La nouvelle vague des turbos

Un turbo.

Autrefois réservé aux modèles sportifs, le turbo est désormais un élément incontournable de tout moteur moderne. Grâce à la quasi-généralisation du « downsizing », cette technique qui vise à réduire la cylindrée pour abaisser la consommation, les mécaniques suralimentées sont en train de prendre le dessus sur les variantes atmosphériques. Mais les turbos eux-mêmes vont évoluer…

Dans les années 80, quand on prononçait le mot « turbo », les yeux brillaient d’un mélange d’excitation et de respect. Car, à l’époque, cet accessoire était monté sur ce genre d’engins :

Ah, les grandes années du turbo ! (photos DR et CC Flickr/seblinux78)

Le turbo, dont le principe de base est de forcer davantage d’air à l’admission pour « gaver » le moteur en utilisant l’énergie des gaz d’échappement, était alors utilisé aux seules fins d’obtenir un maximum de chevaux d’une cylindrée donnée. Que la consommation augmente en parallèle n’était alors pas un (trop) gros problème…

Mais avec l’avènement des nouvelles normes de CO2, le turbo s’est vu confier un nouveau rôle. Il ne s’agissait plus alors de chercher la puissance pour la puissance, mais de compenser la réduction de la cylindrée entraînée par le « downsizing« , avec pour but ultime de « performer » au mieux sur le désormais (tristement ?) célèbre cycle d’homologation européen NEDC en réduisant à mort vitesse de rotation du moteur (« downspeeding ») et en abaissant consommations et émissions de CO2.

Un moteur 3 cylindres BMW 1,5 litre turbo « downsizé »

Ça a si bien marché qu’aujourd’hui, à l’exception notable de Mazda, tous les constructeurs ont adopté la stratégie du downsizing, donnant au passage un sacré coup de fouet aux équipementiers spécialisés dans les turbos. Rien qu’aux États-Unis, l’agence de protection de l’environnement EPA estime que 90% des véhicules neufs pourraient être dotés d’un turbo d’ici à 2025. En Europe, selon le spécialiste Honeywell, la part de marché des moteurs turbo pourrait atteindre la barre des 67% dès 2018.

Notons au passage que le turbo a quasiment fait disparaître son grand rival, le compresseur : en Europe, ce dernier n’est monté que sur la Nissan Micra 1.2 DIG-S. Il faut dire qu’en étant entraîné par le vilebrequin, le compresseur supprime certes le traditionnel temps de réponse du turbo (« turbo-lag »), mais il ajoute des frictions supplémentaires, frictions qui sont devenues les ennemies numéro 1 des motoristes.

Le V6 TDI biturbo de l’Audi RS5 TDI Concept.

Il existe néanmoins une solution pour combiner à la fois l’efficience du turbo et l’absence de temps de réponse d’un compresseur : l’e-Booster, ou turbo électrique. Le principe est simple. Plutôt que d’utiliser l’énergie des gaz d’échappement pour entraîner la turbine et le compresseur, ce qui implique d’avoir déjà une certaine vitesse d’écoulement des flux à l’échappement (et donc un régime moteur minimal), pourquoi ne pas entraîner la turbine à l’aide d’un moteur électrique ?

L’idée semble tomber sous le sens. À un détail près (et le diable est souvent dans les détails) : entraîner une turbine avec un minimum de réactivité réclame pas mal de puissance. Une puissance que le réseau électrique de bord conventionnel, en 12 volts, ne saurait fournir. C’est ce qui avait jusqu’à présent empêché le développement de l’e-Booster, qui dormait dans les cartons des constructeurs depuis déjà une bonne dizaine d’années.

Le turbo électrique Audi (en rouge)

Audi a cependant trouvé une astuce intéressante. La firme d’Ingolstadt a présenté récemment un prototype de RS5 TDI doté d’un V6 3.0 biturbo diesel développant 385 chevaux. Deux turbos, donc, l’un étant classique, l’autre étant électrique. Ce dernier est alimenté par un réseau électrique spécifique, sur une tension de 48 volts. Le circuit est connecté par un convertisseur au réseau en 12 volts. Une batterie lithium-ion a pour mission de récupérer un maximum d’énergie lors des phases de décélération, énergie qui est utilisée prioritairement pour alimenter l’e-Booster, capable d’accélérer jusqu’à plus de 70 000 tr/min en quelques centièmes de secondes.

Le turbo électrique Audi, comment ça marche ?

Résultat : ce V6 3.0 TDI biturbo offre le couple colossal de 700 Nm dès 1 250 tr/min, et propulse le concept-car RS5 TDI de 0 à 100 km/h en 4 secondes, de 0 à 200 km/h en moins de 16 secondes, et jusqu’à une vitesse maxi de 280 km/h. Dans le même temps, le véhicule revendique moins de 5,3 l/100 km sur le cycle mixte, soit moins de 140 g/km de CO2. À titre de comparaison, une A5 3.0 TDI 245 chevaux Euro 6, pourtant largement moins performante, réclame 5,7 l/100 km et annonce 149 g/km de CO2. Gageons que l’e-Booster ne va pas rester plus longtemps dans les cartons !

Le turbo électrique (en bas) complète un turbo à double entrée (en haut).