Maserati MC20 : un cœur pas comme les autres

Point d’électrification ni même d’hybridation pour la MC20, mais bien de l’optimisation d’un moteur thermique qui s’annonce comme le chant du cygne du genre pour le constructeur italien. Succédant au V8 d’origine Ferrari, le V6 biturbo de sa supercar se montre totalement nouveau, moins bruyant et plus performant. Mais surtout, il embarque une technologie
de combustion inédite, issue de la F1.

Outre une plastique très réussie, un poids contenu de 1 470 kg et un rapport poids/puissance optimisé à 2,33 kg/ch, la Maserati MC20 débarque avec un tout nouveau moteur : un V6 biturbo de 3,0 l, baptisé Nettuno (Neptune en français), le dieu romain des océans dont le trident est l’emblème de la marque.

Développant 630 ch à 7 500 tr/mn et 730 Nm de 3 000 à 5 500 tr/mn, il affiche un ratio de 210 ch/l rarement vu sur une voiture de série. Du coup, il offre des performances tout aussi séduisantes : 2,9 s de 0 à 100 km/h et 8,8 s de 0 à 200. Et en bonus, malgré les turbos, ce V6 atteint un régime maxi de 8 000 tr/mn, laissant présager un fort caractère. Pour sa MC20, le constructeur d’Émilie-Romagne a ainsi décidé de produire son propre moteur et de se passer des services de Ferrari, tout en utilisant une solution éprouvée en Formule 1… par Ferrari. Il s’agit d’une inédite préchambre de combustion, considérée comme “l’âme du moteur”, associée à une double injection (directe et indirecte) ainsi qu’à deux bougies d’allumage par cylindre. Mais comment l’ensemble, jamais vu sur un modèle de série, fonctionne-t-il ?

L’inédite techno de Maserati

Le système de préchambre de combustion n’est pas nouveau. Certains moteurs de série l’utilisent déjà selon un principe dit actif. Recevant du carburant, de l’air, voire les deux, la préchambre active permet de produire des mélanges pauvres en carburant qu’il serait impossible d’enflammer dans des moteurs classiques. Elle abaisse ainsi la consommation. Mais le problème est que les catalyseurs, incontournables de nos jours, n’aiment pas les mélanges air-carburant pauvres. Pour être efficaces, ils nécessitent un rapport de 14,7:1 (1 volume de carburant pour 14,7 d’air), limitant drastiquement l’intérêt de la préchambre active. Afin que le moteur de sa MC20 réponde aux normes actuelles tout en offrant beaucoup de puissance, Maserati a donc développé une approche unique de la préchambre de combustion suivant un principe de fonctionnement dit passif.

Chaque cylindre dispose de 2 bougies et de 2 injecteurs alimentant une injection de port (dans le canal d’admission) et une injection directe (dans le cylindre) capables de fonctionner séparément ou de concert afin d’obtenir le fameux ratio de 14,7:1 pour le mélange air-essence. La préchambre est minuscule : 1 cm3 ! Le mélange y pénètre pendant la phase de compression, puis l’étincelle de la bougie l’allume, le tout passe par des petits trous, créant ainsi des jets de feu qui sont envoyés dans la chambre principale. De fortes turbulences sont de la sorte créées, à l’instar de plusieurs fronts de flamme, permettant une combustion très rapide mais aussi très homogène. En procédant de cette façon, on peut donc augmenter le taux de compression de 15 % sans risque de cliquetis, ce qui, selon Ettore Musu, l’ingénieur de Maserati responsable de ce moteur, profite à la puissance (+ 120 à 130 ch) et au couple (+ 130 Nm), autorisant ainsi les prestations d’un bloc plus gros d’environ 25 %. Et dans le même temps, la consommation chute (- 3 %).

Jeu de bougies

Le but de la présence de 2 bougies d’allumage – une sur le côté du cylindre et une au-dessus, dans la préchambre – est de stabiliser la combustion à faible charge*. En utilisant les deux simultanément, on s’assure une combustion plus complète tandis qu’avec des charges moteur plus élevées, seule celle de la préchambre est sollicitée. Pour les injecteurs, celui de port donne beaucoup de temps pour mélanger l’air et le carburant lorsqu’il pénètre dans le cylindre tandis que l’injection directe en donne moins. L’idée est d’utiliser l’injecteur de port pour aider à mélanger l’air et le carburant, et d’utiliser l’injection directe pour obtenir un effet de refroidissement de l’air entrant en vaporisant du carburant dans la chambre de combustion, ce qui permet de produire plus de puissance.

L’utilisation des 2 bougies ou d’uniquement celle de la préchambre dépend de la charge moteur et ce quel que soit le régime. Au-dessus d’un seuil défini, seule la bougie de la préchambre sera utilisée pour délivrer une
puissance maximale. Au-dessous, afin d’avoir une stabilisation à faible charge de cette combustion, les 2 bougies seront utilisées, d’abord celle de la chambre principale puis celle de la préchambre. En modifiant le délai entre l’allumage des 2 bougies, on modifie la durée de combustion et il est possible d’en tirer avantage selon le besoin, en obtenant plus de puissance ou une consommation moindre selon la durée de combustion. De même, lorsqu’on démarre un moteur froid, on veut amener le catalyseur à température très rapidement. Il faut donc ralentir la combustion pour obtenir des températures d’échappement plus élevées, afin de le chauffer plus vite.

Ainsi, le système Maserati permet d’assurer le meilleur rendement possible du moteur, d’accroître sa puissance tout en réduisant la déperdition d’énergie à bas régime, et dès lors de diminuer la consommation et les émissions de CO2. Autre avantage : à faible charge, le cycle de combustion ralentit et rend le bloc un peu plus silencieux, ce qui est assez important désormais. En revanche, côté inconvénients, la complexité du système et le nombre de pièces qui lui sont nécessaires posent la question de sa fiabilité à long terme.

*La charge moteur, ou pression moyenne effective (PME), est l’énergie mécanique par litre de cylindrée et par cycle.