Ces images sont gravées dans la mémoire des passionnés de sport automobile : Pikes Peak aux États-Unis. Été 1987. Walter Röhrl fouette sa Audi Sport quattro S1 (E2) sur une route de terre à environ 4 000 mètres d’altitude, comme s’il n’y avait pas de lendemain. L’air se fait plus rare, tant littéralement que métaphoriquement. À certains endroits, la piste dégringole de 1 800 mètres dans le vide. Röhrl met cela de côté. Le champion de rallye adore ce parcours. Sa voiture, la S1 avec son moteur cinq cylindres de 590 ch, grimpe rapidement et agilité sur Pikes Peak. Le résultat : un temps légendaire de 10:47.850 minutes. Au plus fort de sa vitesse, Röhrl est chronométré à 196 km/h. Son commentaire : “C’était le sommet de ce que vous pouvez faire avec une voiture de rallye.”
Des actions comme celles-ci ont contribué à faire du moteur cinq cylindres d’Audi, maintes fois récompensé, un moteur culte. “Pour moi, c’est un moteur avec du caractère”, déclare Armin Pelzer, responsable du développement des applications de groupe motopropulseur chez Audi. “D’autres concepts de moteurs peuvent avoir leurs avantages par rapport au moteur cinq cylindres, mais ils ne peuvent pas rivaliser avec son caractère unique.” Son son est l’un des éléments importants – le rugissement puissant et profond qui procure un sentiment de plaisir.
Un son inimitable
“Ce schéma sonore est unique”, explique Marc Füssel, responsable de la thermodynamique et du développement des applications chez Audi Sport. Sous le capot, les cinq pistons montent et descendent dans leurs cylindres en suivant l’ordre d’allumage inoubliable : 1 – 2 – 4 – 5 – 3. “C’est différent de tous les autres moteurs. Surtout à des régimes moteur plus élevés et avec des charges plus lourdes, il ne fait pas autant de bruit qu’un moteur quatre cylindres”, explique Füssel. “Grâce aux forces inertielles libres du premier et du deuxième degré, le moteur cinq cylindres apporte un fonctionnement irrégulier spécifique qui le rend d’autant plus émotionnel, vivant et incorruptible.”
Le cœur de ce que les fans d’Audi apprécient depuis la fin des années 1970 n’a pas changé depuis. Même aujourd’hui, l’écartement de l’allumage atteint 144 degrés, par exemple sur l’actuelle Audi RS 3 : en raison de l’ordre d’allumage, les cylindres adjacents et non adjacents s’allument alternativement. Cela produit un rythme et un caractère très spécifiques. Le nombre impair de cylindres crée des fréquences harmoniques qui accompagnent la tonalité. L’unité de commande du moteur contribue également au son inimitable. Avec une charge plus lourde, les clapets du système d’échappement s’ouvrent pour un son encore plus puissant.
Un concept de moteur réussi pour la série et les rallyes
Cependant, les idées originales derrière ce moteur n’étaient ni son comportement de fonctionnement caractéristique ni son son inimitable. Avec le premier moteur cinq cylindres à essence, qui équipait l’Audi 100 (C2) en 1976, la société aux quatre anneaux voulait rattraper la concurrence et atteindre une position plus élevée. Le moteur quatre cylindres a été complété par un cylindre supplémentaire afin d’augmenter la cylindrée et la puissance du moteur. Le moteur droit à cinq cylindres d’une cylindrée de 2,1 litres avait une puissance de 100 kW (136 ch). Un système d’injection de carburant moderne a augmenté l’efficacité et la puissance. Associé à la transmission intégrale quattro et au turbocompresseur, le moteur cinq cylindres a permis de changer l’image d’Audi et de connaître le succès en sport automobile.
Avec l’introduction de l’Audi A4 (B5) en 1994, le moteur cinq cylindres a dit au revoir au segment B, mais un grand retour a suivi en 2009 – turbocompressé avec injection directe d’essence pour une plus grande efficacité, des émissions réduites et une cylindrée de 2,5 litres dans l’Audi TT RS. Le premier moteur cinq cylindres de la nouvelle ère était en réalité un projet commandé pour la VW Jetta, produit par VW Mexico. Pour le marché américain, nous voulions développer un moteur atmosphérique robuste avec une cylindrée élevée et un couple de démarrage élevé. “Pour nous, c’était la base pour relancer la tradition des moteurs cinq cylindres turbocompressés”, explique Pelzer. Pelzer, qui venait de prendre la tête de la construction des moteurs à l’époque, se souvient bien de cette période. “Nous venions de terminer le développement du premier moteur successeur cinq cylindres, qui a été initialement monté transversalement dans l’Audi TT RS”, dit-il. Le TT RS plus, présenté par Audi en 2012, atteint même 265 kW (360 ch) au lieu des précédents 340 ch.
Une reconversion complète
Pour la nouvelle génération de l’Audi TT RS, Pelzer et son équipe ont entièrement retravaillé le moteur cinq cylindres en 2016. Leurs objectifs sont plus qu’ambitieux : le moteur offre plus de puissance avec un poids plus faible, une consommation réduite, des émissions moins élevées et une construction encore plus compacte. “À l’époque, nous sommes passés à un carter en aluminium. Cela seul a permis de réduire le poids de 18 kilogrammes par rapport à son prédécesseur”, explique Pelzer. Au total, le moteur 2.5 TFSI est devenu 26 kilogrammes plus léger que le modèle précédent. Pour une voiture sportive dont le moteur est placé devant l’essieu avant, il s’agit d’un facteur crucial pour le comportement de direction et la dynamique sur les circuits ou dans les virages.
“Nous avons intégré des arbres à cames réglables dans la culasse pour une distribution variable des soupapes. Nous avons également introduit une pompe à eau qui peut être désactivée”, explique Pelzer. Le système Audi valvelift (AVS) permet de varier la course des soupapes d’échappement. De cette manière, il réduit les pertes de balayage dans la chambre de combustion et facilite un écoulement optimal des gaz d’échappement vers le turbocompresseur, notamment à bas régime. Les résultats sont une réactivité dynamique et un couple accru.
Des mesures complexes réduisent les frottements internes tout en augmentant la puissance de sortie. Les chemises des cylindres sont revêtues de plasma ; les paliers principaux du vilebrequin ont un diamètre réduit de six millimètres. Le vilebrequin est creux et pèse donc un kilogramme de moins, tandis que les pistons en aluminium intègrent des canaux de refroidissement à l’huile.
Plus de couple, plus de puissance de traction dans la nouvelle Audi RS 3
L’histoire du moteur cinq cylindres se poursuit dans la nouvelle Audi RS 3 Berline et la nouvelle RS 3 Sportback. Une fois de plus, les cinq cylindres procurent une sensation de plaisir et encore plus de plaisir de conduite. Audi augmente à nouveau le couple du moteur 2.5 TFSI de 20 par rapport à son prédécesseur, pour atteindre 500 Newton-mètres, entre 2 250 et 5 600 tours par minute. “Ce plateau de régime large avec un maximum de 500 Newton-mètres, qui démarre à un régime bas, était l’objectif de développement déclaré”, explique Füssel. “C’est quelque chose que le conducteur peut ressentir directement.” En effet, l’Audi RS 3 accélère désormais plus rapidement à bas régime. La puissance maximale du moteur de 294 kW (400 ch) est disponible plus tôt qu’auparavant, à 5 600 tr/min, et s’étend sur un plateau large jusqu’à 7 000 tr/min.
De nouveaux modes, de nouvelles expériences de conduite
Les chiffres parlent d’eux-mêmes : avec le Launch Control standard, la Sportback et la Berline accélèrent de zéro à 100 km/h en 3,8 secondes – trois dixièmes de seconde plus rapidement que leurs prédécesseurs. En option, Audi peut augmenter la vitesse maximale limitée électroniquement de 250 km/h à 280 km/h. Avec le pack dynamique en option, il est même possible d’atteindre 290 km/h – l’accélération et la vitesse maximale de l’Audi RS 3 établissent donc la nouvelle référence dans le segment des compactes.
“Pour nous, en développement, il s’agissait de nouveaux modes de conduite”, explique Füssel. “C’est pourquoi les modes RS Performance spécifiques à la RS 3, conçus pour les circuits, et RS Torque Rear, ce qu’on appelle le ‘drift mode’, sont mis en œuvre côté moteur dans l’application du contrôleur.” Dans les deux modes, nous avons augmenté les régimes moteur par rapport au mode Dynamique pour augmenter les performances au démarrage. La réponse de l’accélérateur est encore plus directe et présente une transition de charge très distincte. De plus, les conducteurs ressentent des montées de vitesses très tardives et des rétrogradations précoces, ainsi qu’un contrôle optimal de l’accélérateur linéaire à l’apex d’une courbe.
En mode RS Torque Rear, le répartiteur de couple, intégré pour la première fois dans une Audi, génère une surdirection en envoyant jusqu’à 100 % du couple arrière sur la roue extérieure du virage. Cela permet d’effectuer des dérapages maîtrisés sur des routes fermées. En revanche, le répartiteur de couple assure une tenue de route la plus neutre possible en mode RS Performance, avec peu de sous-virage ou de survirage.
Record du tour sur la Nordschleife
Nürburgring dans l’Eifel. Été 2021. Frank Stippler, pilote de développement et de course chez Audi Sport, fonce à travers le “Green Hell” avec la nouvelle Audi RS 3. Troisième rapport, 140 km/h, ralentissement à près de 80 km/h, seconde vitesse, dans le virage, accélération, les pneus crissent. Le résultat : 7:40.748 minutes, une nouvelle vitesse de pointe dans le segment des compactes.
La base du record réside dans l’interaction de technologies de pointe. Le répartiteur de couple répartit le couple de manière entièrement réglable entre les roues arrière – contrôlé via un embrayage multidisque sur chaque arbre de transmission. Lors d’une conduite dynamique, il augmente le couple moteur sur la roue arrière extérieure avec la charge de roue supérieure. Cela signifie que dans les virages à droite, il y a plus de couple sur la roue arrière gauche et vice versa dans les virages à gauche. L’Audi RS 3 tourne donc encore mieux dans les virages et suit l’angle de braquage de manière plus précise.
Cela est particulièrement apparent en combinaison avec le mode de conduite RS Performance, qui, avec ses propres caractéristiques moteur et de transmission, est spécialement calibré pour les circuits. Cela permet une accélération précoce à la sortie d’un virage, ce qui permet des temps de tour plus rapides.
