S'ils accompagnent Reason Automobile, ce n'est pas nouveau quand on dit que les moteurs diesel sont menacés d'extinction. Le Dieselgate s'est produit il y a deux ans, mais nous en voyons toujours les conséquences. L'utilisation du Diesel pour réduire les émissions de CO2 est en jeu, tout comme son existence même.
Le « vieux » problème/solution
L'électricité n'étant pas une solution à court terme, les constructeurs auront le « vieux » moteur à combustion interne comme principale ressource technologique pour atteindre les objectifs actuels de réduction des émissions. Nous avons déjà évoqué ici quelques possibilités, que ce soit dans le domaine des moteurs thermiques de nouvelle génération - le SKYACTIV-X de Mazda, le VC-T de Nissan ou le Freevalve de Koenigsegg -, ou encore dans le domaine des carburants comme l'eFuel de Bosch.Au milieu de tant d'incertitudes, une certitude : ces avancées des moteurs à combustion s'accompagnera d'une augmentation des niveaux d'hybridation. C'est là qu'intervient Delphi, le géant qui apporte à l'industrie automobile des solutions dans le domaine des composants.
48V + Désactivation cylindre = 19% de réduction de consommation
La solution de Delphi consiste à joindre deux solutions technologiques émergentes : les semi-hybrides (hybrides légers) avec des systèmes électriques 48 V et un nouveau type de désactivation des cylindres que l'entreprise appelle Dynamic Skip Fire.
Les systèmes 48V commencent à arriver sur le marché - la nouvelle Audi A8 l'intègre dans tous les moteurs, par exemple (mais le premier était l'Audi SQ7). Ils permettent d'« alimenter » les systèmes start-stop, les périphériques les plus variés - pompe à eau, radiateur, climatisation -, les freins, la direction et même les turbos, augmentant l'efficacité énergétique des moteurs. Cependant, ils ne remplacent pas le système électrique 12V des voitures actuelles. Ceux-ci continueront de traiter des systèmes d'éclairage et d'infodivertissement.
Comment ça fonctionne?
Le système remplace également le démarreur et l'alternateur par un moteur-générateur - qui est relié au vilebrequin par une courroie - et dispose d'une batterie lithium-ion pour stocker l'énergie. Il ne permet pas la propulsion électrique, mais libère le moteur à combustion interne d'alimenter une multitude de systèmes électriques, car il assiste les démarrages ou même « écrase » l'accélérateur, fournissant un « boost » de couple temporaire.
Selon Delphi, les semi-hybrides permettent 70 % des gains d'économies de carburant d'un hybride conventionnel à seulement 30 % du coût. Avec des coûts compétitifs, au niveau Diesel, les semi-hybrides devraient devenir la solution technologique la plus courante à l'aube de la prochaine décennie.
Éteindre un cylindre quand il n'est pas nécessaire
Ce que Delphi propose est d'unir le système 48V avec une autre technologie déjà présentée par eux - Dynamic Skip Fire. Derrière ce nom se cache un nouveau type de technologie de désactivation des cylindres. Fondamentalement, au lieu d'éteindre toute une banque de cylindres - comme un V8 - ce système décide à la volée si un cylindre particulier est activé ou non.Si le système détermine qu'il ne vaut pas la peine d'injecter du carburant dans un cylindre, en analysant un certain ensemble de paramètres, il fait en sorte que les soupapes d'admission et d'échappement restent fermées. Le système fonctionnant par pilotage de la bougie, seuls les moteurs essence sont compatibles avec cette solution.
Bien que les avantages de cette technologie soient plus visibles dans les moteurs plus gros et avec un plus grand nombre de cylindres, le prototype présenté (dans les images) utilise un moteur turbo à quatre cylindres.
Selon Delphi, la combinaison de ces deux technologies peut augmenter les économies de carburant d'un moteur à essence jusqu'à 19 % en conduite urbaine et 14 % en conduite sur route, selon le cycle nord-américain le plus exigeant, défini par l'EPA. De telles valeurs le placent à égalité avec un moteur diesel actuel.
La technologie est prête, mais elle ne devrait pas arriver avant 2020
Les deux technologies peuvent être utilisées séparément, mais se complètent en augmentant l'efficacité du propulseur à charges faibles et élevées. Selon Delphi, c'est peut-être la solution, notamment en Europe, pour faire face à la dépendance au Diesel de certains constructeurs.
Dave Sullivan, analyste chez AutoPacificLe système semi-hybride 48V n'a pas beaucoup d'avantages sur le cycle de test de l'EPA, mais la combinaison de ces deux technologies est la méthadone dont l'Europe a besoin pour briser sa dépendance au diesel.
Les diesels représentent toujours la majorité des ventes de nombreux constructeurs en Europe, en particulier les plus haut de gamme, bien que les ventes soient en baisse. Le siège des diesels auquel nous assistons obligera les constructeurs à adopter cette solution ou une solution similaire afin non seulement d'être en mesure d'atteindre les objectifs d'émissions, mais aussi de maintenir les performances commerciales. La Chine aussi – qui met également en œuvre des objectifs ambitieux de réduction des émissions – pourrait être un facteur décisif dans l'adoption de cette technologie.
Selon Delphi, citant des données d'IHS Markit, les moteurs électriques remplaceront progressivement, à long terme, les moteurs à combustion, ils ne les remplaceront donc pas immédiatement. Par conséquent, d'autres types de solutions sont nécessaires.
Mais…
Bien que les coûts de mise en œuvre soient comparables – sinon inférieurs – à ceux d'un Diesel actuel, il existe un point qui pourrait éloigner les constructeurs de l'utilisation simultanée des deux technologies. Le Dynamic Skip Fire implique un surcoût de 350 € par véhicule, mais il ne mentionne pas les coûts potentiels de refonte des culasses pour intégrer le système. Si ce système doit être intégré à un moteur existant, de nouvelles vidanges d'huile peuvent être nécessaires ainsi qu'un espace pour ajouter un solénoïde pour chaque cylindre.
Cependant, s'ils adoptent cette solution, selon Mary Gustanski, vice-présidente de l'ingénierie de Delphi, les émissions de CO2 seront équivalentes à celles du diesel, mais avec des performances supérieures.