas pour cette décennie, mais en 2015, on regardera peut-être ce concept Ecoracer comme on regarde aujourd'hui le premier concept de Toyota Prius, celui qui fut exposé au salon de Tokyo en 1995. La combustion homogène, c'est un progrès aussi important que l'hybridation. Qui sera le premier à le mettre sur le marché ?

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