Avec sa nouvelle technologie de compresseur électrique, l’équipementier français Valeo propose une solution révolutionnaire aux constructeurs automobiles pour leur nouvelle génération de moteurs. Cette innovation est en parfaite adéquation avec la réglementation européenne sur la réduction des émissions de CO2. Elle permet de réduire la cylindrée des moteurs turbo essence et diesel sans perdre de puissance, même à bas régime.
Le “downsizing” pour réduire les émissions polluantes
Pour réduire les émissions polluantes et la consommation de carburant, le “downsizing” consiste à diminuer la cylindrée des moteurs. Cependant, pour ne pas sacrifier la puissance, il est nécessaire de compenser cette baisse par l’utilisation d’un turbocompresseur. Ce dernier est composé de deux turbines. Les gaz d’échappement générés par le véhicule font tourner la première turbine, qui entraîne une seconde rangée de turbines. Celles-ci compriment l’air qui est ensuite injecté dans le moteur, améliorant ainsi la combustion et augmentant la puissance.
Un système électrique indépendant des gaz d’échappement
Le principal inconvénient de ce système repose sur son manque de réactivité à bas régime. En effet, les moteurs turbo ne disposent pas toujours des mêmes performances que les moteurs à grosse cylindrée. Cette limitation est due au temps de réponse qui n’est pas aussi rapide dans toutes les situations. Les gaz d’échappement ne fournissent pas toujours suffisamment d’énergie pour faire fonctionner les turbines à bas régime, explique Michel Forissier, directeur R&D du pôle système de propulsion chez Valeo.
Pour surmonter ce défi, Valeo a développé une solution électrique indépendante des gaz d’échappement, appelée “reluctance variable”. Grâce à cette innovation, le turbo électrique atteint une vitesse quasi instantanée, quel que soit le régime moteur. Cela permet de pousser plus loin la réduction de cylindrée et de consommation, sans sacrifier les performances, se réjouit Michel Forissier.
3 à 5 fois plus réactif qu’un turbocompresseur classique
Contrairement aux turbocompresseurs mécaniques, le turbocompresseur électrique est entraîné par un moteur électrique. Il atteint son régime maximal entre 250 et 350 millisecondes, tandis qu’un turbocompresseur traditionnel met généralement de 1 à 2 secondes pour atteindre sa vitesse optimale. De plus, le turbocompresseur électrique ne chauffe pas autant. Dans un turbo classique, la température induite par les gaz d’échappement peut atteindre entre 800 et 1 000 degrés, nécessitant l’utilisation de matériaux sophistiqués comme le titane ou le bronze. Pour le compresseur électrique, des matériaux simples et peu coûteux, tels que la tôle d’acier, suffisent.
Grâce aux avancées récentes dans les architectures électriques des véhicules, il est possible de disposer de l’énergie électrique nécessaire au fonctionnement du turbocompresseur pendant de courtes périodes, mais de manière répétée. Le turbocompresseur électrique peut ainsi réduire la consommation de carburant des véhicules de 8 à 20 %, selon le type de motorisation et le niveau de “downsizing”.
Une technologie adaptable à tous les types de véhicules
Les applications du turbocompresseur électrique sont nombreuses, qu’il s’agisse de véhicules à architecture électrique simple, hybride ou même à pile à combustible. Michel Forissier explique que Valeo vise également les voitures de sport. Au-delà de la consommation de carburant, les conducteurs de ce type de voiture sont particulièrement intéressés par les performances que cette nouvelle technologie peut apporter.
Pour cela, Valeo travaille sur un standard de turbocompresseurs qui peut évoluer en fonction de la cylindrée et de la puissance souhaitées. L’idée est de construire une ligne de produits adaptable à différentes architectures de véhicules, tout en offrant des performances ajustables selon les besoins. Cette approche permettrait une production industrielle à moindre coût. Le directeur de la R&D précise que la production de ces turbocompresseurs électriques sera lancée début 2016.
