Un moteur à essence… magique

Un absent du Salon de l’Auto 2018 est le moteur miracle promis par Mazda pour 2019. Il fonctionne à l’essence et promet d’obtenir les avantages du diesel sans ses inconvénients: une consommation et des émissions de CO2 modérées, avec très peu de polluants toxiques comme les micro-particules ou l’oxyde d’azote (NOx).

Ce moteur miracle devrait, selon Mazda, émettre et consommer 20% à 30% de moins qu’un modèle à essence classique. Soit le niveau d’un moteur diesel équivalent. Avec la promesse de faire encore mieux ensuite.

Actuellement le moteur à essence se vend mieux et a repris l’avantage sur les diesels, du moins dans le autos neuves. Il a l’avantage de produire moins de polluants toxiques (micro-particules, NOx), mais génère au contraire d’avantage de gaz à effet de serre (CO2) et consomme davantage.

Course en coulisse chez les constructeurs

Depuis plus de dix ans, plusieurs constructeurs comme Daimler, Nissan et d’autres étudient un moteur à essence fonctionnant selon les principes d’un diesel pour en capter les avantages, appelé par le spécialistes moteur HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition), mais personne n’est encore parvenu à sortir un modèle commercialisable. Les recherches et les essais n’ont pas encore permis de déboucher sur un moteur stable et fonctionnel dans toutes les circonstances (quand le climat est froid, etc). Sauf Mazda, qui indique avoir pu maîtriser ce cheval fou. Cela intrigue tout le secteur.

Une réponse au vent anti moteur à carburant ?

Si ce moteur tient ses promesses, il pourrait donner un argument sérieux à ceux qui estiment que les moteurs à carburant n’ont pas dit leur dernier mot. La tendance à l’électrification, encore fort marginale, peut laisser penser que les jours de la voiture à carburant sont comptés. D’autant que plusieurs pays comme la France ou la Grande-Bretagne ont annoncé leur intention d’interdire la voiture à carburant d’ici 2040, sans parler des villes qui imposent des zones à basses émissions excluant de facto une partie du parc à carburant. Mais la voiture électrique reste encore une équation compliquée pour les constructeurs, car elle reste un véhicule vendu à perte.

L’art de réduire la température

Comment Mazda a-t-il pu concevoir le moteur miracle ? Tout l’art consiste à mieux maîtriser la combustion du carburant et à mieux transformer cette dernière en mouvement. Une partie de l’énergie est transformée en chaleur, en pure perte, « ce qui est important c’est de réduire cette chaleur dans le processus  » indique Christian Schultze, directeur de la recherche pour Mazda Europe. Mazda y parvient en augmentant la pression, en utilisant un mélange carburant/air où la seconde part est plus importante, ce qui réduit la température produite par la combustion, donc les pertes énergétiques, et en modifiant le processus de combustion.

Accélérations économiques

Le résultat, selon Mazda, est un moteur dont le comportement diffère d’un moteur standard. « Vous pouvez accélérer sans augmenter la consommation et les émissions » dit Christian Schultze. Pour une voiture à carburant « traditionnelle », la conduite économique impose au contraire d’activer le plus doucement possible la pédale d’accélération. Tout cela demande, bien sûr, à être vérifié avec une voiture de série. Pour l’heure, Mazda fait rouler des modèles test, des Mazda 3 (voiture moyenne, format VW Golf).

Quelques aspects techniques

La différence entre les moteurs diesel et à essence, outre le carburant, se marque par le processus de combustion. Cette dernière est provoquée par l’étincelle d’une bougie électrique pour les moteurs à essence et par simple compression pour les diesels (autocombustion). En comprimant le mélange air/carburant à un niveau très élevé, plus élevé que pour l’essence, le mazout est porté à haute température et s’enflamme spontanément. Les moteurs à essence HCCI expérimentaux, pratiquant aussi cette autocombustion, adoptent la même approche, avec une compression élevée pour provoquer la combustion « spontanée » du carburant. « La difficulté est de contrôler cette combustion par toutes les circonstances » note Christian Schultze.

Mazda estime avoir trouvé la solution en utilisant toujours une bougie, juste pour initier le processus de combustion. « On injecte d’abord une toute petite quantité de mélange que l’étincelle va enflammer » continue l’ingénieur. Cette opération va augmenter la compression dans les cylindres du moteur laquelle va entraîner la combustion de la dose complète de mélange carburant/air. Ce processus se déroule en une fraction de seconde. Mazda estime aussi avoir évité un des problèmes de ces moteurs, la combustion anarchique du carburant, à un mauvais moment, juste avant le temps optimal, qui peut endommager la mécanique.

Peu d’enthousiasme pour la voiture électrique

Mazda s’intéresse d’autant plus à ce moteur que le constructeur, basé à Hiroshima, est peu enthousiaste pour la voiture électrique. Il n’y a guère travaillé, a juste conclu cette année une joint venture avec Toyota pour développer la technologie et fournir ce type de véhicule là où le marché l’exigera. Il mise surtout sur le perfectionnement des moteurs à carburant. Ce n’est pas un sujet à la mode aujourd’hui, mais peut-être qu’il le deviendra. Le manque de passion pour la voiture électrique provient notamment de la difficulté à rentabiliser ce type de véhicule. Mais il faudra prouver que le nouveau moteur est réellement peu polluant comparé à une voiture électrique, en tenant compte de la totalité du cycle de vie (production du véhicule, de la batterie et de l’énergie).

Et demain le moteur rotatif ?

Notons que Mazda est un grand amateur de moteurs exotiques. L’entreprise a longtemps développé des voitures avec un moteur rotatif Wankel (à piston rotatif), développé en Europe, et en détient les brevets. Il avait abandonné ce moteur fort original, fort nerveux, car il ne répondait plus aux normes d’émissions. « C’est notamment dû à la forme particulière de la chambre de combustion » dit Christian Schultze, qui n’exclut pas que ce moteur ne revienne un jour sur le marché. Mazda envisage de l’utiliser comme prolongateur d’autonomie, pour des voiture électriques, son mouvement servira à actionner une génératrice qui prendra le relais des batteries lorsqu’elles seront épuisées.